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文章目录
- 1. 初始 Java
- 2. 数据类型和变量
- 3. 运算符
- 4. 程序逻辑控制
- 5. 方法
- 6. 数组
- 7. 类和对象
- 8. 封装、继承和多态
- 9. 接口和抽象类
- 10. String字符串
- 11. 异常
1. 初始 Java
1.1 Java 概述
1.1.1什么是 Java
Java是一种优秀的程序设计语言 ，它具有令人赏心悦目的语法和易于理解的语义。
不仅如此，Java还是一个有一系列计算机软件和规范形成的技术体系 ，这个技术体系提供了完整的用于软件开发和跨平台部署的支持环境，并广泛应用于嵌入式系统、移动终端、企业服务器、大型机等各种场合。
1.1.2 Java 背景
- Java 是美国sun公司 在1995年推出的一门计算机高级编程语言 。
- Java 早期称为Oak（橡树），后期改名Java。
- Java 之父：詹姆斯·高斯林（祖师爷）。
- 2009年 sun公司被 Oracle（甲骨文）公司收购。
1.1.3 为什么使用 Java
- 世界上最流行的编程语言之一，在国内使用最为广泛的编程语言
- 可移植性、安全可靠、性能较好
- 开发社区最完善、功能最丰富
1.1.4 Java能做什么
- 桌面应用开发
- 企业级应用开发
- 移动应用开发
- 服务器系统
- 大数据开发
- 游戏开发
1.1.5 Java 技术体系
| 技术体系 | 说明 |
|---|---|
| Java SE：标准版 | Java技术的核心和基础 |
| Java EE：企业版 | 企业级应用开发的一套解决方案 |
| Java ME：小型版 | 针对移动设备应用的解决方案 |
1.1.6 Java 发展史
1.1.7 Java的主要特征
以下 Java 特性来自 Java 白皮书
- 简单性 ：
Java 语言的语法与C语言和C++语言很接近，使得大多数程序员很容易学习和使用，另一方面，Java 丢弃了C++中很少使用的、很难理解的、令人迷惑的那些特性，如操作符重载、多继承、自动的强制类型转换。特别地，Java语言不使用指针，而是引用。并提供了自动的废料收集，使得程序员不必为内存管理而担忧。
- 面向对象 ：
Java语言提供类、接口和继承等面向对象的特性，为了简单起见，只支持类之间的单继承，但支持接口之间的实现机制（关键字为implements）。Java语言全面支持动态绑定，而C++语言只对虚函数使用动态绑定。总之，Java语言是一个纯的面向对象程序设计语言
- 分布式 ：
Java有一个丰富的例程库，用于处理像 HTTP 和FTP之类的TCP/IP协议。
Java应用程序能够通过URL打开和访问网络上的对象，其便捷程序就好像访问本地文件一样。
- 健壮性 ：
Java 的设计目标之一在于使得 Java 编写的程序具有多方面的可靠性。Java 非常强调进行早期的问题检测、后期动态的（运行时）检测，以及消除容易出错的情况… Java 与C/C++ 最大的不同在于Java 采用的指针模型可以消除重写内存和损坏数据的可能性。
- 安全性 ：
Java 要适用于网络/分布式环境。为了实现这个目标，安全性颇受重视。使用Java 可以构建防病毒、防篡改的系统。
Java 设计能够防范各种攻击，其中包括：
- 运行时堆栈溢出，这是蠕虫和病毒常用的攻击手段。
- 破坏自己的进程空间之外的内存，
- 未经授权读写文件
- 体系结构中立 ：
Java程序（后缀为java的文件）在Java平台上被编译为体系结构中立的字节码格式（后缀为class的文件），然后可以在实现这个Java平台的任何系统中运行。这种途径适合于异构的网络环境和软件的分发。
- 可移植性 ：
Java程序（后缀为java的文件）在Java平台上被编译为体系结构中立的字节码格式（后缀为class的文件），然后可以在实现这个Java平台的任何系统中运行。这种途径适合于异构的网络环境和软件的分发
- 解释型 ：
如前所述，Java程序在Java平台上被编译为字节码格式，然后可以在实现这个Java平台的任何系统中运行。在运行时，Java平台中的Java解释器对这些字节码进行解释执行，执行过程中需要的类在联接阶段被载入到运行环境中。
- 高性能 ：
与那些解释型的高级脚本语言相比，Java的确是高性能的。事实上，Java的运行速度随着JIT(Just-In-Time）编译器技术的发展越来越接近于C++
- 多线程 ：
在Java语言中，线程是一种特殊的对象，它必须由Thread类或其子（孙）类来创建。通常有两种方法来创建线程：其一，使用型构为Thread(Runnable)的构造子类将一个实现了Runnable接口的对象包装成一个线程，其二，从Thread类派生出子类并重写run方法，使用该子类创建的对象即为线程。值得注意的是Thread类已经实现了Runnable接口，因此，任何一个线程均有它的run方法，而run方法中包含了线程所要运行的代码。线程的活动由一组方法来控制。Java语言支持多个线程的同时执行，并提供多线程之间的同步机制（关键字为synchronized）
- 动态性 ：
Java语言的设计目标之一是适应于动态变化的环境。Java程序需要的类能够动态地被载入到运行环境，也可以通过网络来载入所需要的类。这也有利于软件的升级。另外，Java中的类有一个运行时刻的表示，能进行运行时刻的类型检查
因此：Java不仅仅是一门编程语言，也是一个由一些列计算机软件和规范组成的技术体系 。
1.2 JDK
sum 公司提供了一套 Java 开发环境，简称 JDK（Java Java Development Kit）。JDK 包括 Java编译器、Java运行工具、Java 文档生成工具、Java 打包工具等。
sum 公司除了提供 JDK外，还提供了一种 JRE（Java Runtime Environment）工具，它是提供给普通用户使用的 Java 运行环境。与 JDK 相比，JRE 工具只包含 Java运行工具，不包含 Jav 编译工具。需要说明的是，为了方便使用，sum 公司在 JDK 工具总封装了一个 JRE 工具，即开发环境中包含了运行环境。
1.2.1 安装 JDK和配置环境变量
1.2.2 JDK 目录介绍
JDK 安装完毕后，会在磁盘上生成一个目录，该目录被称为 JDK 目录。
PS：可能有些小伙伴会疑问自己为什么没有src这个文件夹，这里是因为博主解压了src这个压缩包。
bin目录：该目录用于存放一些可执行程序，如：javac.exe（Java 编译器）、java.exe（Java 运行工具）、jar（打包工具）和javadoc.exe（文档生成工具）等。其中，最重要就是javac.exe和java.exe，下面我们对这两个程序进行讲解：javac.exe是 Java 编译器，它可以将编写的 Java 文件编译成 Java 字节码文件（可执行的 Java 程序）。java.exe是 Java 运行工具，它会启动一个 Java 虚拟机（JVM）进程，Java 虚拟机相当于一个虚拟的系统，专门运行由 Java 编译器生成的字节码文件（.class文件）
