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前言

      去年四月份大一下半学期正式开始学习Java,一路从java基础、数据库、jdbc、javaweb、ssm以及Springboot,其中也学习了一段时间数据结构。

      在javaweb期间做了图书商城项目、ssm阶段做了权限管理项目,springboot学了之后手痒去b站看视频做了个个人博客项目(已部署到服务器,正在备案中)。期间也不断进行做笔记,总结,但是越学到后面越感觉有点虚,觉得自己基础还有欠缺。

      之后一段时间我会重新回顾java基础、学习一些设计模式,学习多线程并发之类,以及接触一些jvm的相关知识,越学到后面越会感觉到基础的重要性,之后也会以博客形式输出学习的内容。

      现在整理的java知识基础点是在之前学习尚硅谷java课程的笔记基础之上加工汇总,部分图片会引用尚硅谷或网络上搜集或自己画,在重新回顾的过程中也在不断进行查漏补缺,尽可能将之前困惑的点都解决,让自己更上一层楼吧。

      博客目录索引:博客目录索引(持续更新)




一、Java的程序结构

源文件、类、方法

  • 关系:类存在源文件中,方法存在类中,语句存在方法
  • 各自含义
  • 源文件:扩展名为.java带有类的定义。类用来表示程序的组件,类的内容必须包含在{}中。
  • 类:类中带有一个或多个方法,方法必须在类内部声明。
  • 方法:方法中包含一连串执行的指令,也是包裹在{}中,一个方法就是一个函数或过程。

当Java虚拟机启动执行时,首先会寻找你指定的类(例如​​java class文件名​​),接着锁定类中的一个特定main()方法:

public static void main(String[] args){
}

紧接着虚拟机会执行main方法{}中的函数所有指令,每一个Java程序最少有一个类以及一个main(),一个应用程序只有一个main函数!!!

执行过程为三步:保存、编译、运行。


编译器及JVM各自作用

编译器:Java强类型语言,不容许变量保存类型的数据(类型安全性问题),其能找到所有的编译型错误,语法错误,以及对一些违反调用private方法的程序检查。并不会处理一些异常问题,例如字符串除数字。主要就是能够容许动态绑定功能,java可以在执行期引用连程序员都没有预期会碰到的类型。

JVM:期间处理一些问题会抛出异常,存取权限的安全问题,确保不会有人在执行前修改二进制代码。


二、关键字及标识符

关键字与保留字


关键字与保留字都有特殊含义,命名时不能使用下列名称定义


关键字:对java的编译器有特殊的意义,用来表示一种数据类型或者表示程序的结构等。

  • 定义数据类型:​​class​​​、​​interface​​​、​​enum​​​、​​byte​​​、​​short​​​、​​int​​​、​​long​​​、​​float​​​、​​double​​​、​​char​​​、​​boolean​​​、​​void​
  • 定义流程控制:​​if​​​、​​else​​​、​​switch​​​、​​case​​​、​​default​​​、​​while​​​、​​do​​​、​​for​​​、​​break​​​、​​continue​​​、​​return​
  • 定义访问权限:​​private​​​、​​protected​​​、​​public​​​、​​extends​​​、​​implements​
  • 定义建立实例与引用实例,判断实例:​​new​​​、​​this​​​、​​super​​​、​​instanceof​
  • 用于异常处理:​​try​​​、​​catch​​​、​​finally​​​、​​throw​​​、​​throws​
  • 用于包:​​package​​​、​​import​
  • 其他修饰符关键字:​​native​​​、​​strictfp​​​、​​transient​​​、​​volatile​​​、​​assert​
  • 定义数据类型值的字面值:​​true​​​、​​false​​​、​​null​
  • 其他关键字:​​abstract​​​、​​static​​​、​​synchronized​

保留字:是为java预留的关键字,他们暂时还没有作为关键字,在以后升级版本可能会作为关键字。

  • ​byValue​​​,​​cast​​​,​​false​​​,​​future​​​,​​generic​​​,​​ inner​​​,​​operator​​​,​​outer​​​,​​rest​​​,​​true​​​,​​var​​​,​​goto​​​,​​const​​​,​​null​

标识符


标识符含义、规则以及命名规范


标识符:命名时使用的序列,java中严格区分大小写。

标识符规则

  • 可有英文字母大小写、0-9数字、_或$字符组成。
  • 不能使用数字开头,同时标识符不能包含空格。
  • 不能使用关键字或保留字,但是可以包含关键字或保留字。
  • 严格区分大小写,长度没有限制。

标识符命名规范:仅仅只是种规范,并不强求,但是一般都遵守这种规范

  • 包名:可以多单词组成,全小写,例如:xxxyyyzzz。
  • 类名、接口名:可以多单词组成,所有单词首字母都大写,例如:XxxYyyZzz。
  • 变量名、方法名:多单词组成时,第一个首字母小写,第二个单词后每个单词首字母都大写,例如:xxxYyyZzz。
  • 常量名:所有字母都大写,多单词时每个单词使用下划线连接,例如:XXX_YYY_ZZZ。

其他说明:由于java采用​​unicode​​字符集,所以标识符中也可以包含汉字,但是通常不建议使用!!!


