第一章 Java 基本语法（一）

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wx631a9eff87243 2022-09-10 00:01:44 博主文章分类：JavaSE ©著作权

文章标签 java 基本语法数据类型 ico 文章分类 Java 后端开发

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第一章 Java 基本语法（一）

1、关键字与保留字

1.1、关键字(keyword)的定义和特点

定义：被 Java 语言赋予了特殊含义，用做专门用途的字符串（单词）
特点：关键字中所有字母都为小写
官方地址：https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/nutsandbolts/_keywords.html

第一章 Java 基本语法（一）_数据类型

第一章 Java 基本语法（一）_ico_02

2.2、保留字(reserved word)

Java 保留字：现有 Java 版本尚未使用，但以后版本可能会作为关键字使用。自己命名标识符时要避免使用这些保留字 goto、const。

2、标识符

2.1、什么是标识符（Identifier）

Java 对各种变量、方法和类等要素命名时使用的字符序列称为标识符
技巧：凡是自己可以起名字的地方都叫标识符。

2.2、定义合法标识符规则【重要】

由 26 个英文字母大小写，0-9，_或$ 组成。
数字不可以开头。
标识符不能包含空格。
不可以使用关键字和保留字，但能 包含 关键字和保留字。
Java 中严格区分大小写，长度无限制。

举例：划红线的地方都不是合法标识符

第一章 Java 基本语法（一）_数据类型_03

2.3、Java 中的名称命名规范

Java 中的名称命名规范：

包名：多单词组成时所有字母都小写：xxxyyyzzz
类名、接口名：多单词组成时，所有单词的首字母大写：XxxYyyZzz
变量名、方法名：多单词组成时，第一个单词首字母小写，第二个单词开始每个单词首字母大写：xxxYyyZzz
常量名：所有字母都大写，多单词时每个单词用下划线连接：XXX_YYY_ZZZ

注意点

在起名字时，为了提高阅读性，要尽量有意义，“见名知意”。
java 采用 unicode 字符集，因此标识符也可以使用汉字声明，但是不建议使用。

3、变量

3.1、变量的声明与使用

变量的概念：

内存中的一个存储区域。
该区域的数据可以在同一类型范围内不断变化。
变量是程序中最基本的存储单元，包含变量类型、变量名和存储的值。

变量的作用：

用于在内存中保存数据。

使用变量注意：

Java 中每个变量必须先声明，后使用。
使用变量名来访问这块区域的数据。
变量的作用域：其定义所在的一对{ }内。
变量只有在其作用域内才有效。
同一个作用域内，不能定义重名的变量。

声明变量

语法：<数据类型> <变量名称>
例如：int var;

变量的赋值

语法：<变量名称> = <值>
例如：var = 10;

声明和赋值变量

语法：<数据类型><变量名>= <初始化值>
例如：int var = 10;

补充：变量的分类-按声明的位置的不同

在方法体外，类体内声明的变量称为成员变量。
在方法体内部声明的变量称为局部变量。

第一章 Java 基本语法（一）_基本语法_04

注意：二者在初始化值方面的异同:

同：都有生命周期。
异：局部变量除形参外，其他局部变量都需要显式初始化。而全局变量可以不显示初始化，因为全局变量有默认的初始值。

3.2、基本数据类型

变量的分类-按数据类型

对于每一种数据都定义了明确的具体数据类型（强类型语言），在内存中分配了不同大小的内存空间。

第一章 Java 基本语法（一）_数据类型_05

3.2.1、整数类型：byte、short、int、long

Java 各整数类型有固定的表数范围和字段长度，不受具体 OS 的影响，以保证 java 程序的可移植性。
java 的整型常量默认为 int 型，声明 long 型常量必须在后面加 “ l ” 或 ” L ” 。
java 程序中变量通常声明为 int 型，除非不足以表示较大的数，才使用 long 型。

类型	占用存储空间	表数范围
byte	1个字节 = 8bit (位)	-128 ~ 127
short	2个字节	-2^15 ~ 2^15-1
int	4个字节	-2^31 ~ 2^31-1 ( 约21亿 )
long	8个字节	-2^63 ~ 2^63-1

1MB = 1024KB、1KB = 1024B、1B = 8bit
bit(位)：计算机中的最小存储单位。
byte(字节)：计算机中基本存储单元。

/*
Java定义的数据类型

一、变量按照数据类型来分：
    基本数据类型：
        整型：byte \ short \ int \ long
        浮点型：float \ double
        字符型：char
        布尔型：boolean

