CSDN程序设计精品课程——Java程序设计（Java语言概述·Java语言基础·Java基本数据类型）

news2024/10/7 4:30:37

Java程序设计课程分配：

  • Java语言概述
  • Java语言基础
  • Java基本数据类型
  • 控制结构
  • Java核心类
  • 类的定义与使用
  • 对象的初始化
  • 包
  • 继承
  • 抽象类与接口
  • 异常的处理
  • 自定义异常
  • 字节流
  • 字符流
  • 标准输入/输出流
  • 基本类型的包装类型
  • 泛型和集合类

目录

 Java语言概述

Java语言的特点 

Java开发环境 

Java语言基础

Java基本数据类型

整型类型及整数的运算

浮点数据类型及运算

字符数据类型

位运算

布尔数据类型

 Java语言概述

Java是一种面向对象的高级设计语言，也是一种软件平台。Java非常适用于开发Internet应用程序，同时也是一种通用程序设计语言；

Java语言的特点 

Java开发环境 

Java支持多种类型的程序，客户端小应用程序Applet，服务器端小应用程序 Servlet，以及应用程序 Application。对每种应用类型，集成开发环境能够为开发者提供很大的便利，尽管可以使用各种不同的集成开发环境开发 Java应用，但程员至少应该掌握使用JDK(Java Standard Edition Development Kit)进行应用程序的开发方法，即使用文本编辑器来编写 Java 程序，然后使用Java编译器对源程序进行编译并用 Java解释器对编译后的字节码进行解释执行。

可以从因特网下载适当版本的 JDK 装程，进行安装，并把安装目录 jdk/bin 加入操作系统的可执行路径即可。以在Windows系统安装Java SE 7版本JDK 1.7为例，启动控制面板，选择系统、环境变量，找到用户环境变量中的path变量，然后在其开头加上jdk\bin目录，并用一个分号把新加入的路径同原来的内容分开。设置完成后，启动一个控制台窗口，并输入 java-version，如果设置正确，可得到一个版本信息，例如:

java version "1.7.0_51"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.7.0_51-b13)
Java HotSpot(TM) Client VM (build 24.51-b03, mixed mode, sharing)

 至此，系统已经能够找到 Java 编译器 javac.exe 和 Java 解释器 java.exe。Java 语言的很多强大功能是通过类库实现的，为了让Java解释器找到这些类库的位置，需要设置classpath环境变量，设置方法与path环境变量的设置方法相同。或者使用Java解释器时采用-classpath命令参数选项指定从什么位置寻找程序所需的类。

Java语言基础

Java中“类”是程序组织的最基本单元。Java 程序是由一个或者多个“类”组成的，类都应写在扩展名为.java 的文本文件(Java 源程序)中，一个源文件中最多只能有一个公共类，即每一个公共类都应该写在一个单独的 Java 源文件中，而且公共类的类名应该和文件名完全相同(不含文件扩展名)。每个类编译后生成.class字节码(Bytecode)文件，在Java虚拟机中执行。每个Java应用程序都应该有一个main方法，作为执行入口。

/**
*文件名为 JavaExample.java,文件名与公共类名完全相同。
*/
public class JavaExample
{
/*公共静态main方法作为程序入口，static关键字表示静态方法*/
public static void main(String []args)
{
Sytern.out.println("A java program example!");//输出
}
}

运行结果为：

 A java program example!

Java 程序中的注释用“//单行注释”标识行注释，或由“/*多行注释*/”标识多行块注释，由“/**文档注释*/”所标识的块注释支持javadoc生成文档。上面程序的第1行至第3行为块注释，并支持javadoc 生成文档。第4行定义了一个名为JavaExample的类，定义时采用 public关键字指定了此类为公共类，可以被其他客户类访问。程序第5行为普通块注释。程序第 6 行定义了一个公共的、静态的 main 方法，这里将main 定义为公共方法的目的是让Java解释器能够调用此方法，而定义为静态是因为在调用main 方法的时候还不存在任何对象，main方法属于类。main方法的参数String[]args是一个字符数组，用来存储程序开始运行时传递给main方法的参数，其中，String是一个字符串类，args 是一个字符串对象的数组，方法的返回值为空。程序的第7行是一条输出语句，System类中含有静态变量out，out中的方法println输出一个字符串到控制台，字符串需要用双引号括起来。输入语句右侧为行注释。程序中每一条语句都用分号结束。

Java基本数据类型

程序中的变量(Variable)是一块命名的、用来存储数据的内存区域。在 Java 程序中，每块被命名的内存区域都只能存储一种特定类型的数据。程序中直接给出的数值被称作直接量(字面值，literal)，每直接量也有对应的数据类型。使用一个变量前，必须声明(Declaration)其名字和类型。

