一,基础概念介绍
1.1Java跨平台原理(一次编译,处处运行)
- Java 源代码经过编译,生成字节码文件,交由 Java 虚拟机来执行,不同得系统有不同得JVM,借助JVM 实现跨平台。
- 就比如说我们在 Windows 下面写出来的一段 Java 程序,换成 Linux,macOS 系统里面,一样可以正常运行并且输出相同的结果
- Java 虚拟机(Java Virtual Machine,简称 JVM)是一种用于计算设备的规范,它是一个虚构出来的计算机,是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。Java 虚拟机包括一套字节码指令集、一组寄存器、一个栈、一个垃圾回收堆和一个存储方法域。JVM 屏蔽了与具体操作系统平台相关的信息,使 Java 程序只需生成在 Java 虚拟机上运行的目标代码(字节码),就可以在多种平台上不加修改地运行。JVM 在执行字节码时,实际上最终还是把字节码解释成具体平台上的机器指令执行。
1.2JRE与JDK
1.2.1JRE(Java Runtime Environment)
是Java程序的运行时环境,包含JVM和运行时所需的核心类库,我们想运行一个Java程序,只需要安装一个JRE即可。
1.2.2JDK(Java Development Kit)
是Java程序开发工具包,包含JRE和开发人员使用的工具,开发工具:编译工具(javac.exe),运行工具(Java.exe)
1.2.3Idea的使用
- Idea的项目结构:
- 新建模块
-
删除模块
选中要删除的模块,,右键选择remove module -
导入模块
查看模块所在目录:选中模块右键选择:
导入模块:和创建模块类似:
找到模块路径即可:
1.3基础知识
1.3.0变量|常量名称定义原则:
- 所有变量,方法,类名:见名知意
- 类成员变量:首字母小写和驼峰原则:monthSalary
- 局部变量:首字母小写与驼峰原则
- 常量:全大写和下滑线分割:MAX_VALUE
- 类名:首字母大写与驼峰原则:Man,GoodMan
- 方法名:首字母小写和驼峰原则:run(),runRun()
1.3.1变量定义|作用域
(1)定义
- 变量的本质(固定空间):停车位,空间已经确定,但具体放置哪量车不确定。
- 变量名(通过名字操作空间):停车位编号
- 数据(变化的量):车
(2)作用域
- 局部变量:从属于方法,作用范围:方法内部
- 成员变量:从属于对象,位于类内部,方法外部,对象创建,成员变量创建,(对象可以直接调用类的成员变量),对象消失,成员变量也跟着消失。
- 静态变量:从属于类,static修饰,类加载时有效,类被卸载时,静态变量消失。
public class Demo1{
//实例对象,作用范围在整个类中,可以不给初始值,会有默认值
String name;
int age=1;
public static void main(String[] args) {
/*局部变量,必须声明且初始化,作用范围只在函数中
在add()方法中不能调用*/
int a=1;
System.out.println(a);
/*main中调用实例对象*/
Demo1 demo=new Demo1();
System.out.println(demo.age);
System.out.println(demo.name);
}
/*其他方法*/
public void add(){
}
}
1.3.2注释|关键字
- 注释:单行注释”//注释信息“;多行注释:/注释信息/
- 关键字:字母全部小写,关键字颜色不同,一般高亮显示
1.3.3. 常量定义
public class Demo02 {
//常量定义一般用大写字母表示,且修饰符先后顺序无影响,static final或者final static都一样
static final double PI=3.14;
public static void main(String[] args) {
System.out.println(PI);
}
}
public class Demo01 {
//类变量 加static
static double salary=2500;//在main中可以直接输出
//实例变量,从属于对象,必须由对象引用;
String name;
int age;
//main方法
public static void main(String[] args) {
//局部变量,必须声明和初始化
int i=10;
System.out.println(i);
//变量类型 变量名=new Demo01();
Demo01 demo01=new Demo01();
System.out.println(demo01.age);//如果age没进行初始化,会输出默认值0或者0,0.0