include目录：由于 JDK 是使用 C/C++ 开发的，因此在启动时需要引入一些C语言的头文件，该目录就是用于存放这些头文件的。jre目录：jre 是 Java Runtime Environment 的缩写，意味 Java 程序运行时的环境。该目录是 Java 运行时环境的根目录，它包含 Java 虚拟机、运行时的类包、Java 应用启动器和一个bin 目录，但不包含开发环境中的开发工具。lib目录：lib 是 library 的缩写，意为 Java 类库或库文件，是开发工具使用的归档包文件。src.zip和javafx-src.zip文件：这两个文件中放置的是 JDK 核心类的源代码和 JavaFX 源代码，通过这两个文件可以查看 Java 基础类的源代码。
1.2.3 【面试题】：JDK、JRE、JVM之间的关系？*
- JDK(Java Development Kit):Java开发工具包，提供给Java程序员使用，包含了JRE，同时还包含了编译
器javac与自带的调试工具Jconsole、jstack等。 - JRE(Java Runtime Environment):Java运行时环境，包含了JVM，Java基础类库。是使用Java语言编写程
序运行的所需环境。 - JVM：Java虚拟机，运行Java代码
1.2.4 Java 跨平台、工作原理
- 一次编译，处处可用
- Java文件编译生成跟平台无关的字节码文件（class文件）
- JVM：Java虚拟机
- 由对应平台的JVM解析字节码为机器指令。
1.3 Java 程序开发
Java 程序，需要三个步骤：编写程序，编译程序，运行程序
1. 编写 Java 源文件
```java
public class Main {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Hello world!");
}
}
```
通过上述代码，我们可以看到一个完整的Java程序的结构，Java程序的结构由如下三个部分组成：
- 源文件 （扩展名为*.java)：源文件带有类的定义。类用来表示程序的一个组件，小程序或许只会有一个
类。类的内容必须包含在花括号里面。 - 类 ：类中带有一个或多个方法。方法必须在类的内部声明。
- 方法 ：在方法的花括号中编写方法应该执行的语句。
总结：类存在于源文件里面；方法存在于类中；语句存在于方法中。
注意：在一个源文件中只能有一个public修饰的类，而且源文件名字必须与public修饰的类名字相同。
2. 运行 Java 程序
Java是一门半编译型、半解释型语言。先通过javac编译程序把源文件进行编译，编译后生成的.class文件是由字节码组成的平台无关、面向JVM的文件。最后启动java虚拟机来运行.class文件，此时JVM会将字节码转换成平台能够理解的形式来运行。
-
编译程序：
javac 文件名.java```cmdjavac HelloWorld.java
```
-
运行程序：
java 文件名```cmdjava HelloWorld
```
注意事项：
- 第一个Java程序尽量用记事本写
- 建议代码文件名全英文，首字母大写，满足驼峰模式，源代码文件后缀为.java
1.4 注释
1.4.1 什么注释
注释是写程序中对代码进行解释说明的文字，方便自己和其他人查看，以便理解程序的。
1.4.2 注释有哪些
- 单行注释：//
- 多行注释：/ /
- 文档注释：/* /
1.4.3 注释的特点
注释不影响程序的执行，编译后的class文件里面没有注释
1.5 标识符
标识符：在程序中由用户给类名、方法名或者变量所取的名字。
【硬性规则】
标识符中可以包含：字母、数字以及下划线和 $ 符号等等
注意：标识符不能以数字开头，不能是关键字，且严格区分大小写。
【软性建议】
- 类名：每个单词的首字母大写（大驼峰）
- 方法名：首字母小写，后面每个单词的首字母大写（小驼峰）
- 变量名：与方法名规则相同。
1.6 关键字
关键字是由Java语言提前定义好的，有特殊含义的标识符，或者保留字
注意：用户不能使用关键字定义标识符
2. 数据类型和变量
2.1 字面常量
常量即程序运行时期，固定不变的量称为常量。
```java
public class Test {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Hello world!");
System.out.println(100);
System.out.println(3.14);
System.out.println('A');
System.out.println(true);
System.out.println(false);
}
}
```
其中，“Hello world!”，100，3.14，‘A’，true/false都是常量，将其称为字面常量。
字面量的分类：
- 字符串常量：由"“括起来的，比如"12345”、“hello”、“你好”。
- 整型常量：程序中直接写的数字（注意没有小数点），比如：100、1000
- 浮点型常量：程序中直接写的小数，比如：3.14、0.49
- 字符常量：由’'括起来的单个字符，如：‘A’，‘1’
- 布尔常量：只有两种
true和false - 空常量：
null
注意：字符串、整型、浮点型、字符型以及不而行，在Java中都称为数据类型。
2.2 数据类型
Java 是一种强类型语言。这意味着必须每一个变量声明一个类型。
Java 中数据类型主要分为两类：基本数据类型和引用数据类型 。
| 数据类型 | 关键字 | 内存占用 | 范围 |
|---|---|---|---|
| 字节型 | byte | 1字节 | -128~127 |
| 短整型 | short | 2字节 | -32768~32767 |
| 整型 | int | 4字节 | -231~231-1 |
| 长整型 | long | 8字节 | -263~263-1 |
| 单精度浮点数 | float | 4字节 | 有范围，一般不关注 |
| 双精度浮点数 | double | 8字节 | 有范围，一般不关注 |
| 字符型 | char | 2字节 | 0~65535 |
| 布尔型 | boolean | 没有明确规定 | true和false |
注意：
- 无论是在32为系统还是64为系统，int都占用4个字节，long都占8个字节
- 整型和浮点型都是带有符号的
- 整型默认是int型，浮点型默认是double
- 字符串属于引用类型，后序介绍。
什么是字节?
