Java概述

基本介绍

• Java是一种受欢迎的高级、基于类的面向对象编程语言。
• Java是一种通用编程语言，旨在让程序员可以“编写一次，随处运行（WORA）”。这意味着编译的Java代码可以在支持Java的所有平台上运行，而无需重新编译。

Java的运用很广泛：

• 多线程 - Java的多线程功能使得编写可以同时执行多个任务的程序成为可能。
• 解释 - Java字节码在运行时动态翻译成本地机器指令，并且不保存在任何地方。开发过程更加快速和分析性，因为链接是一种增量和轻量级的过程。
• 高性能 - 使用及时编译器，Java实现高性能的运行速度。
• 分布式 - Java设计用于互联网的分布式环境。
• 动态 - 与C或C++相比，Java被认为更加动态，因为它设计成适应不断变化的环境。Java程序可以携带大量的运行时信息，用于在运行时验证和解析对对象的访问。

基础语法

基本语法

编写 Java 程序时，应注意以下几点：

• 大小写敏感：注意命名时的大小写。
• 类名：对于所有的类来说，类名的首字母应该大写。命名规范，若由多个字母则单词的首字母大写。
• 方法名：所有的方法名都应该以小写字母开头。如果方法名含有若干单词，则后面的每个单词首字母大写。
• 源文件名：源文件名必须和类名相同。当保存文件的时候，你应该使用类名作为文件名保存（切记 Java 是大小写敏感的），文件名的后缀为 .java。（如果文件名和类名不相同则会导致编译错误）。
• 主方法入口：所有的 Java 程序由 public static void main(String[] args) 方法开始执行。

Java 标识符

• 所有的标识符都应该以字母（A-Z 或者 a-z）,美元符（$）、或者下划线（_）开始
• 首字符之后可以是字母（A-Z 或者 a-z）,美元符（$）、下划线（_）或数字的任何字符组合
• 关键字不能用作标识符
• 标识符是大小写敏感的

合法标识符举例：age、$salary、_value、__1_value

非法标识符举例：123abc、-salary

Java 变量

• 局部变量
• 类变量（静态变量）
• 成员变量（非静态变量）

Java 关键字

• 访问控制

• 类、方法、变量修饰符

• 程序控制语句

• 错误处理

• 包相关

• 基本类型

• 变量引用

• 保留关键字

继承

在Java中如果一个类已经有了你所需要的方法和属性，那么你可以新创建一个类来继承该类。

利用继承的方法可以复用已有类的属性和方法，这样可以提升代码的效率。

• 被继承的类叫做超类（super class）
• 派生的类叫做子类（sub class）

接口

接口可以理解为对象间相互连接的一种协议。

接口只定义派生类的方法，但是方法的具体实现只取决于派生类。

Java源程序与编译型源程序的区别

注释

• 单行注释
• 多行注释
• 文档注释

/**
 * 这是一个文档注释示例
 * 它通常包含有关类、方法或字段的详细信息
 */
public class MyClass {
    // 类的成员和方法
}

Java 对象和类

1、类（Class）：

• 定义对象的蓝图，包括属性和方法。
• 示例：public class Car { ... }

2、对象（Object）：

• 类的实例，具有状态和行为。
• 示例：Car myCar = new Car();

3、继承（Inheritance）：

• 一个类可以继承另一个类的属性和方法。
• 示例：public class Dog extends Animal { ... }

4、封装（Encapsulation）：

将对象的状态（字段）私有化，通过公共方法访问。

示例：

private String name;
public String getName() { return name; }

5、多态（Polymorphism）：

• 对象可以表现为多种形态，主要通过方法重载和方法重写实现。
• 示例：
  • 方法重载：public int add(int a, int b) { ... } 和 public double add(double a, double b) { ... }
  • 方法重写：@Override public void makeSound() { System.out.println("Meow"); }

6、抽象（Abstraction）：

• 使用抽象类和接口来定义必须实现的方法，不提供具体实现。
• 示例：
  • 抽象类：public abstract class Shape { abstract void draw(); }
  • 接口：public interface Animal { void eat(); }

7、接口（Interface）：

• 定义类必须实现的方法，支持多重继承。
• 示例：public interface Drivable { void drive(); }

8、方法（Method）：

• 定义类的行为，包含在类中的函数。
• 示例：public void displayInfo() { System.out.println("Info"); }

9、方法重载（Method Overloading）：

• 同一个类中可以有多个同名的方法，但参数不同。
• 示例：

public class MathUtils {
    public int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }

    public double add(double a, double b) {
        return a + b;
    }
}

下面我们详细介绍一下，对象和类：

• 对象：对象是类的一个实例，有状态和行为。例如，一条狗是一个对象，它的状态有：颜色、名字、品种；行为有：摇尾巴、叫、吃等。
• 类：类是一个模板，它描述一类对象的行为和状态。

Java中的对象

下图中，车是一个类（class） ，具体的每一辆车是类的一个对象（object），对象有多个属性（颜色、品牌、型号）

而这样的对象与类的关系与软件中的对象极其相似。

Java中的类

类就是创建Java的模版。

举例：

建立一个狗的类

public class Dog {
    String breed;
    int size;
    String colour;
    int age;
 
    void eat() {
    }
 
    void run() {
    }
 
    void sleep(){
    }
 
    void name(){
    }
}

一个类中可以有的变量：

• 局部变量：在方法、构造方法或者语句块中定义的变量被称为局部变量。变量声明和初始化都是在方法中，方法结束后，变量就会自动销毁。
• 成员变量：成员变量是定义在类中，方法体之外的变量。这种变量在创建对象的时候实例化。成员变量可以被类中方法、构造方法和特定类的语句块访问。
• 类变量：类变量也声明在类中，方法体之外，但必须声明为 static 类型。

