java基础学习（一）
什么是Java语言
- 一种面向对象的语言 编写程序的开始就是编写类的开始 class 用于定义类
- 一种平台无关的语言，必须程序运行的解释环境 真正的运行步骤为 javac编译--java解释执行
- 一种健壮【鲁棒性】的语言，吸收了C/C++语言的优点，但是去掉了影响程序健壮性的部分，例如 指针、内存的申请与释放等。
典型的应用场景：互联网环境
常见错误
1、使用临时变量，Java要求必须是先定义后使用，必须是先赋初值后使用
int k;
Systm.out.println(k);2、目前的要求：将所有的程序都必须写在方法内部，不能写在方法外
public class ForTest{int res=0;for(int k=1;k<101;k++){res+=k;}System.out.println("1+2+3+...+100="+res);
}
Java的三种核心机制
Java语言包含三种核心机制：Java 虚拟机、垃圾收集机制和代码安全检测。
Java虚拟机JVM
- Java虚拟机可以理解成一个以字节码为机器指令的CPU
- 对于不同的运行平台，有不同的虚拟机
- Java虚拟机机制屏蔽了底层运行平台的差别，实现了“一次编译，到处运行”
垃圾收集机制 gc
- 不再使用内存空间回收——垃圾回收
- 在C/C++等语言中，由程序员负责回收无用内存
Java语言消除了程序员回收无用内存空间的责任，它提供了一种系统级线程跟踪存储空间的分 配情况，并在JVM的空闲时检查并释放哪些可被释放的存储空间
- 垃圾收集在Java程序原型过程中自动运行，程序员无法精确控制和干预
代码安全性检查
Java代码的目标运行环境在于网络，Java以牺牲执行性能为代价换取了高安全性
- 首先由类加载器classLoader负责将类文件.class加载到Java虚拟机中。通过区分本地文件系统的类 和网络系统导入的类增加安全性，可以限制任何木马程序，因为本机类总是有限被加载，一旦所有 的类都被加载完毕，直线文件的内存就固定了。
- 其次字节码校验器进行校验。字节码校验器不检查那些可信任的编译器生成的类文件，而是对违背 命名空间规定和java语言规则的类进行检查，并且关闭具有安全性漏洞的类文件
- 最后字节码校验通过后，才由Java解释器负责将类文件解释成为机器码进行执行
Java中标识符
- 字母（Unicode编码字符集）、数字、下划线和$符构成，不允许数字打头
- 严格区分大小写
- ISO8859-1
- GB2312和GBK【GB8030】
- Unicode统一编码字符集
由于_和$有特殊含义，一般不建议用户直接使用
不建议使用中文命名
- 不允许使用保留字(goto const)和关键字(public class static…)
- 长度没有限制
编码规范
- 类名首字母大写，大写字母分词 建议名词。例如UserName或者MingZi
- 方法名称首字母小写，大写字母分词
- 变量名称首字母小写，大写字母分词
- 包名称全小写，使用域名反转的方式定义
平常练习中遵循SUN的基础规范；项目开发中要求遵循ali发布的规范。进入公司首先考察公司的编码规 范
Java是一种先编译后解释执行型语言
- javac Hello.java【源代码文件名称】编译，将源代码转换为虚拟机可以识别的中间性质语言，一般生成 一个同名的后缀为class的文件【二进制文件，字节码文件】,这里就是跨平台的原理
- java Hello[类名称，就是源代码中class关键字后面所跟的名称]一般是解释执行字节码文件
Java语法基础
- Java大小写敏感。比如HelloWorld和Helloworld是不一样的
- 包名Package是公司、组织、个人的域名的反转，一般是英文字母。英文字母必须是小写
- 类名ClassName和方法名称采用驼峰命名法，例如StudentName
- Java源文件的文件名必须和文件中公共public类名称一样
public class Hello { //公共类名称为Hello,则对应的文件名称必须为Hello.java
}
- 关键字中所有字母都为小写。关键字不能用作变量名，方法名，类名，包名和参数。
System.