字节是计算机中表示空间大小的基本单位.
计算机使用二进制表示数据. 我们认为 8 个二进制位(bit) 为一个字节(Byte).
我们平时的计算机为16GB 内存, 意思是16G 个字节.
其中 1KB = 1024 Byte, 1MB = 1024 KB, 1GB = 1024 MB.
所以 16GB 相当于 160 多亿个字节.
2.3 变量
2.3.1 变量的概念
在程序中，除了有始终不变的常量外，有些内容可以回经常改变，比如：人的年龄、身高、成绩分数、数学函数的计算结果等，对于这些经常改变的内容，在 Java 中称为变量。而数据类型就是用来定义不同种类变量
2.3.2 语法格式
定义变量的语法格式为：
```java
数据类型 变量名 = 初始值;
```
比如：
```java
public class Test {
public static void main(String[] args) {
int a = 10; // 定义整形变量a，a是变量名也称为标识符，该变量中放置的值为10
double d = 3.14;
char c = 'A';
Boolean b = true;
System.out.println(a);
System.out.println(d);
System.out.println(c);
System.out.println(b);
a = 100;
// a是变量，a中的值是可以修改的，
// 注意：= 在java中表示赋值，即将100交给a，a中保存的值就是100
System.out.println(a);
// 注意：在一行可以定义多个相同类型的变量
int a1 = 10,a2 = 20, a3 = 30;
System.out.println(a1);
System.out.println(a2);
System.out.println(a3);
}
}
```
2.3.3 整型变量
2.3.3.1 整型变量
-
方法一：定义时给出初始值
```java// 方法一:定义时给出初始值
int a = 10;
System.out.println(a);```
-
方法二：定义时没有给初始值，但使用前必须设置初值
```java// 方法二：定义时没有给初始值，但使用前必须设置初值
int b;
b = 20;
System.out.println(b);// 使用方式二定义后，在使用前如果没有赋值，则编译期间会报错
int c;
System.out.println(c);```
-
int型变量所能表示的范围：
```Java// int型变量所能表示的范围：
System.out.println(Integer.MIN_VALUE);// -2147483648
System.out.println(Integer.MAX_VALUE);// 2147483647// 注意：在定义int性变量时，所赋值不能超过int的范围
int d = 12345678901234; // 编译时报错，初值超过了int的范围
System.out.println(d);```
注意事项：
- int不论在何种系统下都是4个字节
- 推荐使用方式一定义，如果没有合适的初始值，可以设置为0
- 在给变量设置初始值时，值不能超过int的表示范围，否则会导致溢出
- 变量在使用之前必须要赋初值，否则编译报错
- int的包装类型为 Integer
2.3.3.2 长整型变量
```java
int a = 10;
long b = 10; // long定义的长整型变量
long c = 10L; // 为了区分int和long类型，一般建议：long类型变量的初始值之后加L或者l
long d = 10l; // 一般更加以加大写L，因为小写l与1不好区分
// long型变量所能表示的范围：这个数据范围远超过 int 的表示范围. 足够绝大部分的工程场景使用.
System.out.println(Long.MIN_VALUE);// -9223372036854775808
System.out.println(Long.MAX_VALUE);// 9223372036854775807
```
注意事项：
- 长整型变量的初始值后加L或者l，推荐加L
- 长整型不论在那个系统下都占8个字节
- 长整型的表示范围为：-263~263-1
- long的包装类型为Long
2.3.3.3 短整型变量
```java
short a = 10;
System.out.println(a);
// short型变量所能表示的范围：
System.out.println(Short.MIN_VALUE);// -32768
System.out.println(Short.MAX_VALUE);// 32767
```
注意事项：
- short在任何系统下都占2个字节
- short的表示范围为：-32768 ~ 32767
- 使用时注意不要超过范围(一般使用比较少)
- short的包装类型为Short
2.3.3.4 字节型变量
```java
byte b = 10;
System.out.println(b);
// byte型变量所能表示的范围：
System.out.println(Byte.MIN_VALUE);// -128
System.out.println(Byte.MAX_VALUE);// 127
```
注意事项：
- byte在任何系统下都占1个字节
- byte的范围是：-128 ~ 127 3. 字节的包装类型为Byte
2.3.4 浮点型变量
2.3.4.1 双精度浮点型
```java
double d = 3.14;
System.out.println(d);
```
代码一：
```java
int a = 1;
int b = 2;
System.out.println(a / b); // 0
// 为什么不输出0.5?
