叁——Java程序要素概览

一、感性认知Java程序

1.认识Java程序的框架

（1）大括号、段及主体

将类名称定出之后，就可以开始编写类的内容。左大括号“{”为类的主体开始标记，而整个类的主体至右大括号“}”结束。每个命令语句结束时，都必须以分号“;”做结尾。当某个命令的语句不止一行时，必须以一对大括号“{}”将这些语句包括起来，形成一个程序段（segment）或是块（block）。

注意：程序中的注释会被编译器自动过滤，这些注释是为了让程序员们便于理解而人为添加的，它们可以提高Java源码的可读性，使得Java程序条理清晰。

（2）程序运行的起始点——main()方法

Java程序是由一个或一个以上的类组合而成，程序起始的主体也是被包含在类之中。这个起始的地方称为main()，用左右大括号将属于main()段的内容包围起来，称之为“方法”（method）。不论Java程序有千万行，执行的入口有且只有一个，就是main()方法。

main()方法前必须加上public static void这3个标识符。其作用如下：

标识符

作用

public

public代表main()公有的方法。

static

static表示main()是个静态方法。

void

void英文本意为空的，这里表示main()方法没有返回值。

String args[]

main后面括号()中的参数String args[]表示运行该程序时所需要的参数，是固定的用法。

注意：如果将一个类声明成public，那么需保证文件名称和这个类名称相同，因为在一个public文件里，最多只能有一个public类，否则.java的文件便无法命名。

（3）Java中“方法”与C/C++中“函数”的两者概念上的区别和联系如下：

概念

区别与联系

函数

“函数”是一段实现某种“功能”的代码，函数的操作是对输入数据的处理。函数的英文“function”恰恰有“功能”的含义，它通过函数的名称来实施函数调用。它能将一些数据（也就是参数）传递进去进行处理，然后返回一些数据（即函数的返回值），也可以没有返回值。所有传递给函数的数据都是显式传递的。而方法的参数传递通常是隐式的，它可以直接操作类内部的数据。

方法

“方法”也是一段完成某项功能的代码，也通过名字来进行调用，但它依赖于某个特定的对象。简单来说，就是方法和对象相关，而函数与对象无关。因为Java是一门完全面向对象编程的语言，所以在Java里只有方法。

C语言是面向过程的编程语言，所以在C语言中只有函数。C++是C语言的超集，既支持面向过程编程，又支持面向对象编程，所以在C++中，如果一个函数独立于类之外，那它就是函数，如果它存在于一个类中，那它就是方法，所不同的是，C++给这种特殊的方法取了一个新名称——成员函数（member function）。

扩展：System.out是指标准输出，通常与计算机的接口设备有关，如打印机、显示器等。其后的println，是由print与line所组成的，意思是将很难过面括号中的内容打印在标准输出设备——显示器上。println()与print()的却别在于前者打印出结果后会自动换行，后者不会换行。

2.认识标识符

Java中的包（package）、类、方法、参数和变量的名称，可由任意顺序的大小写字母、数字、下划线（ _ ）和美元符号( $ )等组成，但这些名称的标识符不能以数字开头，也不能是Java中保留的关键字。

例如：

正确的标识符

yourname

your_name

_yourname

$yourname

错误的标识符

class

6num23

abc@sina

x+y

注意：标识符的命名规则属于强制性的，不然编译时会报错。标识符最好永远用字母开头，而且尽量不要包含其他的符号。规则是必须遵守的，而规范是约定俗成的。

3.认识关键字

Java中有许多关键字（Keywords，也叫保留字），如：public、static、int等，这些关键字不能当做标识符使用。在程序开发中一旦使用了这些关键字做标识符，编译器在编译时就会报错。

关键字

abstract

assert ***

bollean

break

byte

case

catch

char

class

const *

continue

default

do

double

else

enum ****

extends

false

final

finally

float

for

goto *

if

implements

import

instanceof

int

interface

long

native

new

null

package

private

protected

public

return

short

static

stricfp **

synchronized

super

this

throw

transient

true

try

void

volatile

while

 

 

 

注：*表示该关键字尚未启用；**表示在Java1.2添加的；***表示在Java1.3添加的；****表示在Java5.0添加的。

注意：虽然goto、const在Java中并没有任何意义，却也是保留的关键字，与其他的关键字一样，在程序里不能用来作为自定义的标识符，true、false、null等看起来像关键词，实际上在Java中，它们仅仅是普通的字符串。Java中的所有的关键字均由小写字母构成。