    引用数据类型：
        类：class
        接口：interface
        数组：array

二、变量在类中声明的位置：
        成员变量 vs 局部变量
*/
class VariableTest1 {

    public static void main(String[] args) {
        //1. 整型：byte(1字节=8bit) short(2字节） \ int (4字节）\ long(8字节)
        //① byte范围：-128 ~ 127
        byte b1 = 12;
        byte b2 = -128;
        //  b2 = 128; //编译不通过,超过了表数范围
        System.out.println(b1);
        System.out.println(b2);

        // ② 声明long型变量，必须以“l”或“L”结尾
        short s1 = 128;
        int i1 = 12345;
        long l1 = 345678586; //345678586是int类型，编译通过是因为自动类型提升为long类型
        System.out.println(l1); //类型提升后面会讲，只需知道声明long型变量，必须以“l”或“L”结尾
    }

}

3.2.2、浮点类型：float、double

浮点型常量有两种表示形式：

十进制数形式：如：5.12、512.0f、.512 (必须有小数点）
科学计数法形式:如：5.12e2、512E2、100E-2

float：单精度，尾数可以精确到7位有效数字。很多情况下，精度很难满足需求。
double：双精度，精度是float的两倍。通常采用此类型。

Java 的浮点型常量默认为double型，声明float型常量，必须在后面添加" f "或" F " 。

类型	占用存储空间	表数范围
单精度float	4个字节 (32位)	-3.403E38 ~ 3.403E38
双精度double	8个字节 (64位)	-1.798E308 ~ 1.798E308

3.2.3、字符类型：char

char 型数据用来表示通常意义上的"字符"(2个字节)
Java中的所有字符都使用Unicode编码，故一个字符可以存储一个字母，一个汉字，或其他书面语的一个字符
字符型变量的三种表现形式：

字符常量是用单引号( ’ ’ )括起来的单个字符。例如：char c1 = 'a'; char c2= '中'; char c3 = '9';
Java中还允许使用转义字符’ \ '来将其后的字符转变为特殊字符型常量。例如：char c3 = ' \n '; 其中：'\n' 表示换行符。
直接使用 Unicode 值来表示字符型常量：'\uXXXX'。其中，XXXX 代表一个十六进制整数。如：’\u000a' 表示 \n

char类型是可以进行运算的。因为它都有对应的 Unicode 码。

/*
Java定义的数据类型

一、变量按照数据类型来分：

    基本数据类型：
        整型：byte \ short \ int \ long
        浮点型：float \ double
        字符型：char
        布尔型：boolean

    引用数据类型：
        类：class（String也属于类）
        接口：interface
        数组：array

二、变量在类中声明的位置：
        成员变量 vs 局部变量
*/
class VariableTest2 {
    public static void main(String[] args) {

        //2. 浮点型：float(4字节) \ double(8字节)
        //① 浮点型，表示带小数点的数值
        //② float表示数值的范围比long类型还大
        double d1 = 12.3;
        System.out.println(d1 + 1); // 13.3

        //定义float类型变量时，变量要以"f"或"F"结尾
        float f1 = 12.3F;
        System.out.println(f1); // 12.3

        //② 通常，定义浮点型变量时，都是使用double变量

        //3. 字符型：char(1字符=2字节)
        //① 定义char型变量，通常使用一对单引号' '
        char c1 = 'a';
        //编译不通过
        //c1 = 'AB'; //两个字符了
        System.out.println(c1); // a

        char c2 = '1';
        char c3 = '中';
        char c4 = '&';
        System.out.println(c2); // 1
        System.out.println(c3); // 中
        System.out.println(c4); // &

        //② 表示方式：1.声明一个字符；2.转义字符；3.直接使用Unicode值来表示字符型常量
        char c5 = '\n';    //换行符
        c5 = '\t';    //制表符
        System.out.println("hello" + c5 + "world"); // hello    world

        char c6 = '\u0123';
        System.out.println(c6); // ģ

        char c7 = '\u0043';
        System.out.println(c7);  // C
    }
}

了解：ASCII 码

在计算机内部，所有数据都使用二进制表示。每一个二进制位（bit）有0 和1 两种状态，因此8个二进制位就可以组合出256 种状态，这被称为一个字节（byte）。一个字节一共可以用来表示256 种不同的状态，每一个状态对应一个符号，就是256 个符号，从0000000 到11111111。
ASCII码：上个世纪60年代，美国制定了一套字符编码，对英语字符与二进制位之间的关系，做了统一规定。这被称为ASCII码。ASCII码一共规定了128个字符的编码，比如空格“SPACE”是32（二进制00100000），大写的字母A是65（二进制01000001）。这128个符号（包括32个不能打印出来的控制符号），只占用了一个字节的后面7位，最前面的1位统一规定为0。
缺点：