```
在 Java 中，int除以int的值仍然是int（会直接舍弃小数部分）。如果想要得到0.5，需要使用double类型计算。
```java
double a = 1.0;
double b = 2.0;
System.out.println(a / b);// 0.5
```
代码二：
```java
double num = 1.1;
System.out.println(num * num); // 输出1.21?
// 1.2100000000000002
```
注意事项：
- double在任何系统下都占8个字节
- 浮点数与整数在内存中的存储方式不同，不能单纯使用的形式来计算
- double的包装类型为Double
- double 类型的内存布局遵守 IEEE 754 标准(和C语言一样), 尝试使用有限的内存空间表示可能无限的小数, 势 必会存在一定的精度误差，因此浮点数是个近似值，并不是精确值
2.3.4.2 单精度浮点型
```java
loat num = 1.0f; // 写作 1.0F 也可以
System.out.println(num);
```
注意事项：
- float 类型在 Java 中占四个字节, 同样遵守 IEEE 754 标准.
- 由于表示的数据精度范围较小, 一般在工程上用到浮点数 都优先考虑 double, 不太推荐使用 float.
- float的包装类型为Float。
2.3.5 字符型变量
```java
char c1 = 'A'; // 大写字母
char c2 = '1'; // 数字字符
System.out.println(c1);
System.out.println(c2);
// 注意：java中的字符可以存放整形
char c3 = '帅';
System.out.println(c3);
```
注意事项：
-
Java 中使用 单引号 + 单个字母 的形式表示字符字面值.
-
计算机中的字符本质上是一个整数. 在 C 语言中使用 ASCII 表示字符, 而 Java 中使用 Unicode 表示字符. 因此 一个字符占用两个字节, 表示的字符种类更多, 包括中文.
```javachar c3 = '帅';
System.out.println(c3);```
-
char的包装类型为
Character
2.3.6 布尔类型变量
布尔类型常用来表示真假，在现实生活中也是经常出现的，比如：听说xxx同学买彩票中了一个亿…，听到后估计 大部分人第一反应就是：我x，真的假的？
```java
boolean b = true;
System.out.println(b);
b = false;
System.out.println(b);
```
注意事项：
-
boolean 类型的变量只有两种取值,
true表示真,false表示假. -
Java 的 boolean 类型和 int 不能相互转换, 不存在
1表示true,0表示false这样的用法.
-
Java虚拟机规范中，并没有明确规定
boolean占几个字节，也没有专门用来处理boolean的字节码指令，在 Oracle公司的虚拟机实现中，boolean占1个字节. -
boolean的包装类型为
Boolean。
2.3.7 类型转换
我们经常需要将一种数据类型转换为另一种数据类型。
图中6个实线箭头，表示无信息丢失的转换；另外有3个虚线剪头，表示可能有精度损失的转换。
2.3.7.1 自动类型转换（隐式）
自动类型转换即：代码不需要经过任何处理，在代码编译时，编译器会自动进行处理。特点：数据范围小的转为数据范围大的时会自动进行。
```java
System.out.println(1024); // 整型默认情况下是int
System.out.println(3.14); // 浮点型默认情况下是double
int a = 100;
long b = 10L;
b = a;
// a和b都是整形，a的范围小，b的范围大，当将a赋值给b时，编译器会自动将a提升为long类型，然后赋值
a = b;
// 编译报错，long的范围比int范围大，会有数据丢失，不安全
float f = 3.14F;
double d = 5.12;
d = f; // 编译器会将f转换为double，然后进行赋值
f = d; // double表示数据范围大，直接将float交给double会有数据丢失，不安全
byte b1 = 100; // 编译通过，100没有超过byte的范围，编译器隐式将100转换为byte
byte b2 = 257; // 编译失败，257超过了byte的数据范围，有数据丢失
```
2.3.7.2 强制类型转换（显式）
强制类型转换：当进行操作时，代码需要经过一定的格式处理，不能自动完成。特点：数据范围大的到数据范围小的。
```java
int a = 10;
long b = 100L;
b = a; // int-->long，数据范围由小到大，隐式转换
a = (int)b; // long-->int, 数据范围由大到小，需要强转，否则编译失败
float f = 3.14F;
double d = 5.12;
d = f; // float-->double，数据范围由小到大，隐式转换
f = (float)d; // double-->float, 数据范围由大到小，需要强转，否则编译失败
a = d; // 报错，类型不兼容
a = (int)d; // int没有double表示的数据范围大，需要强转，小数点之后全部丢弃
byte b1 = 100; // 100默认为int，没有超过byte范围，隐式转换
byte b2 = (byte)257; // 257默认为int，超过byte范围，需要显示转换，否则报错
boolean flag = true;
a = flag; // 编译失败：类型不兼容
flag = a; // 编译失败：类型不兼容
```
注意事项：
- 不同数字类型的变量之间赋值, 表示范围更小的类型能隐式转换成范围较大的类型
- 如果需要把范围大的类型赋值给范围小的, 需要强制类型转换, 但是可能精度丢失
- 将一个字面值常量进行赋值的时候, Java 会自动针对数字范围进行检查
- 强制类型转换不一定能成功，不相干的类型不能互相转换
2.3.8 类型提升
不同类型的数据之间相互运算时，数据类型小的会被提升到数据类型大的。
-
int与long之间：int会被提升为long
```javaint a = 10;
long b = 20;
int c = a + b; // 编译出错: a + b==》int + long--> long + long 赋值给int时会丢失数据
long d = a + b; // 编译成功：a + b==>int + long--->long + long 赋值给long```
-
byte与byte的运算
```javabyte a = 10;
byte b = 20;
byte c = a + b;
System.out.println(c);```
结论 ： byte 和 byte 都是相同类型, 但是出现编译报错. 原因是, 虽然 a 和 b 都是 byte, 但是计算 a + b 会先将 a 和 b 都提升成int, 再进行计算, 得到的结果也是 int, 这是赋给 c, 就会出现上述错误.