三、数据类型

初识数据类型


注意注意,这是数据类型,不是数据结构!!!


Java是强类型的,其含义:需要明确指出的类型,定义,声明及赋值。

所有数据类型包含内容以及取值范围如下图

Java学习笔记 02、Java的基本概念_java

Java学习笔记 02、Java的基本概念_数据类型_02

其中2的31次方都有21亿了,一般来说int就都够用了,在这里特地说明下数字大小。

计算机换算单位(小到大):​​bit​​​、​​B(byte)​​​、​​Kbit​​​、​​KB​​​、​​Mbit​​​、​​MB​​​、​​Gbit​​​、​​GB​​​、​​Tbit​​​、​​TB​​…,换算关系如下图:

Java学习笔记 02、Java的基本概念_java_03

  • ​bit​​:是计算机中最小的存储单位。
  • ​byte​​:计算机中基本的存储单位。上面一些基本类型就是使用字节byte表示。



基本类型

整数类型


Java各整数类型具有固定的表数范围以及字段长度,不受具体​​OS​​(operation system 操作系统)的影响,保证java的可移植性。


整数类型有:byte、short、int、long

定义方式很简单如下:

//下列定义类型在占内存以及可取值范围都越来越大
byte x = 2;
short y = 2;
int z = 2;
long d = 2L;

需要说明的几点:

注意点

  • 定义long类型时,若是后面不加l或者L会认为是int型,所以定义long需要如​​long d = 100l​​或​​long d=100L​
  • 大容量值不能赋给小容量值,如下:
int x = 24;
byte x1 = x;//这是错误的,编译会报错为:不兼容的类型,从int类型转为byte类型可能会有精度损失
//若是硬要转,想要跳过编译器处理,可以使用这种方式:byte x1 = (byte)x
  • 小容量值可以赋给大容量值,如下:
byte x = 24;
int y=x;//这是允许的

说明:我们通常来说定义int就足够用了,特定情况需要使用long类型。




浮点型


Java的浮点型常量默认为double型


分别是单精度​​float​​​、双精度​​double​

定义方式如下

float f = 1.5f //或者float f = 1.5F
double d = 1.5;

注意点

  • 定义float类型时,若后面不加’f’或者’F’,都直接会被默认为double类型。
  • 大容量不能赋给小容量,见下面情况:
//情况一:直接变量赋值
double f = 3;
float d = f; //这里编译会报错,会损失精度,若想要跳过编译报错,如float d = (float)f

//情况二:
float e = 13;
float d = e + 12.5;//同样也是会编译报错,因为12.5默认为double类型,两者相加就是double类型,所以需要修改如下
//float d = (float)e + 12.5
  • 小容量也是可以赋给大容量。



字符型


可以为任意单个字符或者转义字符


范围为:0-65535

定义方式

char a = 'a';
char a = 97;//允许
char a = (char) 97.0; //97.0为double类型,需要向下转型
char a = '\\';//转义字符,输出为\

布尔类型


只能通过true或false表示


定义如:​​boolean a = true;​​​ 或者 ​​ boolean a = false;​


总结


这里暂时不介绍引用数据类型,对基本类型进行总结


上述几个类型大小排序为:​​byte​​​、​​char​​​、​​short​​​ <​​int​​​<​​float​​​<​​long​​​<​​double​

大容量赋给小容量都需要进行向下转型,否则会有编译问题。

需要注意的如下

其中比较特殊的是​​char​​​它内存中占2个字节却能够与​​int​​相互赋值而不用进行向下转型,如:

//下面两种都是可以编译通过的
int a = 'a';
char b = 12;

java在运算的时候,如果操作数都在int范围内,那么一律按在int空间运算。

简单来说:​​byte​​​、​​char​​​、​​short​​ 这三个类型进行运算,其结果一定是int类型。

byte a = 10;
short b = 11;
short c = (short) (a+b);//这里需要向下转型 或者 int d = a+b;

我们这样想byte是1字节,short是2字节,char也是2字节,编译器应该是通过计算其内存占用空间,1字节+2字节=3字节,那么不就超过了这个三个类型的任意一个了嘛,所以就会出现直接使用int来得到值的情况。

强制向下类型转换会缺失精度,举例介绍。

float a = 15.2f;
int b = (int) a;
System.out.println(b); //结果为15,向下类型转换会缺失精度

Java中定义基本类型时一定要赋初值,否则编译报错。


引用类型(String)


