Java的定义
Java是一门面向对象编程语言,不仅吸收了C++语言的各种优点,还摒弃了C++里难以理解的多继承、指针等概念,因此Java语言具有功能强大和简单易用两个特征。Java语言作为静态面向对象编程语言的代表,极好地实现了面向对象理论,允许程序员以优雅的思维方式进行复杂的编程
Java的特点
Java具有简单性、面向对象、分布式、健壮性、安全性、平台独立与可移植性、多线程、动态性等特点[2] 。Java可以编写桌面应用程序、Web应用程序、分布式系统和嵌入式系统应用程序等
1.简单性
Java看起来设计得很像C++,但是为了使语言小和容易熟悉,设计者们把C++语言中许多可用的特征去掉了,这些特征是一般程序员很少使用的。例如,Java不支持go to语句,代之以提供break和continue语句以及异常处理。Java还剔除了C++的操作符过载(overload)和多继承特征,并且不使用主文件,免去了预处理程序。因为Java没有结构,数组和串都是对象,所以不需要指针。Java能够自动处理对象的引用和间接引用,实现自动的无用单元收集,使用户不必为存储管理问题烦恼,能更多的时间和精力花在研发上。
2.面向对象
Java是一个面向对象的语言。对程序员来说,这意味着要注意应中的数据和操纵数据的方法(method),而不是严格地用过程来思考。在一个面向对象的系统中,类(object)的状态和行为。每一对象是其状态和行为的封装。类是按一定体系和层次安排的,使得子类可以从超类继承行为。在这个类层次体系中有一个根类,它是具有一般行为的类。Java程序是用类来组织的。
Java还包括一个类的扩展集合,分别组成各种程序包(abstract windowing toolkit)的缩写,处理输入输出的类
3.分布性
Java设计成支持在网络上应用,它是分布式语言。Java既支持各种层次的网络连接,又以Socket类支持可靠的流
网络变成软件应用的分布运载工具。Java程序只要编写一次,就可到处运行。
4.编译和解释性
Java编译程序生成字节码(byte-code),而不是通常的机器码。Java字节码提供对体系结构中性的目标文件格式,代码设计成可有效地传送程序到多个平台。Java程序可以在任何实现了Java解释程序和运行系统(run-time system)的系统上运行。
在一个解释性的环境中,程序开发的标准“链接”阶段大大消失了。如果说Java还有一个链接阶段,它只是把新类装进环境的过程,它是增量式的、轻量级的过程。因此,Java支持快速原型和容易试验,它将导致快速程序开发。这是一个与传统的、耗时的“编译、链接和测试”形成鲜明对比的精巧的开发过程。
5.稳健性
Java原来是用作编写消费类家用电子产品软件的语言,所以它是被设计成写高可靠和稳健软件的。Java消除了某些编程错误,使得用它写可靠软件相当容易。
Java是一个强类型语言,它允许扩展编译时检查潜在类型不匹配问题的功能。Java要求显式的方法声明,它不支持C风格的隐式声明。这些严格的要求保证编译程序能捕捉调用错误,这就导致更可靠的程序。
可靠性方面最重要的增强之一是Java的存储模型。Java不支持指针,它消除重写存储和讹误数据的可能性。类似地,Java自动的“无用单元收集”预防存储漏泄和其它有关动态存储分配和解除分配的有害错误。Java解释程序也执行许多运行时的检查,诸如验证所有数组和串访问是否在界限之内。
异常处理是Java中使得程序更稳健的另一个特征。异常是某种类似于错误的异常条件出现的信号。使用try/catch/finally语句,程序员可以找到出错的处理代码,这就简化了出错处理和恢复的任务。
6.安全性
Java的存储分配模型是它防御恶意代码的主要方法之一。Java没有指针,所以程序员不能得到隐蔽起来的内幕和伪造指针去指向存储器。更重要的是,Java编译程序不处理存储安排决策,所以程序员不能通过查看声明去猜测类的实际存储安排。编译的Java代码中的存储引用在运行时由Java解释程序决定实际存储地址。
Java运行系统使用字节码验证过程来保证装载到网络上的代码不违背任何Java语言限制。这个安全机制部分包括类如何从网上装载。例如,装载的类是放在分开的名字空间而不是局部类,预防恶意的小应用程序用它自己的版本来代替标准Java类。
7.可移植性