System.out.println(demo01.name);//字符串默认16位0000,bool值默认false;除了八个基本类型,其余都是null;
System.out.println(salary);
}
//其他方法,
}
注意:字符常量与字符串常量分别用的单引号和双引号
System.out.println("Hello world!");//字符串常量
System.out.println(5);//整数常量
System.out.println(true);//布尔常量
System.out.println('a');//字符常量
//System.out.println(null);//空常量不可直接输出
1.3.4 数据类型及转换
```java
//整数
byte num1=2;
short num2=4;
int num3=3;
long num4=3l;//long类型后面要加l区分
//小数
float num5=1.4F;//float类型要加F区分
double num6=3.1415926;
//字符,字符串
char name='A';//单引号
String name2="中国";//双引号,String首字母大写
//布尔型
boolean flag=true;
boolean flag2=false;
(1)自动类型转换:把一个表示数据范围小的数值或者变量 赋值给令一个表示数据范围大的变量(2)强制类型转换:可以将表示范围大的转小的:int K=(int)88.8
1.3.5算数运算符
加+,减-,乘*,除/,取余%,整数相除只能得到整数,想要得到小数,必须用浮点数运算
(1)整数进行运算
int a=6;
int b=4;
System.out.println(a+b);
System.out.println(a-b);
System.out.println(a*b);
System.out.println(a/b);
System.out.println(a%b);
(2)字符进行运算,'A’对应的值是65,'a’是97
//字符参加运算
char c='A';
System.out.println(a+c);
(3)字符串的操作:加号起到连接的作用
//字符串+操作
System.out.println("hello"+"world");
System.out.println("hello"+666);
特殊情况:如果数字在前先做加法,再与后面的进行拼接
System.out.println("hello"+666+1);
System.out.println(666+1+"hello");
1.3.6.关系|逻辑运算符
1.逻辑与&,逻辑或|运算
int i=10;
int j=20;
int k=30;
System.out.println((i>j)&(i>k));
System.out.println((i>j)|(i<k));
2.逻辑与,逻辑或与短路与,短路或的区别:
(1)A&B,A|B:不管A是对是错,后面的B都会继续执行。
(2)A&&B:只要A错了,整体错,B就没必要执行了。
(3)A||B:只要A对,整体对,B也没必要执行了。
1.3.7三元运算符
格式:关系表达式1?表达式1:表达式2;
如果关系表达式1的值为True:执行表达式1,否则执行表达式2.
1.3.8数据输入
(1)Python中数据输入是input()函数,可将输入值赋值给其他变量:name=input("请输入姓名:")
(2)Java中数据输入
导包:
创建对象:接受数据
Scanner sc= new Scanner(System.in);
int i=sc.nextInt();
System.out.println(i);
1.3.9综合案例:
1.输入三个和尚的身高并求出最高
import java.util.Scanner;
public class demo02 {
public static void main(String[] args) {
Scanner sc=new Scanner(System.in);
//输入三个和尚的身高
System.out.println("请输入身高:");
int height1=sc.nextInt();
int height2=sc.nextInt();
int height3=sc.nextInt();
//利用三元运算符求最大身高
int tempheight=height1>height2?height1:height2;
int Maxheight=tempheight>height3?tempheight:height3;
System.out.println(Maxheight);
}
}
1.4控制语句
1.4.1if语句
Java中的if格式:
if(表达式){
语句体;
}
if(表达式){
语句体1;
}else{
语句体2;
}
if(表达式1){
语句体1;
}else if(表达式2){
语句体2;
}...