不能表示所有字符。
相同的编码表示的字符不一样：比如，130在法语编码中代表了é，在希伯来语编码中却代表了字母Gimel(ג)。

第一章 Java 基本语法（一）_ico_06

了解：Unicode 编码

乱码：世界上存在着多种编码方式，同一个二进制数字可以被解释成不同的符号。因此，要想打开一个文本文件，就必须知道它的编码方式，否则用错误的编码方式解读，就会出现乱码。
Unicode：一种编码，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 没有乱码的问题。
Unicode 的缺点：Unicode 只规定了符号的二进制代码，却没有规定这个二进制代码应该如何存储：无法区别Unicode 和ASCII：计算机无法区分三个字节表示一个符号还是分别表示三个符号。另外，我们知道，英文字母只用一个字节表示就够了，如果unicode统一规定，每个符号用三个或四个字节表示，那么每个英文字母前都必然有二到三个字节是0，这对于存储空间来说是极大的浪费。

了解：UTF-8

UTF-8 是在互联网上使用最广的一种Unicode 的实现方式。
UTF-8 是一种变长的编码方式。它可以使用1-6 个字节表示一个符号，根据不同的符号而变化字节长度。
UTF-8的编码规则：

对于单字节的UTF-8编码，该字节的最高位为0，其余7位用来对字符进行编码（等同于ASCII码）。
对于多字节的UTF-8编码，如果编码包含n 个字节，那么第一个字节的前n位为1，第一个字节的第n+1 位为0，该字节的剩余各位用来对字符进行编码。在第一个字节之后的所有的字节，都是最高两位为"10"，其余6位用来对字符进行编码。

3.3.4、布尔类型：boolean

boolean 类型用来判断逻辑条件，一般用于程序流程控制：

if条件控制语句；
while循环控制语句；
do-while循环控制语句；
for循环控制语句；

boolean类型数据只允许取值true 和 false，不能为null。

不可以使用0 或非0 的整数替代false和true，这点和C语言不同。
Java虚拟机中没有任何供boolean值专用的字节码指令，Java语言表达所操作的 boolean值，在编译之后都使用java虚拟机中的int数据类型来代替：true用1表示，false 用0表示。———《java虚拟机规范8版》

class VariableTest3 {
    public static void main(String[] args) {
        //4. 布尔型：boolean
        //① 只能取两个值之一：true 、false
        //② 常常在条件判断、循环结构中使用
        boolean bb1 = true;
        System.out.println(bb1); // true

        boolean isMarried = true;
        if (isMarried) {
            System.out.println("禁止入内！"); // 禁止入内！
        } else {
            System.out.println("可以参观！");
        }
    }
}

3.3、基本数据类型转换

自动类型转换：容量小的类型自动转换为容量大的数据类型。数据类型按容量大小排序为：

第一章 Java 基本语法（一）_ico_07

有多种类型的数据混合运算时，系统首先自动将所有数据转换成容量最大的那种数据类型，然后再进行计算。
byte、short、char之间不会相互转换，他们三者在计算时首先转换为int类型。
boolean类型不能与其它数据类型进行运算。
当把任何基本数据类型的值和字符串(String)进行连接运算时(+)，基本数据类型的值将自动转化为字符串(String)类型。

/*
基本数据类型之间的运算规则：

前提：这里讨论只是7中基本数据类型变量的运算。不包含boolean类型的。
1. 自动类型提升：
    当容量小的数据类型的变量和容量大的数据类型的变量做运算时，结果自动提升为容量大的数据类型。
    说明：此时容量大小指的是，表示数的范围的大和小。比如：float容量要大于long的容量
    char、byte、short-->int-->long-->float-->double