Java 中的标识符(Identifier)用来标识Java 程中的变量、方法和类名等，变量名就是标识符的一种。Java 程中标识符的长度没有上限，由字母、数字、下画线(_)以及美元符号($)组成，但必须以字母、下画线或美元符号开头。值得注意的是，Java 完全支持 Unicode 字符，因此程序中可以使用Unicode字符集中定义的任何语言的字符，例如可以用中文定义变量名。

Java数据类型分为基本类型（Primitive Type）和引用类型（Reference Type）两种。基本类型表示简单的值，包括整型、浮点型、字符型和布尔型。每种基本类型都被精确地定义，开发者不用担心在不同的平台上基本类型都会有差异。引用类型包括对象和数组。

整型类型及整数的运算

整数类型分为byte、short、int和long。byte类型的变量可以表示-128~127之间的整数，在内存中占一个字节（8位）；short类型的变量可以表示-32768~32767之间的整数，在内存中占据2个字节；int和long分别占据4个字节和8个字节。

程序中直接出现的整型数值都被称为整型直接量，其默认类型是int。如果整型直接量的值大于int型表示的数据范围，则需要在最后加上大写字母L或小写字母l，表示此整型直接量为 long 型数据。如果以十六进制的形式表示数值，则在数值前加上0X或0x;若需要以八进制的形式表示，则可在数字前面加上0，这一点与C/C++相同。

使用整型变量前必须先对其进行声明，声明的同时可以对其进行初始化，基本类型声明的同时就会分配相应的内存空间，如:

long longValue=78//声明一个long型的变量longValue，并初始化其值为78
int intValue =54;
short shortValue-122; 
byte byteValue=33;

 其中 longValue=78为赋值表达式，表达式是由变量、操作符以及方法调用构成。

赋值运算符号用“=”表示，赋值运算符的作用是将“=”右边表达式的计算结果存储到左边的变量中，如:

int xValue=0,yValue =8,zValue; 
zValue = xValue + yValue;

如果没有对变量进行正确的初始化就使用，在编译时Java编译器会报告出错误信息，因此声明变量的同时进行初始化是一个好的习惯。

针对整型数据的运算还有加(+)、减(-)、乘(*)和除(/)。当“+”和“--”运算符号的左边没有操作数的时候，“+”表示取变量或数值本身的值，“--”表示取变量或数字的相反值。运算时乘法和除法具有较高的优先级别，加法和减法优先级较低，括号可以改变运算的先后次序。 

（整数相除得到的仍然是整数，余数将被舍去，使用取模运算符%可获得两个整数相除后的余数，取模运算符的优先级与乘、除相同）

递增运算“++”和递减运算“- -”使一个整型变量加1或者减1，例如：

count++；或者++count；        //使count的变量的值增加1
count--；或者--count；        //使count的变量的值递减1

如果没有其他运算，则递增和递减运算符号放在变量的前后效果是一样的。但如果还有其他运算的参与，结果就可能不同，例如：

int xValue=9，yValue=10，zValue；
zValue=xValue++ +yValue；

 代码执行后， zValue 的值为19， xValue 的值为10.若把递增运算放在 xValue 的前面，即 zValue =++xValue+yValue；，则代码执行后 zValue 的值为20，xValue 的值为10。

因此在考虑到运算符号优先级的情况下，如果递增或递减运算符号放在变量前面，表示先对变量进行递增或者递减，再取变量的值参与其他运算；如果放在后面，则表示先取变量的值参与运算，再对变量进行递增或递减。

使用 byte 或 short 进行算术运算时要注意，任何多个 byte 或 short 变量运算的结果都是32位的。下面的代码虽然操作数都是 short 类型，但是无法正确通过编译。

short xValue=8；yValue=9，zValue；
zValue=xValue*yValue；

因为 xValue*yValue所得到的结果是一个32位的整型值，而 zValue 仅仅能存储16位整数，编译器不会自动将一个32位整型值转化为16位的整型值。所以需要显式的类型转换，即：

zValue=（short）（xValue*yValue）；

 计算结果中的高16位将被舍弃。

使用显式类型转换时要注意，如果计算结果超出了16位所表示的范围，显式类型转换后得到的结果将是不正确的。

如果操作数中有 long 型数据，那么计算的结果将是 long型数据，其他的操作数在与此 long 型数据运算前都将被转换成64位格式。

Java SE 7起，支持在数值型中间采用下划线（_）分割字符，下划线可以任意多个。例如：

long creditCardNumber=1234_5678_9012_3456L;
long hexLong=0xCAFE_BABE;