out.
println
( "Counted " + count + " chars." );同时也允许将多行代码写在一行上,注意使用分号隔开。所有的语句末尾以分号;收尾
for(int i=0;i<10;i++)cc++; dd++;java中空语句
;Java标识符
- 标识符可从一个字母(Unicode编码字符集)、下划线_或美元符号$开始，随后也可跟数字、字母、下划线 或美元符号。
- 标识符是区分大小写，没有长度限制，可以为标识符取任意长度的名字
- 标识符不允许使用保留字。关键字对Java编译器有特殊的含义，它们可标识数据类型名或程序构造 construct名， java语言中的保留字均用小写字母表示
变量
变量是Java程序中的基本存储单元，它的定义包括变量名、变量类型和作用域几个部分
例如int k=100; 其中int是数据类型，k是变量名 m
变量名称：在一个方法内部不允许出现多个同名称的变量
- java要求见名知意，例如username。但是xm则不建议使用
变量类型：
- Java属于强类型编程语言，变量类型一旦声明，则不能进行修改
- 数据类型可以决定变量所需要的存储空间大小和对应的处理逻辑
int k; //声明一个变量，类型为整形，变量名称为k
int k=100; //声明变量的同时进行初始化
k=12.345;// 语法错误，因为已经声明了类型为整形，但是12.345不是整数
d=123;// 语法错误，因为Java语法要求对于变量必须是先定义后使用
作用域是指变量的有效范围，一般是在所在花括号范围内
public static void main(String[] args){System.out.println(k);//错误1：要求临时变量必须是先定义后使用，必须是先赋初值后使
//用int k=100;System.out.println(k);System.out.println(k);//错误2：因为k定义在{}内部，所以k只在上面的{}分为内有效，离开了
//{}则失效，{}外引用k则报错
}
public static void main(String[] args){int k=99;{System.out.println(k);int k=100; //错误：因为Java是强类型编程语言，所以在{}外已经声明了k的类型，在k的有效//范围内不允许重新声明。这里可以修改为k=100;System.out.println(k);}System.out.println(k);
}JAVA是强类型语言
每个变量有类型，每个表达式有类型，而且每种类型都是严格定义的
Java编译器对所有的表达式和参数都要进行类型相容性的检查，以保证类型是兼容的
short k1=123;
int k2=k1;//没有错误
任何类型的不匹配都将被报告为错误而不是警告。在编译器完成编译以前，错误必须被改正过来
String s1="123";//字符串类型
int k1=s1;//语法报错在Java语言数据类型可以分为两大类：基本类型和引用类型
基本类型(原生类型)
基本类型是指不能再分解的数据类型，其数据在函数的调用中是以传值方式工作的。
简单数据类型代表单值，而不是复杂的对象
Java是完全面向对象的，但简单数据类型却不是，它们类似于其他大多数非面向对象语言中的简单数据 类型。这样做的原因是出于效率方面的考虑。在面向对象中引入简单数据类型不会对执行效率产生太多 的影响。
Java针对基本类型同时提供了对应的引用类型：包装类
Java编程语言有八个原始数据类型，可分为4种整型、浮点数、字符型数据和布尔型数据，不会随着计算 机类型而变化的，注意Java具有平台无关性，所以不论硬件平台是什么，1B都是8位
整型有4种：byte字节整、short短整、int整、long长整
- java中的数据采用的是补码的存储方式
计算机中存储数据有3种不同的方式，分别是原码、反码和补码
byte：1B(8b)，-128到127
byte k = 100;//语法正确100在指定范围内
byte kk = 130;//语法报错，因为130超出byte的存储范围限制
//这里的面试点在常量池short：2B，-32768到32767
int：4B，-2147483648到2147483647
long：8B，-9223372036854775808到9223372036854775807
如果需要使用具体的上下限取值，可以通过包装类中的常量进行使用
System.out.println(Integer.MAX_VALUE);
System.out.println(Integer.MIN_VALUE);
十进制整数。如123，－456，0
八进制整数。以0开头，如0123表示十进制数83，－011表示十进制数－9。
十六进制整数。以0x或0X开头，如0x123表示十进制数291，－0X12表示十进制数－18