    特别的：当byte、char、short三种类型的变量做运算时，结果为int类型

2. 强制类型转换：
*/
class VariableTest4 {
    public static void main(String[] args) {
        byte b1 = 2;
        int i1 = 129;
        //编译不通过
//      byte b2 = b1 + i1;
        int i2 = b1 + i1;
        long l1 = b1 + i1;
        System.out.println(i2); // 131
        System.out.println(l1); // 131

        float f = b1 + i1;
        System.out.println(f); // 131.0
        //***************特别的**************************
        char c1 = 'a';    //97
        int i3 = 10;
        int i4 = c1 + i3;
        System.out.println(i4); // 107

        short s2 = 10;
        //编译错误
//      char c3 = c1 + s2;

        byte b2 = 10;
//      char c3 = c1 + b2;  //编译不通过,结果都为int

//      short s3 = b2 + s2; //编译不通过,结果都为int

//      short s4 = b1 + b2; //编译不通过,结果都为int
    }
}

class VariableTest5 {
    public static void main(String[] args) {
        //1. 编码情况
        long l = 123456;
        System.out.println(l); // 123456

        //编译失败: 过大的整数,需要在后面添加 l或L 来表示long类型
        //long l1 = 452367894586235;
        long l1 = 452367894586235L;

        //**************************
        //编译失败: 浮点型默认都是double型,需要在后面添加 f或F 来表示float类型
//      float f1 = 12.3;
        float f1 = 12.3f;

        //2. 编码情况2:
        //整型变量，默认类型为int型
        //浮点型变量，默认类型为double型
        byte b = 12;
        //  byte b1 = b + 1;    //编译失败,结果都为int

        //  float f1 = b + 12.3;    //编译失败,结果都为double
    }
}

3.3、字符串类型：String

String不是基本数据类型，属于引用数据类型。
使用方式与基本数据类型一致。例如：String str = “abcd”;
一个字符串可以串接另一个字符串，也可以直接串接其他类型的数据。例如：

str = str + “xyz”;
int n = 100;
str = str + n;

/*
String类型变量的使用
1. String属于引用数据类型
2. 声明String类型变量时，使用一对""
3. String可以和8种基本数据类型变量做运算，且运算只能是连接运算；+
4. 运算的结果仍然是String类型
*/
class StringTest {
    public static void main(String[] args) {

        String s1 = "Good Moon!";

        System.out.println(s1); // Good Moon!

        String s2 = "a";
        String s3 = ""; //编译通过

//      char c = '';    //编译不通过

        //*******************************
        int number = 1001;
        String numberStr = "学号:";
        String info = numberStr + number;    //连接运算
        boolean b1 = true;
        String info1 = info + b1;
        System.out.println(info1); // 学号:1001true
    }
}

String 练习

String str1 = 4; //判断str1对错：no
String str2 = 3.5f + ""; //判断str2对错：yes
System.out.println(str2); //输出："3.5"
System.out.println(3+4+"Hello!"); //输出：7Hello!
System.out.println("Hello!"+3+4); //输出：Hello!34
System.out.println('a'+1+"Hello!"); //输出：98Hello!
System.out.println("Hello"+'a'+1); //输出：Helloa1

3.4、强制类型转换

自动类型转换的逆过程，将容量大的数据类型转换为容量小的数据类型。使用时要加上强制转换符：( )，但可能造成精度降低或溢出，需要格外注意。
通常，字符串不能直接转换为基本数据类型，但通过基本数据类型对应的包装类则可以实现把字符串转换成基本数据类型。

如：String a = “43”; int i = Integer.parseInt(a);

boolean类型不可以转换为其它的数据类型。

强制类型转换的练习（判断是否能通过编译）

short s = 5;
s = s - 2; //判断：no,结果都为int
byte b = 3;
b = b + 4; //判断：no,结果都为int
b = (byte)(b + 4); //判断：yes,强转后可以为byte
char c = ‘a’;
int i = 5;
float d = .314F;
double result = c + i + d; //判断：yes
byte b = 5;
short s = 3;
short t = s + b; //判断：no,结果都为int

4、进制

4.1、进制与进制间的转换

关于进制

所有数字在计算机底层都以二进制形式存在。
对于整数，有四种表示方式：

二进制(binary)：0,1 ，满2进1.以0b或0B开头。
十进制(decimal)：0-9 ，满10进1。
八进制(octal)：0-7 ，满8进1. 以数字0开头表示。
十六进制(hex)：0-9及A-F，满16进1. 以0x或0X开头表示。此处的A-F不区分大小写。如：0x21AF +1= 0X21B0

class BinaryTest {
    public static void main(String[] args) {

        int num1 = 0b110;
        int num2 = 110;
        int num3 = 0127;
        int num4 = 0x110A;

        System.out.println("num1 = " + num1); // num1 = 6
        System.out.println("num2 = " + num2); // num2 = 110
        System.out.println("num3 = " + num3); // num3 = 87
        System.out.println("num4 = " + num4); // num4 = 4362
    }
}