 浮点数据类型及运算

Java中有两种基本的浮点类型： float 和 double 。 float 占4个字节的内存空间而 double 占8个字节。

浮点型直接量的默认类型为 double 类型，若要明确地表示浮点型直接量的类型为 float，则需要在数字的最后加上一个字母F或f。对一个 float 类型的变量初始化时，这一点非常重要的，因为Java编译器不会将一个 double 类型的数值自动转换为 float 类型。若浮点数值特别大或者特别小，则可以采用指数的形式书写，如5.67E8或5.67e8都表示5.67×10^8, 9.32E-9或者9.32e-9表示9.32×10^-9。

用于整型数据的运算同样适用于浮点类型数据，但是运算的默认类型为 double 类型，所以，两个 float 类型运算的结果为 double 类型。

“++”或“- -”作用于浮点数时，增加和减少的幅度为1.0,。取模运算作用于两个浮点数时，得到的是被除数减去除数的整倍数的结果，如表达式30.6%5.0的结果为0.6。

当两个类型不同的运算对象进行二元运算时，Java自动把精度低的类型转换为精度高的类型。例如，如果一个 int 型数据与一个 float 型数据相加，则将 int 型数据转换为 float 型数据，因为 float 型比 int 型精确。如果运算对象之一是 double 型，则将另一个转换为 double 型，因为 double 型是数据类型中最精确的。

与C/C++相同，Java提供的=了一种运算的简写形式，即+=、-=、*=、/=、%=等，例如：

count +=5  等价于  count=count+5

zValue/=xValue*yValue  等价于  zValue=zValue/（xValue*yValue）

字符数据类型

字符类型用关键字 char 标识，一个字符类型的变量在内存中占据两个字节，字符直接量用单引号括起来，如 ‘x’、‘A’ 等。如果要表示字符单引号“ ' ”或者双引号“ " ”，则必须使用转义字符斜杠（\）。例如，下面的字符变量c的值是单引号字符。

char c='\";    //字符变量c用字符常量单引号初始化

常用的其他字符用转义方式表示：退格（\b）、换页（\f）、换行（\n）、回车（\r）、水平制表或Tab键（\t）。

位运算

默认情况下，位运算针对 int 类型数据进行操作。位运算也可对 byte 、short 、long 以及 char 型数值进行操作，如果有 long 型数据，则计算结果为 long 型，否则所用参与位运算的其他类型都会被转化为 int 类型进行运算，计算结果为 int 类型。

位运算有以下几种：

  • 与运算操作符“&”：将两个操作数的二进制位进行按位与运算，如果对应的二进制位都是1时，该位的结果为1，否则为0。
  • 或运算操作符“|”：将两个操作数的二进制位进行按位或运算，如果对应的二进制位都是0时，该位的结果为0，否则为1。
  • 异或运算操作符“^”：将两个操作数的二进制位进行按位异或运算，如果对应的二进制位相同，该位的结果为0，否则为1。
  • 非运算操作符“~”：将一个操作数的二进制位进行按位取反。
  • 左移运算操作符“>>”：将操作数对应的二进制位左移1位，右侧补0。
  • 右移运算操作符“<<”：将操作数对应的二进制位右移1位，左侧填充符号位。
  • 无符号右移运算操作符“>>>”：将操作数对应的二进制右移1位，左侧补0。

布尔数据类型

取值只能为 true 或 false 的变量类型就是布尔类型，用关键字 boolean 来表示类型名，true 和 false 是布尔类型的直接量。

布尔类型和其他的数据类型有所不同，它不能和其他数据类型相互转换，这一点和C\C++中有较大的区别。

Java提供了大于(>)、小于(<)、大于或等于(>=)、小于或等于(<=)、等于(==)、不等于(!=)6种关系运算符号，关系运算符作用于整型、浮点型和字符类型，并得出一个布尔类型的结果。

针对布尔类型的运算有与(&&和&)、或(|和||)、非(否定，!)。

&&与&表示逻辑AND，当两个操作数的值都为 true 时，结果为 true ，否则为 false。它们的区别在于：当左操作数的值为 false 时，&&不再计算右操作数的值而直接得出最终的结果 false ，而&则仍然计算右操作数的值，即&&执行短路计算，而&执行非短路计算。

【例】逻辑运算符&&、&使用举例

public class AndExample {
  public static void main(String args[){
          boolean aValue= false; 
          boolean bValue = false; 
          inti=1,j= 2,z-0;
          aValue=(j<2)&&((z=itj)>j);
          System.out.printin("aValue=" + aValue);
          System.out.printin("z="+ z); 
          bValue=(j<2)&((z=i+j)>j);
          System.out println("bValue=" + bValue);
          System.out.printin("z=" + z);
     }
}

 运行结果为：

aValue=false

z=0

bValue=false

z=3

 注意:不要将逻辑运算与位运算混淆。逻辑运算作用于布尔类型的值，而位运算作用于整型值；逻辑运算得到的是 true 或者 false ，位运算得到的是整型数值。

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