一个类可以有多种方法，如吃、跑、睡觉、名字等

构造方法

创建一个对象时必须要至少调用一个构造方法，如果没有定义构造方法，会默认构造方法。

构造方法的名字必须与类同名。

创建对象

创建对象时使用new关键字，一般是3步：

1. 声明：定义对象类型
2. 实例化：创建实体对象
3. 初始化： 使用new创建对象时，调用构造函数进行对象属性等的初始化

源文件声明文件

• 一个源文件只能有一个public类
• 源文件可以有多个非public类
• 源文件名必须和public类名一致

Java包

主要用于对接口和类进行分类。

Java基本数据类型

变量创建后，由内存管理系统分配内存，分配的内存只能用于储存该类数据。

Java两大数据类型

• 内置数据类型

Java提供了八种基本数据类型：6种数字类型，字符型，布尔型。

至于具体的数据类型的所占空间，及其他相关信息不用刻意去记忆，因为Java已经将其以常量的形式创建在对应的包装类中了：

public class PrimitiveTypeTest {
    public static void main(String[] args) {
        // byte
        System.out.println("基本类型：byte 二进制位数：" + Byte.SIZE);
        System.out.println("包装类：java.lang.Byte");
        System.out.println("最小值：Byte.MIN_VALUE=" + Byte.MIN_VALUE);
        System.out.println("最大值：Byte.MAX_VALUE=" + Byte.MAX_VALUE);
        System.out.println();

        // short
        System.out.println("基本类型：short 二进制位数：" + Short.SIZE);
        System.out.println("包装类：java.lang.Short");
        System.out.println("最小值：Short.MIN_VALUE=" + Short.MIN_VALUE);
        System.out.println("最大值：Short.MAX_VALUE=" + Short.MAX_VALUE);
        System.out.println();

        // int
        System.out.println("基本类型：int 二进制位数：" + Integer.SIZE);
        System.out.println("包装类：java.lang.Integer");
        System.out.println("最小值：Integer.MIN_VALUE=" + Integer.MIN_VALUE);
        System.out.println("最大值：Integer.MAX_VALUE=" + Integer.MAX_VALUE);
        System.out.println();

        // long
        System.out.println("基本类型：long 二进制位数：" + Long.SIZE);
        System.out.println("包装类：java.lang.Long");
        System.out.println("最小值：Long.MIN_VALUE=" + Long.MIN_VALUE);
        System.out.println("最大值：Long.MAX_VALUE=" + Long.MAX_VALUE);
        System.out.println();

        // float
        System.out.println("基本类型：float 二进制位数：" + Float.SIZE);
        System.out.println("包装类：java.lang.Float");
        System.out.println("最小值：Float.MIN_VALUE=" + Float.MIN_VALUE);
        System.out.println("最大值：Float.MAX_VALUE=" + Float.MAX_VALUE);
        System.out.println();

        // double
        System.out.println("基本类型：double 二进制位数：" + Double.SIZE);
        System.out.println("包装类：java.lang.Double");
        System.out.println("最小值：Double.MIN_VALUE=" + Double.MIN_VALUE);
        System.out.println("最大值：Double.MAX_VALUE=" + Double.MAX_VALUE);
        System.out.println();

        // char
        System.out.println("基本类型：char 二进制位数：" + Character.SIZE);
        System.out.println("包装类：java.lang.Character");
        // 以数值形式而不是字符形式将Character.MIN_VALUE输出到控制台
        System.out.println("最小值：Character.MIN_VALUE="
                + (int) Character.MIN_VALUE);
        // 以数值形式而不是字符形式将Character.MAX_VALUE输出到控制台
        System.out.println("最大值：Character.MAX_VALUE="
                + (int) Character.MAX_VALUE);
    }
}

但要注意的是，这些基本数据类型是有默认值的：

• int, short, long, byte 的默认值是0。
• char 的默认值是 \u0000（空字符）。
• float 的默认值是 0.0f。
• double 的默认值是 0.0d。
• boolean 的默认值是 false。
• 引用类型（类、接口、数组）的默认值是 null。

引用数据类型

• 引用数据类型就像C/C++中的指针，引用类型指向一个对象，指向对象的变量是引用变量。变量在声明时被指定为一种数据类型，并且这个类型不能被改变
• 数组、对象都是引用变量
• 所有引用类型的默认值是null

Java常量

Java中使用final来修饰常量。

常量一般使用大写字母。

类型转换

低  ------------------------------------>  高

byte,short,char—> int —> long—> float —> double 

可以看到，数据类型的转换是从低到高的。

数据类型转换的原则：

• boolean不能参与数据类型转换
• 将容量大的数据类型转换成容量小的数据类型，必须使用强制类型转换
• 在进行数据类型转换的时候可能会出现，精度损失甚至溢出
• Java中浮点数转换成整数，是直接舍去小数点，而不是四舍五入

自动类型转换

必须满足转换前的位数必须小于转换后的位数

强制类型转换

• 要求相互转换的数据类型必须是兼容的
• 形式：（type）value

Java变量类型

局部变量

• 是创建在方法、或构造函数、或者块内部变量
• 局部变量在声明时就必须初始化，要不然会编译失败
• 局部变量在构造函数或方法结束后，就会被销毁

实例变量

• 实例变量是在类中，但是在构造函数或方法之外
• 实例变量属于类的实例，每一个类的实例也都会有一个副本
• 如果声明变量时不初始化，就会默认值

静态变量或类变量

• 在类中使用static修饰的值
• 所有类的实例共用静态变量
• 静态变量在类加载时被初始化，并且只被初始化一次

参数变量

• 定义在构造函数或方法中变量，它的作用域只是构造函数中
• 用于接收和调用，传入构造函数的值