由于计算机的 CPU 通常是按照 4 个字节为单位从内存中读写数据. 为了硬件上实现方便, 诸如 byte 和 short 这种低于 4 个字节的类型, 会先提升成 int, 再参与计算
正确的写法：
```java
byte a = 10;
byte b = 20;
byte c = (byte)(a + b);
System.out.println(c);
```
【类型提升小结:】
- 不同类型的数据混合运算, 范围小的会提升成范围大的.
- 对于 short, byte 这种比 4 个字节小的类型, 会先提升成 4 个字节的 int , 再运算.
2.4 字符串类型
在Java中使用String类定义字符串类型，比如：
```java
String s1 = "hello";
String s2 = " world";
System.out.println(s1);
System.out.println(s2);
System.out.println(s1+s2); // s1+s2表示：将s1和s2进行拼接
```
在有些情况下，需要将字符串和整形数字之间进行转换：
-
int转成String```javaint num = 10;
// 方法1
String str1 = num + "";
// 方法2
String str2 = String.valueOf(num);```
-
String转成int```javaString str = "100";
int num = Integer.parseInt(str);```
本节对只是对字符串进行简单的介绍，大家能够正常使用即可，后序会详细给大家介绍。
3. 运算符
3.1 什么是运算符
计算机的最基本的用途之一就是执行数学运算，比如：
```java
int a = 10;
int b = 20;
a + b;
a < b;
```
上述 + 和 < 等就是运算符，即：对操作数进行操作时的符号，不同运算符操作的含义不同。
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。Java中运算符可分为以下：算术运算符(+ - * /)、关系运算符(< > ==)、逻辑运算符、位运算符、移位运算符以及条件运算符等
3.2 算术运算符
-
基本四则运算：加减乘除求模（
+，-，*，/，%）```javaint a = 20;
int b = 10;
System.out.println(a + b); // 30
System.out.println(a - b); // 10
System.out.println(a * b); // 200
System.out.println(a / b); // 2
System.out.println(a % b); // 0 --->模运算相当于数学中除法的余数```
【注意】：
* 都是二元运算符，使用时必须要有左右两个操作数
* `int` / `int` 结果还是int类型，而且会向下取整
```java
int a = 3;
int b = 2;
// 在数学中应该是1.5 但是在Java中输出结果为1 会向下取整，即小数点之后全部舍弃掉了
System.out.println(a / b); // 1
// 如果要得到数学中的结果，可以使用如下方式
double d = a * 1.0 / b;
System.out.println(d);// 1.5
```
* 做除法和取模时，右操作数不能为0
* % 不仅可以对整型取模，也可以对double类型取模，但是没有意义，一般都是对整型取模的
```java
System.out.println(11.5 % 2.0);// 1.5
```
* 两侧操作数类型不一致时，向类型大的提升
```java
System.out.println(1 + 0.2); // +的左侧是int，右侧是double，在加之前int被提升为double
// 1.2
```
- 结合赋值和运算符（
+=，-=，*=，/=，%=）
该种类型运算符操作完成后，会将操纵的结果赋值给左操作数.
```java
int a = 1;
a += 2; // 相当于 a = a + 2
System.out.println(a); // 输出3
a -= 1;// 相当于 a = a - 1
System.out.println(a); // 输出2
a *= 3;// 相当于 a = a * 3
System.out.println(a); // 输出6
a /= 3;// 相当于 a = a / 3
System.out.println(a); // 输出2
a %= 3; // 相当于 a = a % 2
System.out.println(a); // 输出2
```
【注意】：只有变量才能使用该运算符，常量不能使用。
- 自增/自减运算符（
++，--）
++是一种自增的操作符，又分为前置++和后置++，–是一种自增的操作符，又分为前置–-和后置–-。
1. 前置`++`
```java
public class Test1 {
public static void main(String[] args) {
int a = 10;
int b = ++a;// ++的操作数是a，是放在a的前面的，就是前置++
System.out.printf("a = %d , b = %d",a , b);
// 运行结果：a = 11 , b = 11
}
}
```
计算口诀 ：先 +1，后使用
a原来是10，先 +1，后a变成了11，再使用赋值给b，b得到的也是11，所以计算后，a和b都是11，等价于这样的代码：
```java
public class Test1 {
public static void main(String[] args) {
int a = 10;
a += 1;
int b = a;
System.out.printf("a = %d , b = %d",a , b);
// 运行结果：a = 11 , b = 10
}
}
```
2. 后置`++`
```java
public class Test1 {
public static void main(String[] args) {
int a = 10;
int b = a++;// ++的操作数是a，是放在a的后面的，就是后置++
System.out.printf("a = %d , b = %d",a , b);
// 运行结果：a = 11 , b = 10
}
}
```
计算口诀 ：先使用，后 +1
a原来是10，先使用，把a赋值给b，b变成了10，后a+1变成了10，所以计算后，a=11,b=10，等价于这样的代码：
```java
public class Test1 {
public static void main(String[] args) {
int a = 10;
int b = a;
a += 1;
System.out.printf("a = %d , b = %d",a , b);
// 运行结果：a = 11 , b = 10
}
}
```
3. 前置`--`
和前置++同理，只是换成了-1
计算口诀 ：先 -1，后使用
```java
public class Test1 {
public static void main(String[] args) {