String属于引用数据类型中的class类,也叫做字符串,下面暂时只介绍连接字符串情况。


一般类的话若是创建对象需要new出来,而声名String类型变量,可以使用​​""​​包裹。

String可以与8种基本数据类型变量做运算,并且运算只能是连接运算,使用的​​+​​号。

下面列举几种比较特殊情况

①普通连接运算,连接到原本字符串之后

String str = "";
str += 'a'; //"a"
str += true; //"atrue"

②String可以为空字符串,而char不行

String str = "";//编译通过
char a = '';//编译不通过

③String与char相加会变为String;char与char相加会对ASCII码进行累加,此时若+字符串,就会相连,如下情况:

//案例1:整型、字符串与char相混
char c = 'a';
int num = 10;
String str = "hello";
System.out.println(c+num+str);//107hello
System.out.println(c+str+num);//ahello10
System.out.println(c+(num+str));//a10hello
System.out.println((c+num)+str);//107hello
System.out.println(str+num+c);//hello10a
//说明:从前往后,若是char与string相加那么就会变为字符串,char与char相加就会按照ASCII码相加

//案例2:字符串及转义类型
System.out.println("* *"); //* *
System.out.println('*'+'\t'+'*'); //93
System.out.println('*' + "\t" + '*'); //* *
System.out.println('*'+'\t'+"*"); //93*
System.out.println('*'+('\t'+"*")); //* *
  • char字符相加也就是其ASCII相加,输出时会是数字。
  • char字符与String相加,会连接成字符串;若是char是转义字符单独与String相加,配合输出时带有转义效果。

String是常量类,底层就是使用的​​char value[]​​来进行存储数据的。


四、运算符

算术运算符


算术运算符指:+,-,*,/…


整数自增问题说明

//问题描述:+1编译问题
short x = 1;
x = x+1;//这样有编译问题的!需要向下转型 x = (short)x+1;

//解决:自增或者+=
x++;//这样就不会出现向下转型情况了。
//或
x += 1; //这样也是可行的

浮点数除数问题

//问题描述:结果为整数,缺失了精度
float f = 5/2;//先计算右边5/2 按照整数相除计算再赋值给f变量,所以会为2.0
System.out.println(f);//2.0

//解决:求得浮点数
float f = (float) (5/2.0); //参与运算的需要为浮点数,这样运算会进行浮点数运算
System.out.println(f);//2.5




比较细节问题


1、基本数据类型中的内存空间问题

byte b = 127;//byte范围为[-128,127]
b++;//底层存储数据采用补码127为[01111111]补+1=[10000000]补 所以其结果就表示为-128
System.out.println(b);//-128

2、浮点型赋值给整型损失精度

int i = 1;
i = (int) 0.1;
System.out.println(i);//0

3、多个自增运算

int n = 10;
n+= (n++)+(++n);// n = n+(n++)+(++n)=(10+10+11)+1=32 最后运算结束了还会自增1
System.out.println(n);//32

比较运算符


比较运算符指==、>=、<=、!=…


比较运算符的结果都是​​boolean​​类型的,要么是true,要么是false,见下图即可:

Java学习笔记 02、Java的基本概念_运算符_04


五、乱码字符集


我们常常会遇到转换字符集时,中文变乱码的情况,下面就说明一下。


乱码:世界上有许多不同的编码格式,同一个二进制数字可以被解释成不同字符,当我们打开一个文件时,若不是按照原本编码格式打开,很容易出现乱码问题,尤其是中文的乱码。

常见的几种编码格式:ASCII码、Unicode编码、UTF-8编码、ANSI编码(又叫GBK字符集)。

      计算机底层是用0、1表示的,为了表示不同的字符,那么就需要使用编码来进行表示,最初的字符集是​​ASCII码​​,起初只是针对于美国,之后不同国家也慢慢普及了,这时候就出现问题了,每个国家都有各自的编码。

      接着出现了​​Unicode编码​​:将世界上所有的符号都纳入其中,每一个符号都给予一个独一无二的编码,使用Unicode就没有乱码的问题。缺点就是都使用4个字节表示,造成空间的极大浪费。

      最终实际落地的是​​UTF-8字符集​​,它是互联网上使用最广的一种Unicode的实现方式,其是一种变长的编码格式,可以使用1-6字节表示一个符号,能够解决Unicode编码的缺点,这里不过多介绍。

      最后再介绍一下​​ANSI编码​​,又叫做GBK字符集,在中文版windows系统中就是表示中文,若是你其中有文字是ANSI编码的,再使用UTF-8编码格式打开就会出现乱码情况!!!ANSI并不是某一种特定的字符编码,而是在不同的系统中,ANSI表示不同的编码。

若是想详细了解一下Unicode、UTF-8、ANSI可以看文章:彻底弄懂 Unicode 编码​、ANSI是什么编码?




运算符优先级

见下图即可:

Java学习笔记 02、Java的基本概念_ico_05




参考资料

[1]. Java中保留字和关键字的区别

[2]. ​​计算机存储单位换算​​ 包含各种单位换算

[3]. ​​尚硅谷_Java零基础教程(宋红康主讲)​



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