else{
语句体n+;
}
Python中的if格式:
if 表达式:
语句体
if condition1:
statment_block_1
elif condition2:
statment_block_2
else:
statment_block_3
"""
如果 "condition_1" 为 True 将执行 "statement_block_1" 块语句
如果 "condition_1" 为False,将判断 "condition_2"
如果"condition_2" 为 True 将执行 "statement_block_2" 块语句
如果 "condition_2" 为False,将执行"statement_block_3"块语句
"""
1.4.2switch语句
Java中的switch:
switch(表达式){
case 值1:语句体1;break;
case 值2:语句体2;break;
case 值3:语句体3;break;
default: 语句体4;[break]//此处的break可有可无,执行到default语句后会自动退出
}
Python中的match case:
match subject:
case <pattern_1>:
<action_1>
case <pattern_2>:
<action_2>
case <pattern_3>:
<action_3>
case _:
<action_wildcard>
1.4.3While语句
while循环更适合于循环次数不明确的情况下:
Java语法结构:
while(条件判断语句){
循环体语句;
条件控制语句;
}
python语法结构:
while 判断条件(condition):
执行语句(statements)……
#end关键字,在输出print()中,可以使输出元素在同一行,并用某符号隔开
a,b=0,1
while b<10:
print(b,end=" " )#用空格隔开
"""print(b, end=",") 用逗号隔开隔开"""
a,b=b,a+b
1.4.4for循环
Java语法结构:
for(初始化语句;条件判断语句;条件控制语句){
循环体语句;
}
Python语法结构:
for 临时变量 in 待处理数据集:#每循环一次将待处理数据集中数据赋值给临时变量
<statements>
sites = ["Baidu", "Google","Runoob","Taobao"]
for site in sites:
print(site)
1.5Random
获取随机数:
使用方法:导包,创建对象,使用
import java.util.Random;
Random random=new Random();
int number=random.nextInt(10);//从[0-10)随机选一个数
System.out.println(number);
1.6数组Array
- 定义
一次性存储同类型的大量数据
- 两种定义格式
(1)数据类型【】 变量名
int[] arr//定义了int类型的数组,数组名是arr
(2)数据类型 变量名【】
int arr[]//定义了int类型的变量,变量名是arr数组
- 动态数组初始化
(1)动态初始化:初始化时候只指定数组长度,由系统为数组分配初始值,一般是0,使用new可以为数组申请内存空间
int[] arr=new int[3]
//定义了一个int类型的数组,数组名是arr,
//通过new为其申请内存空间,数组内存储三个int性变量
(2)数组内容访问
数组名【索引】:索引值从0开始指向第一个元素
package Array;
public class array_creat {
public static void main(String[] args) {
int[] arr=new int[5];
System.out.println(arr);//输出数组的内存信息
System.out.println(arr[0]);//输出第一个元素
}
}
数组定义时的内存分配图:
取数组内数值时的内存图:
内存回收:栈内的数据使用完会立即被回收,堆不会立即回收
- 数组静态初始化
(1)在数组定义的时候就进行初始化,给定数组内部元素值
(2)格式1:
数据类型[]变量名=new 数据类型[]{元素1,元素2,.....}
int[] arr=new int[]{1,2,3}
(3)格式2:
数据类型[]变量名={元素1,元素2,.....}
int[] arr={1,2,3}
1.6.1数组的遍历
当数组内部元素非常多,并且需要逐个输出是,就会用到遍历,通过
数组名.length
获取数组长度,以便在循环中用来控制循环次数。
int[] arr={.......};
for(int i=0;i<arr.length;i++)
{
System.out.printlen(arr[i]);
}
1.7数组常出现的两个问题
- 索引越界:访问数组中不存在的索引对应的元素,造成索引越界问题 ArrayIndexOutOfBoundsException
- 空指针异常:访问的数组已经不指向堆内存数据,造成空指针异常NullPointerException
package Array;
public class array_exception {
public static void main(String[] args) {
/* 1. 索引越界:访问数组中不存在的索引对应的元素,造成索引越界问题
ArrayIndexOutOfBoundsException
2. 空指针异常:访问的数组已经不指向堆内存数据,造成空指针异常
NullPointerException
*/
int [] arr=new int[3];
//System.out.println(arr[4]);
arr=null;
System.out.println(arr[0]);
}
}
1.8方法
1.8.1方法定义与调用
- 方法的定义:
public static void func_name(数据类型 参数名,....){
//方法体
}
- 方法的调用:
//方法名();
func_name(参数);
- python中方法的定义格式:
def func_name():
#方法体
- 带有返回值的方法
package Function;
public class Func1 {
public static void main(String[] args) {