int a = 10;
int b = --a;// --的操作数是a，是放在a的前面的，就是前置--
System.out.printf("a = %d , b = %d",a , b);
// 运行结果：a = 9 , b = 9
}
}
```
4. 后置`--`
和后置++同理，只是换成了-1
计算口诀 ：先使用，后-1
```java
public class Test1 {
public static void main(String[] args) {
int a = 10;
int b = a--;// --的操作数是a，是放在a的后面的，就是后置--
System.out.printf("a = %d , b = %d",a , b);
// 运行结果：a = 9 , b = 10
}
}
```
【注意】：
* 如果混合使用，【前置++】先+1，然后使用变量+1之后的值，【后置++】先使用变量原来的值，表达式 结束时给变量+1
* 只有变量才能使用自增/自减运算符，常量不能使用，因为常量不允许被修改
3.3 关系运算符
关系远算符有6个：（==，!=，>，<，>=，<=），其结果是true和flase
```java
int a = 10;
int b = 20;
// 注意：在Java中 = 表示赋值，要与数学中的含义区分
//在Java中 == 表示相等
System.out.println(a == b); // false
System.out.println(a != b); // true
System.out.println(a < b); // true
System.out.println(a > b); // false
System.out.println(a <= b); // true
System.out.println(a >= b); // false
```
【注意】：当需要多次判断时，不能连着写，比如：3 < a < 5，Java程序与数学中是有区别的
3.4 逻辑运算符（重点）
逻辑远算符主要由3个：（&&，||，!），运算结果都是 boolean类型。
- 逻辑与 &&
语法规则：表达式1 && 表达式2，左右表达式必须是boolean类型的结果。
两个表达式都为真，结果才是真，只要有一个是假，结果就是假。
| 表达式1 | 表达式2 | 结果 |
|---|---|---|
| 真 | 真 | 真 |
| 真 | 假 | 假 |
| 假 | 真 | 假 |
| 假 | 假 | 假 |
```java
int a = 1;
int b = 2;
System.out.println(a == 1 && b == 2); // 左为真 且 右为真 则结果为真
System.out.println(a == 1 && b > 100); // 左为真 但 右为假 则结果为假
System.out.println(a > 100 && b == 2); // 左为假 但 右为真 则结果为假
System.out.println(a > 100 && b > 100); // 左为假 且 右为假 则结果为假
```
- 逻辑或 ||
语法规则：表达式1 || 表达式2，左右表达式必须是boolean类型的结果。
两个表达式都为假，结果才是假，只要由一个是真，结果就是真。
| 表达式1 | 表达式2 | 结果 |
|---|---|---|
| 真 | 真 | 真 |
| 真 | 假 | 真 |
| 假 | 真 | 真 |
| 假 | 假 | 假 |
```java
int a = 1;
int b = 2;
System.out.println(a == 1 || b == 2); // 左为真 且 右为真 则结果为真
System.out.println(a == 1 || b > 100); // 左为真 但 右为假 则结果也为真
System.out.println(a > 100 || b == 2); // 左为假 但 右为真 则结果也为真
System.out.println(a > 100 || b > 100); // 左为假 且 右为假 则结果为假
```
- 逻辑非 !
语法规则：! 表达式
真变假，假变真。
| 表达式 | 结果 |
|---|---|
| 真 | 假 |
| 假 | 真 |
```java
int a = 1;
System.out.println(!(a == 1)); // a == 1 为true，取个非就是false
System.out.println(!(a != 1)); // a != 1 为false，取个非就是true
```
- 短路求值
&& 和 || 遵守短路求值的规则.
```java
System.out.println(10 > 20 && 10 / 0 == 0); // 打印 false
System.out.println(10 < 20 || 10 / 0 == 0); // 打印 true
```
我们都知道, 计算10 / 0会导致程序抛出异常. 但是上面的代码却能正常运行, 说明10 / 0 并没有真正被求值.
【注意】：
1. 对于 && , **如果左侧表达式值为 false, 则表达式结果一定是 false, 无需计算右侧表达式**
2. 对于 ||, **如果左侧表达式值为 true, 则表达式结果一定是 true, 无需计算右侧表达式.**
3. & 和 | 如果表达式结果为 boolean 时, 也表示逻辑运算. 但与 && || 相比, 它们不支持短路求值.
记忆口诀：
& &：全真为真，有假必假，遇假则停
||：全假为假，有真必真，遇真则停
!：真变假，假变真
3.5 位运算符
Java 中数据存储的最小单位是字节，而数据操作的最小单位是比特位. 字节是最小的存储单位，每个字节是由8个二进制比特位组成的，多个字节组合在一起可以表示各种不同的数据。
位运算符主要有四个:& ，|， ~， ^，除~是一元运算符外，其余都是二元运算符。
位操作表示 按二进制位运算. 计算机中都是使用二进制来表示数据的(01构成的序列), 按位运算就是在按照二进制位 的每一位依次进行计算。
-
按位与 &: 如果两个二进制位都是 1, 则结果为 1, 否则结果为 0
```javaint a = 10;
int b = 20;
System.out.println(a & b);
// 0000 1010 10的二进制
// 0001 0100 20的二进制
// 0000 0000```
-
按位或 | : 如果两个二进制位都是 0, 则结果为 0, 否则结果为 1
```javaint a = 10;
int b = 20;
System.out.println(a | b);
// 0000 1010
// 0001 0100
// 0001 1110```
-
.按位取反 ~: 如果该位为 0 则转为 1, 如果该位为 1 则转为 0
```javaint a = 0xf;
System.out.printf("%xn", ~a);```
【注意】：
* 0x 前缀的数字为 十六进制 数字. 十六进制可以看成是二进制的简化表示方式. 一个十六进制数字对应 4 个二进制位.
* 0xf 表示 10 进制的 15, 也就是二进制的 1111
* printf 能够格式化输出内容, %x 表示按照十六进制输出.