a-->10 b-->11 c-->12 d-->13 e-->14 f-->15
二进制整数，以0b或0B开头，例如0b10110010
int k1=123;
int k2=0123;
int k3=0x123;
int k4=0b100101;
System.out.println(k1+"\t"+k2+"\t"+k3+"\t"+k4);//具体输出时，系统会自动将k2转换为10进//制输出可以通过包装类中提供的方法将十进制数转换为2、8和16进制
int k = 123;
String ob=Integer.toBinaryString(k);//将十进制数转换为2进制的字符串
System.out.println(ob); //1111011
String oo=Integer.toOctalString(k);
System.out.println(oo); //173
String oh=Integer.toHexString(k);
System.out.println(oh);//7b整数类缺省为int类型，如在其后有一个字母“l或者L”表示一个long值
123系统会自动识别为int类型
123L或者123l系统自动识别为long
浮点数类型
float单精度、double双精度
- float是4B，可以保证小数点后6位有效精度和第7位的部分精度 e38
- double是8B，可以保证小数点后15位有效精度和第16位的部分精度。e308
- 浮点数是无法精确存放的，原因在于将浮点数转换为补码时的限制
double res = 0;
for (int i = 0; i < 10; i++)
res += 0.1;
System.out.println(res); //0.9999999999999999- 针对浮点数则不能使用等值判断
Java浮点数都是用科学计数法来存储数据的，无论是单精度还是双精度在存储中都分为三个部分：
- 符号位Sign : 0代表正，1代表为负，是第一位
- 指数位Exponent：用于存储科学计数法中的指数数据，单精度为8位，双精度11位。用指数部分的 值（8位/11位unsigned）的值减去偏移附加值得到该数实际的指数。例如值为200，实际指数为 73=200-127，对于双精度的double来说常量1023
- 尾数部分Mantissa
double d = 0.1d;
long l = Double.doubleToLongBits(d); //long类型和double类型都是64位的,他们的内存大小一
//样,这个函数的做法就是把double对应的内存结构复制到同样大小的long类型变量的内存结构中.返回这个
//long值
System.out.println(t.getLongBits(l));样例17.625在内存中的存储为：
- 首先要把17.625换算成二进制：10001.101
整数部分：除以2，直到商为0，余数反转
小数部分：乘以2，直到乘位为0，进位顺序取。(即：乘2取整法)
- 再将10001.101右移，直到小数点前只剩1位，1.0001101*2^4 ，右移动了四位。
底数：因为小数点前必为1，所以IEEE规定只记录小数点后的就好。所以，此处的底数为 0001101
指数：实际为4，必须加上127（转出的时候，减去127/1023），所以为131。也就是 10000011
- 符号：因为是正数，所以是0
- 综上所述，17.625在内存中的存储格式是：01000001 10001101 00000000 00000000
在Java中浮点数无法精确存放，除非使用BigDecimal
float:4B:1.4E-45到3.4028235E38 保存7-8位有效数据
double:8B:4.9E-324到1.7976931348623157E308 保存15-16位有效数据
注意：浮点数无法精确存放
表示方法：
- 十进制数形式。由数字和小数点组成，且必须有小数点，如0.123, 1.23, 123.0
- 科学计数法形式。如:123e3或123E-3，其中e或E之前必须有数字，且e或E后面的指数必须为整数
- f或者F表示float，而d或者D代表double。例如123f或者123.45D，系统默认为double类型
Java精确计算问题
关键字strictfp是strict float point的缩写，指的是精确浮点，它是用来确保浮点数运算的准确性。
JVM在执行浮点数运算时，如果没有指定strictfp关键字，此时计算结果可能会不精确，而且计算 结果在不同平台或厂商的虚拟机上会有不同的结果，导致意想不到的错误。而一旦使用了strictfp 来声明一个类、接口或者方法，那么在所声明的范围内，Java编译器以及运行环境会完全依照IEEE 二进制浮点数算术标准来执行，在这个关键字声明的范围内所有浮点数的计算都是精确的。