int max=Max_num(9,10);
System.out.println(max);
}
//定义一个方法判断两个数值的最大值,并返回最大值
public static int Max_num(int num1,int num2){
if (num1>num2){
return num1;
}else {
return num2;
}
}
}
1.8.2方法重载
- 概念:方法重载是指在同一个类中定义的方法,参数类型和个数不同,方法参数类型顺序不同,但方法名相同。
- 方法重载展示了同一个类中多个方法之间的关系。
//参数个数不同
add(int, int)
add(int, int, int)
参数类型不同
add(int, int)
add(int, float)
//参数顺序不同
add(int, float)
add(float, int)
- 方法重载的无效情况:不能通过返回值类型是否相同判断其是否为方法重载
int add(int, int)
float add(int, int)
1.9Debug调试
1.加断点并运行,程序从断点处开始执行:
2.调试:点击控制台的按钮(或F7)逐行执行
3.停止Debug
取消断点,可再次点击一次:
如果断点比较多可通过以下方式:
二,面向对象
2.0快捷键
- 快捷键生成get()和set()方法,或构造方法:Alt+Insert
- 创建的对象调用某方法,左边需要赋值给某变量,先写调用,然后左边通过Ctrl+Alt+V自动生成。
package API;
import java.util.Scanner;
public class String_Scanner {
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入一串数据!");
String line = scanner.nextLine();
System.out.println("输入的数据是:"+line);
}
}
- Alt+Enter:自动补全实例化对象。
2.1类的定义及命名规则
- 表示类名的标识符:每个单词首字母大写。
- 表示方法和变量的标识符:”驼峰原则“。
- 注:由于java不采用ASCLL字符集,而是Unicode字符集,因此这里字母含义不仅仅是英文,还包括汉字。(不建议用汉字)
定义学生类,Student类包含属性与方法
//学生类
public class Student {
//属性
String name;
int age;
//方法
public void study(){
System.out.println("学生");
}
}
如何创建一个标准类:
2.2实例化
- Java中对象实例化格式:
- Student类需要实例化才能使用,main函数中用new实例化,返回具体实例student
public class application {
public static void main(String[] args) {
//类是抽象的,需要实例化
//类实例化后返回自己的对象
Student student=new Student();
}
}
- 实例化出来的student可以具体给他的name和age赋值
public class application {
public static void main(String[] args) {
//类是抽象的,需要实例化
//类实例化后返回自己的对象
Student student=new Student();
//具体赋值
student.name="小红";
student.age=20;
System.out.println(student.age);
}
}
- python中类的实例化格式:不需要特意使用new关键字
class Student:
name=None
gender=None
nationality=None#国籍
native_place=None#籍贯
age=None
#创建对象
student1=Student()
student1.name='张飞
2.3类的构造
- 构造器和类名相同
- 构造器的调用规则,及super,this关键字详解
原本构造方法是默认存在,且不显示的,如果给出了一个有参构造,那么无参构造必须显示给出,因为在实例化对象时,不想给有参构造传参数,无参构造没有显示给出的话会报错。
(1)以下是显示定义有参构造
测试类中实例化对象出错:
解决办法是给类添加参数:
(2)如果在实例化对象时,就是想使用无参构造,那么在定义类中必须显示给出无参构造函数,因为当定义了有参构造后,原本默认隐藏的无参构造就不起作用了。
package Test_Demo;
//学生类
public class Student {
String name;
int age;
//一个类即使什么都不写,也会存在一个方法
//无参构造(显示构造器)
public Student() {
}
}//快捷键alt+insert选择constructor进行有参或无参构造
总结:
2.4封装
封装是指将类的某些信息隐藏在类的内部,不允许外部程序直接访问,而是通过该类提供的方法实现对隐藏信息的操作和访问成员变量private,提供对应的getXxx()/setXxx()方法。
2.4.1私有属性:Private
在项目实战中,为了数据的安全性考虑,我们一般都会隐藏代码实现细节,用private来修饰属性,使用private修饰其他类无法访问本类私有化的属性,一般来讲,get是取来值的方法,set是设置值的方法,因为get在英文中有取,拿的意思,而set有设置的意思,所以用源get,set能很形象的明白方法的目的,比如对于一个name属性,getName就是取出这个name的名称,而setName就是设置name的名称定义两个方法:分别是get()和set()方法,当外界需要使用私有成员变量时可以通过调用者两个方法:
(1) 将Student类中的age改成私有之后,测试类中无法调用。
2.4.2使用set()和get()方法
package test;
public class Person01 {
//用private来修饰属性
private String name;
private int age;
//给属性添加get、set方法
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
}