* n 表示换行符
-
按位异或 ^ : 如果两个数字的二进制位相同, 则结果为 0, 相异则结果为 1
```javaint a = 0x1;
int b = 0x2;
System.out.printf("%xn", a ^ b);```
【注意】：如果两个数相同，则异或的结果为0
3.6 移位运算符（了解）
移位运算符有三个:<< ，>> ，>>>，都是二元运算符，且都是按照二进制比特位来运算的。
-
左移 <<: 最左侧位不要了, 最右侧补 0
```javaint a = 0x10;
System.out.printf("%xn", a << 1);
// 运行结果(注意, 是按十六进制打印的)
//20```
【注意】：向左移位时，丢弃的是符号位，因此正数左移可能会编程负数
-
右移 >>: 最右侧位不要了, 最左侧补符号位(正数补0, 负数补1)
```java
int a = 0x10;
System.out.printf("%xn", a >> 1);
// 运行结果(注意, 是按十六进制打印的)
//8int b = 0xffff0000;
System.out.printf("%xn", b >> 1);
// 运行结果(注意, 是按十六进制打印的)
//ffff8000```
-
无符号右移 >>>: 最右侧位不要了, 最左侧补 0.
```javaint a = 0xffffffff;
System.out.printf("%xn", a >>> 1);
// 运行结果(注意, 是按十六进制打印的)
//7ffffff```
【注意】：
- 左移 1 位, 相当于原数字 * 2. 左移 N 位, 相当于原数字 * 2 的N次方.
- 右移 1 位, 相当于原数字 / 2. 右移 N 位, 相当于原数字 / 2 的N次方.
- 由于计算机计算移位效率高于计算乘除, 当某个代码正好乘除 2 的N次方的时候可以用移位运算代替.
- 移动负数位或者移位位数过大都没有意义.
3.7 条件运算符
条件运算符只有一个: 表达式1 ? 表达式2 : 表达式3
当 表达式1 的值为true时, 整个表达式的值为 表达式2 的值;
当 表达式1 的值为 false 时, 整个表达式的值为 表达式3 的值.
也是 Java 中唯一的一个 三目运算符 , 是条件判断语句的简化写法.
```java
// 求两个整数的最大值
int a = 10;
int b = 20;
int max = a > b ? a : b;
```
【注意】：
-
表达式2和表达式3的结果要是同类型的，除非能发生类型隐式类型转换
```javaint a = 10;
int b = 20;
int c = a > b? 1 : 2.0;```
-
表达式不能单独存在，其产生的结果必须要被使用。
3.8 运算符的优先级
在一条表达式中，各个运算符可以混合起来进行运算，但是运算符的优先级不同，比如：* 和/ 的优先级要高于 + 和-，有些情况下稍不注意，可能就会造成很大的麻烦。
```java
// 求a和b的平均值
int a = 10;
int b = 20;
int c = a + (b - a) >> 1;
System.out.println(c);
```
上述表达式中，由于 + 的优先级要高于 >> , 因此a先和b-a的结果做加法，整体为20，最后再进行右移，因此结果 为10。
【注意】：运算符之间是有优先级 的. 具体的规则我们不必记忆. 在可能存在歧义的代码中加上括号即可.
4. 程序逻辑控制
4.1 顺序结构
顺序结构 比较简单，按照代码书写的顺序一行一行执行。
```java
public class Test {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("aaa");
System.out.println("bbb");
System.out.println("ccc");
/* 运行结果
aaa
bbb
ccc
*/
}
}
```
如果调整代码的书写顺序, 则执行顺序也发生变化。
```java
public class Test {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("aaa");
System.out.println("ccc");
System.out.println("bbb");
/* 运行结果
aaa
ccc
bbb
*/
}
}
```
4.2 分支结构（选择结构）
它的作用是根据判断的条件是否成立（真或假），来决定后续代码执行顺序。
举例：
如同在岔路口做选择。不同的选择会带来不同的路径及结果。
4.2.1 if 语句
-
语法格式1
```javaif (布尔表达式) {
// 语句
}```
如果布尔表达式结果为true，执行if中的语句，否则不执行。
执行流程：
举例：小明，如果这次考试考60分或以上就不挂科。
```java
public class Test {
public static void main(String[] args) {
int score = 90;
if (score >= 60) {
System.out.println("不挂科");
}
}
}
```
-
语法格式2
```javaif (布尔表达式) {
// 语句
} else {
// 语句
}```
如果布尔表达式结果为true，执行if中的语句，执行else中的语句。
执行流程：
举例：小明，如果这次考试考60分或以上就不挂科，没有考到60分就挂科。
```java
public class Test {
public static void main(String[] args) {
int score = 90;
if (score >= 60) {
System.out.println("不挂科");
} else {
System.out.println("挂科");
}
}
}
```
-
语法格式3
```javaif(布尔表达式1){
// 语句1
}else if(布尔表达式2){
// 语句2
}else{
// 语句2
}```
表达式1成立，执行语句1，否则表达式2成立，执行语句2，否则执行语句3
比如：考虑到学生自尊，不公开分数排名，因此：
* 分数在 [90, 100] 之间的，为优秀
* 分数在 [80, 90) 之前的，为良好 分数在 [70, 80) 之间的，为中等
* 分数在 [60, 70) 之间的，为及格 分数在 [ 0, 60) 之间的，为不及格
* 错误数据
按照上述办法通知学生成绩。
```java
public class Test {
public static void main(String[] args) {
int score = 90;
if(score >= 90){
System.out.println("优秀");
}else if(score >= 80 && score < 90){
System.out.println("良好");
}else if(score >= 70 && score < 80){
System.out.println("中等");
}else if(score >= 60 && score < 70){
System.out.println("及格");
}else if(score >= 0 && score < 60){
System.out.println("不及格");
}else{
System.out.println("错误数据");
}
}
}
```
【注意事项】：
-
代码风格
```java// 风格1-----> 推荐
int x = 10;
if (x == 10) {
// 语句1
} else {
// 语句2
}// 风格2
int x = 10;
if (x == 10)
{
// 语句1
}
else
{
// 语句2
}```
虽然两种方式都是合法的, 但是 Java 中更推荐使用风格1，代码跟紧凑。
-
分号问题
```javaint x = 20;
if (x == 10);
{
System.out.println("hehe");
}// 运行结果
hehe```
此处多写了一个 分号, 导致分号成为了 if 语句的语句体, 而 { } 中的代码已经成为了和一个 if 无关的代码块，所以运行结果是haha，而不是空白。
-
悬垂
else问题```javaint x = 10;
int y = 10;
if (x == 10)
if (y == 10)
System.out.println("aaa");
else
System.out.println("bbb");```
if else 语句中可以不加大括号 . 但是也可以写语句(只能写一条语句). 此时 else 是和最接近的 if 匹配. 但是实际开发中我们不建议这么写. 最好加上大括号.