Java使得语言声明不依赖于实现的方面。例如,Java显式说明每个基本数据类型的大小和它的运算行为(这些数据类型由Java语法描述)。
Java环境本身对新的硬件平台和操作系统是可移植的。Java编译程序也用Java编写,而Java运行系统用ANSIC语言编写。
8.高性能
Java是一种先编译后解释的语言,所以它不如全编译性语言快。但是有些情况下性能是很要紧的,为了支持这些情况,Java设计者制作了“及时”编译程序,它能在运行时把Java字节码翻译成特定CPU(中央处理器)的机器代码,也就是实现全编译了。
Java字节码格式设计时考虑到这些“及时”编译程序的需要,所以生成机器代码的过程相当简单,它能产生相当好的代码。
9.多线索性
Java是多线索语言,它提供支持多线索的执行(也称为轻便过程),能处理不同任务,使具有线索的程序设计很容易。Java的lang包提供一个Thread类,它支持开始线索、运行线索、停止线索和检查线索状态的方法。
Java的线索支持也包括一组同步原语。这些原语是基于监督程序和条件变量风范,由C.A.R.Haore开发的广泛使用的同步化方案。用关键词synchronized,程序员可以说明某些方法在一个类中不能并发地运行。这些方法在监督程序控制之下,确保变量维持在一个一致的状态。
10.动态性
Java语言设计成适应于变化的环境,它是一个动态的语言。例如,Java中的类是根据需要载入的,甚至有些是通过网络获取的。
Java的关键字及其含义
abstract : 表明类或者成员方法具有抽象属性
assert :断言,用来进行程序调试
boolean : 基本数据类型之一,布尔类型,只有true(真)和false(假)两个值
break :提前跳出一个块
byte : 基本数据类型之一,字节类型
case : 用在switch语句之中,表示其中的一个分支
catch :用在异常处理中,用来捕捉异常
char :基本数据类型之一,字符类型
class :声明一个类
const : 保留关键字,没有具体含义
continue : 回到一个块的开始处
default : 默认,例如,用在switch语句中,表明一个默认的分支
do : 用在do-while循环结构中
double : 基本数据类型之一,双精度浮点数类型
else : 用在条件语句中,表明当条件不成立时的分支
enum : 枚举
extends : 表明一个类型是另一个类型的子类型,这里常见的类型有类和接口
final : 用来说明最终属性,表明一个类不能派生出子类,或者成员方法不能被覆盖,或者成员域的值不能被改变,用来定义常量
finally : 用于处理异常情况,用来声明一个基本肯定会被执行到的语句块
float : 基本数据类型之一,单精度浮点数类型
for : 一种循环结构的引导词
goto : 保留关键字,没有具体含义
if : 条件语句的引导词
implements : 表明一个类实现了给定的接口
import : 表明要访问指定的类或包
instanceof : 用来测试一个对象是否是指定类型的实例对象
int : 基本数据类型之一,整数类型
interface : 接口
long : 基本数据类型之一,长整数类型
native : 用来声明一个方法是由与计算机相关的语言(如C/C++/FORTRAN语言)实现的
new : 用来创建新实例对象
package : 包
private : 一种访问控制方式:私用模式
protected : 一种访问控制方式:保护模式
public : 一种访问控制方式:共用模式
return : 从成员方法中返回数据
short : 基本数据类型之一,短整数类型
static : 表明具有静态属性
strictfp : 用来声明FP_strict(单精度或双精度浮点数)表达式遵循IEEE 754算术规范[1]
super : 表明当前对象的父类型的引用或者父类型的构造方法
switch : 分支语句结构的引导词
synchronized : 表明一段代码需要同步执行
this : 指向当前实例对象的引用
throw : 抛出一个异常
throws : 声明在当前定义的成员方法中所有需要抛出的异常
transient : 声明不用序列化的成员域
try : 尝试一个可能抛出异常的程序块
void : 声明当前成员方法没有返回值