需要注意的是，当一个类被strictfp修饰时，所有方法都会自动被strictfp修饰。因此，strictfp可以保证 浮点数运算的精确性，而且在不同的硬件平台会有一致的运行结果。但是精确计算事实上还是没有得到 保障，这是受到存储方式的限制。需要精确计算还是以来BigDecimal实现的。
常见数学计算
Java的Math类中包含了用于执行基本数学运算的属性和方法，如初等指数、对数、平方根和三角函数。 Math的方法都被定义为static 形式，通过Math类可以在主函数中直接调用。
- Math.sqrt()计算平方根
int k=16; //如果不能执行计算，则返回NaN
double res=Math.sqrt(k);
System.out.println(res);- Math.pow(a, b)计算a的b次方
- Math.max(a,b)计算最大值
- Math.min(a,b)计算最小值
- Math.abs()求绝对值
- Math.ceil天花板的意思，就是返回大的值；floor地板的意思，就是返回小的值；round 四舍五 入，float时返回int值，double时返回long值
double d1=-1234.567;
System.out.println(Math.ceil(d1));//-1234.0
System.out.println(Math.floor(d1));//-1235.0
System.out.println(Math.round(d1)); //-1235 容易出错的位置
d1=1234.567;
System.out.println(Math.ceil(d1)); //1235.0
System.out.println(Math.floor(d1));//1234.0
System.out.println(Math.round(d1)); //123- random 取得一个大于或者等于0.0小于不等于1.0的随机数
字符类型 char
Java中存放字符采用的是Unicode编码字符集，2B，0-65535
- 字符类型的变量可以当作整数使用
- char c='a'; 注意：这里使用的是单引号，不是双引号，单引号中只能包含一个字符
需要记忆： '0' < 'A' <'a'
- Java也提供转义字符，以反斜杠（\）开头，将其后的字符转变为另外的含义
\ddd 1到3位8进制数所表示的字符(ddd) 例如'\110'实际就是字符H
\uxxxx 1到4位16进制数所表示的字符(xxxx)，例如'\u9110'表示字符'鄐'
\’ 单引号字符,例如'\''
\" 双引号字符,例如'"'实际上是可以的，但是这样写可读性非常差，所以建议使用'\"'
\\ 反斜杠字符
基本使用
char c='h';
System.out.println((int)c); //获取'h'字符对应的unicode编码值 104
//GB2312
System.out.println(c);
// c='ab' 语法报错，因为只能对应一个字符
//引入转移字符
c='\'';
c='\110';
System.out.println(c);//H
System.out.println((int)c);//72
c='\u0050';
System.out.println(c); //P
System.out.println((int)c);//80布尔类型 boolean
boolean数据类型有两种文字值：true真和false假
在Java编程语言中boolean类型只允许使用boolean值，在整数类型和boolean类型之间无转换计算
boolean类型被编译为int类型，等于是说JVM里占用字节和int完全一样，int是4个字节，于是 boolean也是4字节
boolean数组在Oracle的JVM中，编码为byte数组，每个boolean元素占用8位=1字节
基本数据类型转换
小转大自动转换
byte b1=123;
long k1=b1;
double kk=k1;
System.out.println(kk);
long kk = 123456L;
float ff=kk; //没有错误。float 4B long 8B大转小需要强制转换
double dd=123.567;
long kk=(long)dd;
System.out.println(kk);类型转换的语法：
int k=100;
char cc=(char)k; //强制类型转换：窄化操作
char k='d';
System.out.println((int)k);
boolean bb=true;
System.out.println((int)bb);//因为boolean类型和数值类型之间没有任何对应关系，所以这里的强
转会报语法错误double
float f1=123.456;//语法报错，因为系统默认带小数点的数据为double类型，所以123.456是double