4.2.2 switch 语句
基本语句
```java
switch(表达式){
case 常量值1:{
语句1;
[break;]
}
case 常量值2:{
语句2;
[break;]
}
...
default:{
内容都不满足时执行语句;
[break;]
}
}
```
执行流程：
- 先计算表达式的值
- 和
case依次比较，一旦有响应的匹配就执行该项下的语句，直到遇到break时结束 - 当表达式的值没有与所列项匹配时，执行
default
代码示例：
```java
public class Test {
public static void main(String[] args) {
String week = "周四";
switch (week) {
case "周一":
System.out.println("埋头苦干，写程序");
break;
case "周二":
System.out.println("请求学长帮忙解决bug");
break;
case "周三":
System.out.println("今晚烧烤、小龙虾");
break;
case "周四":
System.out.println("帮助学妹解决bug");
break;
case "周五":
System.out.println("今晚吃鸡");
break;
case "周六":
System.out.println("上GitHub交友");
break;
case "周日":
System.out.println("郁郁寡欢、准备上课");
default:
System.out.println("输入错误");
}
}
}
```
【注意事项】：
-
多个
case后的常量值不可以重复 -
switch的括号内只能是以下类型的表达式：- 基本类型：byte、char、short、int，注意不能是long类型
- 引用类型：String常量串、枚举类型
-
break不要遗漏, 否则会失去 “多分支选择” 的效果```java
int day = 1;
switch(day) {
case 1:
System.out.println("星期一");
// break;
case 2:
System.out.println("星期二");
break;
}
// 运行结果
星期一
星期二
```
-
switch不能表达复杂的条件```java// 例如: 如果 num 的值在 10 到 20 之间, 就打印 hehe
// 这样的代码使用 if 很容易表达, 但是使用 switch 就无法表示.
if (num > 10 && num < 20) {
System.out.println("hehe");
}```
-
switch虽然支持嵌套, 但是很丑，一般不推荐```javapublic class Test {
public static void main(String[] args) {
int x = 1;
int y = 1;
switch(x) {
case 1:
switch(y) {
case 1:
System.out.println("hehe");
break;
}
break;
case 2:
System.out.println("haha");
break;
}
}
}```
综上, 我们发现, switch的使用局限性是比较大的
4.3 循环结构
循环结构它是在满足条件的情况下，反复执行某一段代码的计算过程。
举例：
我们要围着操场跑 5 圈，跑圈这个行为就重复了 5 次，也就是循环了 5 次。
4.3.1 while 语句
基本格式：
```java
while (循环条件) {
// 语句
}
```
执行流程：
首先执行判断表达式，表达式的值为false，循环直接结束；表达式的值为true，则执行循环语句，语句执行完后再继续判断，是否进行下一次判断。
代码示例：打印1~10的值
```java
public class Test {
public static void main(String[] args) {
int i = 1;
while (i <= 10) {
System.out.println(i);
i++;
}
}
}
```
4.3.2 for 语句
基本格式：
```java
for (表达式1;表达式2;表达式3) {
// 语句
}
```
表达式1 ：用于循环变量的初始化
表达式2 ：用于循环结束条件的判断
表达式3 ：用于循环变量的调整
执行流程：
首先执行表达式1初始化循环变量，接下来就是执行表达式2的判断部分，表达式2的结果如果为false，则循环结束；如果表达式2的结果为true，则执行循环语句，循环语句执行完后，再去执行表达式3，调整循环变量，然后再去表达式2的地方执行判断，表达式2的结果是否为false，决定循环是否继续。
整个循环的过程中，表达式1初始化部分只被执行1次，剩下的就是表达式2、循环语句、表达式3在循环
代码示例：打印1~10的值
```java
public class Test {
public static void main(String[] args) {
for (int i = 1; i <= 10; i++) {
System.out.println(i);
}
}
}
```
4.3.3 do…while循环
基本格式：
```java
do{
语句
}while(表达式);
```
while 和 for 这两种循环都是先判断，条件如果满足就进入循环，执行循环语句，如果不满足就跳出循环；
而do...while 循环则是先直接进入循环体，执行循环内部，然后在执行 while 后的判断表达式，表达式为真，就会进行下一次，表达式为false，则不再继续循环。
执行流程：
在do...while 循环中先执行图上的“语句”，执行完语句，在去执行“判断表达式”，在判断表达式的结果是true，则继续循环，执行循环；判断表达式的结果false，则循环结束。
所以在do...while 语句中循环体是至少执行一次 的，
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