测试类:
package test;
public class Person02 {
public static void main(String[] args) {
//创建Person01对象
Person01 p1 = new Person01();
//现在我想给Person01的对象属性附上值
p1.name = "张三"; //不能这样赋值 如果给Person01里name的private修饰符去掉就可以这样赋值
//通过set方法赋值
p1.setName("张三");
//是不是每一个set只能赋一个值 如果把Person01类的setAge()方法删掉,那这个就会报错
p1.setAge(18);
//这样拿不到值,会报错
// System.out.println("姓名:"+p1.name+"\n年龄:"+p1.age);
//得通过get方法才能拿到
System.out.println("姓名:"+p1.getName()+"\n年龄:"+p1.getAge());
}
}
结果:
姓名:张三
年龄:18
(3)当定义的私有成员比较多时,不方便一个个手敲,快捷键使用alt+insert:
(4)例如私有成员变量age,可以在set()方法中设置判断语句,防止修改的年龄不符合正常数字,如负数:
public void setAge(int age) {
//this.age = age;
if (age<0||age>120){
System.out.println("输入年龄有误");
}else {
this.age=age;
}
}
2.5字符串
2.5.1API
Java API:指的是JDK中提供的各种功能的Java类,这些类将底层的实现封装了起来,我们不需要关心这些类如何实现,只需要学习这些类的使用即可,我们可以通过帮助文档来学习这些API.
举例:Scanner类的使用:
部分方法:
2.5.2Sting
- String类是java.lang 包内的类,java.lang 包内的类不需要手动导入,可直接实例化对象后使用。
- String类代表字符串。 Java程序中的所有字符串文字(例如"abc" )都被实现为此类的实例。 字符串不变; 它们的值在创建后不能被更改。
- 常用构造方法:
将以直接使用直接赋值的方式:String s="abcd"
- Sting对象的特点:通过new关键字创建的对象,每一次new都会申请一个内存空间,虽然内容相同,但是地址值不同。
- JVM会首先创建一个字符数组,然后每一次new的时候都会有一个新的地址,只不过是s1与s2参考的字符串内容相同。
char[] chs={'a','b','c'};
String s1=new String(chs);
String s2=new String(chs);
- 以“”方式创建的字符串,只要字符序列相同(顺序和大小写),无论程序中出现几次,JVM只会创建一个String对象,并在字符串池中维护。
//方法二:
String s3="abc";
String s4="abc";
2.5.3字符串的比较equal()
- 使用==来比较的:基本类型:比较的是数据值;引用类型:比较的是地址值
- 字符串是对象,他比较内容是否相同,是同过方法来实现:equal()
将此字符串与指定对象进行比较。 其结果是true当且仅当该参数不是null并且是String对象,表示相同的字符序列作为该对象。
package API;
public class String1 {
public static void main(String[] args) {
//方法一:构造方法的方式得到对象
char[] chs={'a','b','c'};
String s1=new String(chs);
String s2=new String(chs);
//方法二:直接赋值的方法得到对象
String s3="abc";
String s4="abc";
//比较字符串对象地址是否相等
System.out.println(s1==s2);
System.out.println(s1==s3);
System.out.println(s3==s4);
System.out.println("-------------");
//比较字符串的内容是否相等
System.out.println(s1.equals(s2));
System.out.println(s1.equals(s3));
System.out.println(s3.equals(s4));
}
}
2.5.4字符串的遍历
- 用到的方法:输入字符串方法
nextline();
- 获取单个字符方法:
字符串名.charAt(i)//i从0开始遍历
,返回char指定索引处的值。 指数范围为0至length() - 1 。 该序列的第一个char值在索引0 ,下一个索引为1 ,依此类推,与数组索引一样。 - 获取字符串长度:
字符串名.length()
package API;
import java.util.Scanner;
public class Sting遍历 {
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入字符串:");
//CTRL+alter+v自动补全
String line = scanner.nextLine();
for (int i=0;i<line.length();i++){
System.out.println(line.charAt(i));//逐个输出字符
}
}
}
2.5.5StingBuilder
- StringBuilder是一个可变的字符串类,我们可以将其看成一个容器,这里可变指的是String Builder对象中内容可变。
- 与String的区别:String定义的字符串内容不可变,对字符串进行操作(如拼接)都会创建一个新的对象,既耗时又浪费空间。 StringBuilder定义的字符串内容可变。
- 而这种操作还不可避免,因此通过Java提供的StringBuilder类可以解决这个问题。
- 两个常用构造方法:
package API;
public class String_builder {
public static void main(String[] args) {
StringBuilder s1 = new StringBuilder();//构造一个没有字符的字符串构建器,初始容量为16个字符。