类型的数据，而声明f1为float，所以这里需要进行数据类型转换或者进行特殊声明。如果浮点数转换为整数
是直接截断小数部分。
float f1=(float)123.456;
float f1=123.456f; //数字末尾的f类似于数字末尾的L，用于进行数据类型的说明，f/F表示这是一个
float类型的数据 d/D表示是一个double类型的数据复合数据类型
复合数据类型包括：class类、interface接口、数组。
null 索引在运行时并没有对应的类型，但它可以被转换为任何类型（不能是简单类型）。
索引类型的默认值就是null
常量
常量就是指在程序执行期间其值不能发生变化的数据，常量是固定的。如整型常量123，实型常量 1.23，字符常量'A'，布尔常量true等
需求：要求用户键盘输入一个整数的半径值，计算园的面积
Scanner sc = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入半径值：要求整数");
int r=0;//定义一个变量
r=sc.nextInt();//会等待用户输入整数值，如果不正确则会有红色报错信息
//计算园的面积
double res=3.14*r*r; //Math.pow(r, 2)
//输出计算结果
System.out.println("半径值为"+r+"的圆形面积为"+res);
还需要计算周长
Scanner sc = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入半径值：要求整数");
int r=0;//定义一个变量
r=sc.nextInt();//会等待用户输入整数值，如果不正确则会有红色报错信息
//计算园的面积
double res=3.14*r*r; //Math.pow(r, 2)
//计算圆的周长
double dd=3.14*2*r;
//输出计算结果
System.out.println("半径值为"+r+"的圆形面积为"+res+",对应周长为"+dd);2位小数精度不足，需要进一步提升精度
解决方案就是将2处的3.14修改为3.1415926
如果修改时漏改一处，则是一个隐藏的bug。引入常量以避免出现这样的问题。
public class Test1 {
static final double PI=3.14159267989;//定义一个常量，这个值一旦赋值则不允许修改。常
量的命名规则全大写，使用_分词
public static void main(String[] args) {
Scanner sc = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入半径值：要求整数");
int r=0;//定义一个变量
r=sc.nextInt();//会等待用户输入整数值，如果不正确则会有红色报错信息
//计算园的面积
double res=PI*r*r; //Math.pow(r, 2)
//计算圆的周长
double dd=PI*2*r;
//输出计算结果
System.out.println("半径值为"+r+"的圆形面积为"+res+",对应周长为"+dd);
}
}
如何接收键盘录入数据
java.util.Scanner类常用于控制台的输入,当需要使用控制台输入时即可调用这个类。
使用方法
- 首先需要构造一个Scanner类的对象，并且与标准输入流System.in关联 Scanner sc = new Scanner(System.in);
- 调用Scanner类对象sc的方法从输入流中获取你需要的输入
说明：
当创建了一个Scanner类对象之后，控制台会一直等待输入，直到敲回车键结束，把所输入的内容 传给对象sc，若要获取需要的内容，调用sc的方法即可
Scanner sc=new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入园的半径值:"); //用于提示用户录入数据
int r=sc.nextInt(); //要求用户输入数据，否则阻塞等待用户输入
System.out.println("接受到的数据为"+r);每次可以只输入一个数字，回车确认，例如123，只能被一个nextInt读取。 也可以输入一组数字，例如123 456 789，每个数字之间用空格（一个或多个空格）隔开，可被多 个nextInt()读取，空格及回车不会被读取。（注：输入数字中不能夹杂除数字、空格、回车之外的 其他字符，否则会报错）
如何在控制台输出数据
System.out.println(数据);
System.out.println("请输入园的半径值:");
int kk=100;
double res=3.14*kk*kk;
System.out.println("园的半径值为"+kk+",对应面积为"+res);