volatile : 表明两个或者多个变量必须同步地发生变化
while : 用在循环结构中
Java 运算符
计算机的最基本用途之一就是执行数学运算,作为一门计算机语言,Java也提供了一套丰富的运算符来操纵变量。我们可以把运算符分成以下几组:
算术运算符
关系运算符
位运算符
逻辑运算符
赋值运算符
其他运算符
算术运算符
算术运算符用在数学表达式中,它们的作用和在数学中的作用一样。下表列出了所有的算术运算符。
表格中的实例假设整数变量A的值为10,变量B的值为20:
: 加法 - 相加运算符两侧的值(A + B 等于 30)
: 减法 - 左操作数减去右操作数 (A – B 等于 -10)
: 乘法 - 相乘操作符两侧的值 ( A * B等于200)
/ : 除法 - 左操作数除以右操作数 (B / A等于2 )
% : 取余 - 左操作数除以右操作数的余数 (B%A等于0)
++ :自增: 操作数的值增加1(B++ 或 ++B 等于 21)
-- : 自减: 操作数的值减少1(B-- 或 --B 等于 19)
自增自减运算符
1、自增(++)自减(--)运算符是一种特殊的算术运算符,在算术运算符中需要两个操作数来进行运算,而自增自减运算符是一个操作数。
解析:
int b = ++a; 拆分运算过程为: a=a+1=4; b=a=4, 最后结果为b=4,a=4
int d = --c; 拆分运算过程为: c=c-1=2; d=c=2, 最后结果为d=2,c=2
**2、前缀自增自减法(++a,--a): **先进行自增或者自减运算,再进行表达式运算。
**3、后缀自增自减法(a++,a--): **先进行表达式运算,再进行自增或者自减运算 实例:
关系运算符
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位运算符
Java定义了位运算符,应用于整数类型(int),长整型(long),短整型(short),字符型(char),和字节型(byte)等类型。
位运算符作用在所有的位上,并且按位运算。假设a = 60,b = 13;它们的二进制格式表示将如下:
image.png
下表列出了位运算符的基本运算,假设整数变量A的值为60和变量B的值为13:
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逻辑运算符
下表列出了逻辑运算符的基本运算,假设布尔变量A为真,变量B为假
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赋值运算符
下面是Java语言支持的赋值运算符:
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条件运算符
条件运算符也被称为三元运算符。该运算符有3个操作数,并且需要判断布尔表达式的值。该运算符的主要是决定哪个值应该赋值给变量。
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instanceof 运算符
该运算符用于操作对象实例,检查该对象是否是一个特定类型(类类型或接口类型)。
instanceof运算符使用格式如下:
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如果运算符左侧变量所指的对象,是操作符右侧类或接口(class/interface)的一个对象,那么结果为真。
下面是一个例子:
image.png
如果被比较的对象兼容于右侧类型,该运算符仍然返回true。
看下面的例子:
image.png
以上实例编译运行结果如下:
image.png
Java运算符优先级
当多个运算符出现在一个表达式中,谁先谁后呢?这就涉及到运算符的优先级别的问题。在一个多运算符的表达式中,运算符优先级不同会导致最后得出的结果差别甚大。
例如,(1+3)+(3+2)*2,这个表达式如果按加号最优先计算,答案就是 18,如果按照乘号最优先,答案则是 14。
再如,x = 7 + 3 * 2;这里x得到13,而不是20,因为乘法运算符比加法运算符有较高的优先级,所以先计算3 * 2得到6,然后再加7。
下表中具有最高优先级的运算符在的表的最上面,最低优先级的在表的底部。