System.out.println("s1内容:"+s1);
System.out.println(s1.length());
StringBuilder s2 = new StringBuilder("hello");//构造一个初始化为指定字符串内容的字符串构建器。
System.out.println("s2内容:"+s2);
System.out.println(s2.length());
}
}
5. StringBuilder的常用方法:添加append与反转reverse
需要注意的是:append()方法添加完数据后返回的不是新对象仍然是原来的对象。
StringBuilder s1 = new StringBuilder();//构造一个没有字符的字符串构建器,初始容量为16个字符。
System.out.println(s1.length());
s1.append(123456);
System.out.println("s1内容:"+s1);
s1.reverse();
System.out.println("s1反转后的内容:"+s1);
//链式编程
s2.append("world").append(123).append("你好");
System.out.println(s2);
2.5.6String 与String Builder之间相互转换
- 有时需要创建的String对象,但又想使用StringBuilder中的append()和builder()方法,只有将String类型转换为StringBuilder 类型,使用完之后再准换回来。
- 转换方法:
package API;
public class toString {
public static void main(String[] args) {
//1.创建StringBuider对象
StringBuilder sb1 = new StringBuilder();
sb1.append("hello world!");
//转换为String类型
String sb2=sb1.toString();
System.out.println(sb2);
//2.String类型转StringBuilder,要通过构造方法来实现
String sb3="你好";
StringBuilder sb4= new StringBuilder(sb3);
System.out.println(sb3);
}
}
2.6接口
- 接口1的定义
- 由于接口不是类,所以其中定义的方法无法直接实现(且接口中无构造方法)
- 接口用来定义不同的方法,让不同的人实现(分工)
- 接口中的方法默认是public abstract类型
- implement可以实现多个接口
package Demo6;
public interface UserService {
//接口中的所有定义都是抽象的 public abstract
void run(String anme);//定义方法可以不用写public abstract,默认就是
void Delete(String name);
}
//定义完接口后可通过类来实现
- 接口2的定义
package Demo6;
public interface TimeService {
void time();
}
- 两个接口的继承(java是单继承,但接口中可以实现多继承),重写里面的方法即可
package Demo6;
//快捷键alt+insert选中implment
//实现接口的类必须重写接口中的方法
//接口可以多继承
public class UserServiceImp implements UserService,TimeService{
@Override
public void run(String anme) {
}
@Override
public void Delete(String name) {
}
@Override
public void time() {
}
}
2.6Java中内部类
- 内部类定义
package Demo14;
public class Outer {
private int id=10;
public void out(){
System.out.println("这是外部类方法");
}
//内部类
public class Inner{
public void in(){
System.out.println("这是内部类方法");
}
//内部类方法可以调用外部类中私有属性
public void getID(){
System.out.println(id);
}
}
}
- 测试类Application
package Demo14;
public class Application {
public static void main(String[] args) {
Outer outer = new Outer();
//通过外部类对象实例化内部类
Outer.Inner inner = outer.new Inner();
}
}
- 一个java文件中只能有一个public类,但是可以有多个class类,所以一些测试类可以写在class A{}中,不用再 建立一个新的java文件。
package Demo14;
public class Outer {
private int id=10;
public void out(){
System.out.println("这是外部类方法");
}
}
class A{
}
class B{
}
- 方法中也可以写类:局部内部类,类似于方法中定义的变量叫做局部变量
package Demo14;
public class Outer {
//局部内部类
public void out(){
class A{
}
}
}
- 匿名内部类:不将类的实例保存的变量中,正常实例化及调用类中属性
- A a=new A();a.name;
package Demo14;
public class Application {
public static void main(String[] args) {
new Apple().eat();
}
}
class Apple{
public void eat(){
System.out.println("1");
}
}
2.7 java中异常机制
- 异常处理