4.认识注释

注释在源代码中的地位非常重要，虽然注释在编译时被编译器自动过滤掉，但为程序添加注释可以解释程序的某些语句的作用和功能，提高程序的可读性。

Java里的注释根据不同的用途分为以下三种类型：

类型

解释

示例

单行注释

单行注释，就是在注释内容的前面加双斜线（ // ），Java编译器会忽略这部分信息。Eclipse中的快捷键为：Ctrl + /

int num;  //定义一个整数

多行注释

多行注释，就是在注释内容的前面以单斜线加一个星型标记（ /* ）开头，并在注释内容末尾以一个星型标记加单斜线（ */ ）结束。当注释内容超过一行时，一般可使用这种方法。

/*

  int c = 10;

  int x = 5;

*/

文档注释

文档注释，是以单斜线加两个星型标记( /** )开头，并以一个星型标记加单斜线（ */ ）结束。用这种方法注释的内容会被解释成程序的正式文档，并能包含进如javadoc之类的工具生成的文档里，用以说明该程序的层次结构及其方法。通常在程序开头加入作者、时间、版本、要实现的功能等内容注释，方便后来的维护以及程序员的交流。

/**

*  作者

*  时间

*  版本

*  要实现的功能

*/

扩展：还可以用程序注释来暂时屏蔽某些程序语句，让编译器暂时不要处理这部分语句，等到需要的时候只需把注释标记取消即可。这也是程序调试的一种技巧。

注意：撰写注释部分可以借助Eclipse方便地生成注释。在Eclipse中选择【Window】→【Preference】→【Java】→【Code Style】→【Formatter】设置好一些固定格式的注释模板后，按Alt + Shift + J组合键便可方便插入注释。

5.认识变量

在Java程序设计中，变量（Variable）是存储数据的载体。计算机中的变量是实际存在的数据。变量的数值可以被读取和修改，它是一切计算的基础。

与变量相对应的就是常量（Constant）。它是固定不变的量，一旦被定义并赋初值后，它的值就不能再被改变。

（1）变量的声明

声明一个变量的基本方式为：数据类型  变量名;

也可以在声明变量的同时，给予该变量初始化：数据类型  变量名  =  数值或表达式;

例：

int num1,num2,num3;  //声明三个变量，彼此间用英文逗号“,”隔开。

int num1;int num2;int num3;  //用三个语句声明上面的三个变量，彼此间用英文分号“;”隔开。

（2）变量名称

变量名称可以自定义，但这些变量的名称不能使用Java的关键字。通常会以变量所代表的意义来取名。尽量对变量做到“见名知意”。

（3）变量的赋值

给所声明的变量赋予一个属于它的值，用赋值运算符（ = ）来实现。

有两种方式可以进行赋值：

第一种是在声明变量时赋值，如：int num = 6;  //声明变量，并直接赋值

另一种是声明后再赋值，如：int num；//声明整型变量  num = 6；//用到变量num时，再赋值

6.认识数据类型

int为Java的关键字，代表基本数据类型——整型（Integer）。

除了整数类型之外，Java还提供有多种数据类型。Java的变量类型可以是整型（int）、长整型（long）、短整型（short）、浮点型（float）、双精度浮点型（double），或者字符型（char）和字符串型（String）等。

下列表介绍存储实数的类型及解释：

数据类型

解释

整型

整型是取值为不含小数的数据类型，包括byte类型、short类型、int类型及long类型，默认情况下为int类型，可用八进制、十进制及十六进制来表示。

浮点型

浮点型主要包括float型（单精度浮点型，占4个字节）和double型（双精度浮点型，占8个字节）。用来表示含有小数点的数据，必须声明为浮点型。在默认情况下，浮点数是double型的。如果需要将某个包括小数点的实数声明为单精度，则需要在该数值后加字母 ‘ F ’（或小写字母 ‘ f ’ ）。

定义数据类型时，要注意两点：

（1）在定义变量后，对变量赋值时，赋值大小不能超过所定义变量的表示范围。

例如：给一个变量赋值为129，数据类型为byte类型，该值已经超出了byte类型（一个字节）所能表示的最大范围（-128~127）。

（2）在定义变量后，对变量赋值时，运算符（ = ）左右两边的类型要一致。

例如：float price = 12.5f;  //中规中矩的定义，一开始就保证“ = ”左右类型匹配

           float price = （float）12.5;  //一开始“ = ”右边不匹配，通过强制类型转换后，“ = ”左右类型匹配

7.认识运算符和表达式

计算机的英文为Computer，它存在的目的就是用来做计算（Compute）的。而要运算就要使用各种运算符。最简单的算术运算符是加（“ + ”）、减（“ - ”）、乘（“ * ”）、除（“ / ”）、取余（“ % ”）等。表达式则是由操作数与运算符所组成，操作数可以是常量、变量，甚至可以是方法。运算优先级和数学上的运算优先级相同。

8.认识类

Java程序是由类（class）所组成。类是一种用户自定义的类型就可以了，所有的Java程序都是由类组成的。

值得注意的是：由于Java程序是由类所组成，因此在一个完整的Java程序里，至少有一个类。在一个独立的源码程序里，只能有一个public类，却可以有许多non-public（非公有）类。若是在一个Java程序中没有一个类是public，那么对该Java程序的文件名就可以随意命名了。

Java提供了一系列的访问控制符来设置基于类（class）、变量（variable）、方法（method）及构造方法（constructor）等不同等级的访问权限。Java的访问权限主要有4类：默认模式（default）、private（私有）、public（公有）和protected（保护）。

9.输入与输出

在Java中，流（Stream）是一个重要的但很容易困惑的概念。输入/输出（I/O）是指程序与外部设备或其他计算机进行交互的操作。

流（stream）的概念最早源于UNIX操作系统中管道（pipe）的概念。在UNIX中，管道是一条不间断的字节流，用来实现进程间的通信，或完成读写外围设备、外部文件之间的信息交互等。一个流必须有起源端和目的端，它们可以是计算机内存的某部分区域，也可以是某个磁盘文件，甚至可以是Internet上的某个URL。

为了便于理解，我们可以将Java中的流想象成一种“数据流通的管道”，文件和程序之间一旦有了数据请求，二者之间就会建立某种形式的连接，从而形成了一个数据流。

就如在真正的管道中，可以传输不同形态的东西，既可以是水，也可以是天然气。类似的，Java中的数据流也有不同的形式，既可以是基于二进制的字节流，也可以是基于某种编码方式（如Unicode、UTF-8等）的字节流。

流的方向是重要的，根据流的方向，流可大致分为两类：输入流和输出流。

当程序需要读取数据时，就会开启一个通向数据源的管道，程序可从该管道中提取数据，这种模式下的流称之为输入流。类似地，如果程序想要输出数据，也会建立一个通往输出目的地管道，一旦建立后，程序就可以经由此管道输出数据，这种模式的流称之为输出流。

为了方便一些频繁的设备交互，Java语言系统预定了3个可以直接使用的流对象，它们分别是：

流对象

简介

作用

Sysetem.in（标准输入）

通常代表键盘输入

System.in是个标准的输入流（InputStream）对象，它是用来连接控制台程序和键盘的输入。目前System.in并不经常用到，这是因为Java命令行应用程序主要是通过命令行参数或配置文件来传递数据的，对于图形用户界面（GUI）程序，则主要是用图形界面来接纳用户的键盘输入。

System.out（标准输出）

通常输出到终端显示器

System.out是打印输出流（PrintStream）对象，主要向控制台输出数据，这个对象经常会被面向控制台的程序使用到，它也被程序员用作调试输出的工具。

System.err（标准错误输出）

通常将错误信息输出到终端显示器

System.err也是打印输出流（PrintStearn）对象，除了其主要用于错误输出之外，它和System.out没有太大区别。

数据的输入、输出属于I/O操作部分，Java把处理输入/输出相关的类放在java.io包中，这个包不属于java.lang包，没有被默认加载，所以如果需要使用与I/O相关的类和对象时，需要报java.io显式的导入（import）到相应程序中。

例：在程序的第二行加入import java.io.*;  //导入Java中支持I/O类的包

其中的“ * ”是代表任何含义的通配符，它表示输入/输出（io）下所有模块。在Java中，“ . ” 表示对象与组件之间的所有关系，为了方便起见，可以直接用中文的“ 的 ”来代替。

我们可以直接读成“导入java “的” io包库下“的”所有模块”。

扩展：一个良好的程序需要有一定的容错机制，即不能因为程序成员的某个潜在的设计缺陷或用户可能的操作失误（如输入信息出错），而导致整个程序崩溃。因此，需要添加相应的代码来处理程序中异常（Exception）错误。而try-catch机制对于程序的健壮性（Robust）就非常重要了。

二、本文注意事项

1.注意Java源代码中的字符半角和全角之分

Java继承了C/C++的很多语法，其中一个语法就是每个语句（Statement）后加一个分号“ ; ”作为本语句的结束。

2.什么是字符的半角和全角

传统上，在西欧语系使用的计算机系统中，每一个字母或符号使用1个字节的空间，而1个字节由8比特（bit）组成，因此共有2^8=256个编码空间，这对西欧语系的字符足够用了；但是对于汉语、日语及韩语文字，由于其数量远远超过256个，故惯常使用2字节来储存1个字符，为了使字体看起来齐整，英文字母、数字及其他符号，也由原来只占1个字空间，改为用2个字的空间来显示，并用2个字节来储存。所以，中、日、韩等文字没有半角之说，统一为全角字符。相比起来，英文字母、数字及其他西欧符号用1个字节表示就是半角，用2个字节表示就是全角。

三、本文自我总结

青春还在，展望未来。加油，Java！