java-1-语言特点-注释-标识符-进制

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Java语言的特点

面向对象性：
两个要素：类、对象
三个特征：封装、继承、多态
健壮性：① 去除了C语言中的指针 ②自动的垃圾回收机制 —>仍然会出现内存溢出、内存泄漏
跨平台型：write once,run anywhere:一次编译，到处运行
功劳归功于：JVM

Java两种核心机制

Java虚拟机 (Java Virtal Machine)

- JVM是一个虚拟的计算机，具有指令集并使用不同的存储区域。负责执行指令，管理数据、内存、寄存器。
- 对于不同的平台，有不同的虚拟机。
- 只有某平台提供了对应的java虚拟机， java程序才可在此平台运行
- 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 (Garbage Collection)

不再使用的内存空间应回收—— 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：它提供一种系统级线程跟踪存储空间的分配情况。并在JVM空闲时，检查并释放那些可被释放的存储空间。
- 垃圾回收在Java程序运行过程中自动进行，程序员无法精确控制和干预。
- Java程序还会出现内存泄漏和内存溢出问题吗？ Yes!

JDK(Java Development Kit Java开发工具包)

• JDK是提供给Java开发人员使用的，其中包含了java的开发工具，也包括了 JRE。所以安装了JDK，就不用在单独安装JRE了。

• 其中的开发工具：编译工具(javac.exe) 打包工具(jar.exe)等

JRE(Java Runtime Environment Java运行环境)

• 包括Java虚拟机(JVM Java Virtual Machine)和Java程序所需的核心类库等， 如果想要运行一个开发好的Java程序，计算机中只需要安装JRE即可。

JDK = JRE + 开发工具集（例如Javac编译工具等）
JRE = JVM + Java SE标准类库

java 程序编译运行过程

class HelloChina{
	public static void main(String[] args){
		System.out.println("Hello,World!");
	}
}

总结一个程序运行过程

java程序编写-编译-运行的过程

- 编写：我们将编写的java代码保存在以".java"结尾的源文件中
- 编译：使用javac.exe命令编译我们的java源文件。格式：javac 源文件名.java
- 运行：使用java.exe命令解释运行我们的字节码文件。 格式：java 类名

==在一个java源文件中可以声明多个class。但是，只能最多有一个类声明为public的。而且要求声明为public的类的类名必须与源文件名相同==

程序的入口是main()方法。格式是固定的。

- 输出语句：
  - System.out.println():先输出数据，然后换行
  - System.out.print():只输出数据
- 每一行执行语句都以";"结束。
- 编译的过程：编译以后，会生成一个或多个字节码文件。字节码文件的文件名与java源文件中的类名相同。

注释:Comment

分类：

单行注释：//
多行注释：/*    */
文档注释：/**    */

作用：

1、对所写的程序进行解释说明，增强可读性。方便自己，方便别人
2、调试所写的代码

特点：

①单行注释和多行注释，注释了的内容不参与编译。  换句话说，编译以后生成的.class结尾的字节码文件中不包含注释掉的信息
② 注释内容可以被JDK提供的工具 javadoc 所解析，生成一套以网页文件形式体现的该程序的说明文档。
③ 多行注释不可以嵌套使用

Java API 文档：

API:application programming interface。习惯上：将语言提供的类库，都称为api.
API文档：针对于提供的类库如何使用，给的一个说明书。类似于《新华字典》

java关键字的使用

定义：被Java语言赋予了特殊含义，用做专门用途的字符串（单词）
特点：关键字中所字母都为小写

官方地址： https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/nutsandbolts/_keywords.html

具体哪些关键字：

用于定义数据类型的关键字
class	interface	enum	byte	short
int	long	float	double	char
boolean	void
用于定义流程控制的关键字
if	else	switch	case	default
while	do	for	break	continue
return
用于定义访问权限修饰符的关键字
private	protected	public

用于定义类，函数，变量修饰符的关键字	abstract	final	static	synchronized
用于定义类与类之间关系的关键字	extends	implements
用于定义建立实例及引用实例，判断实例的关键字	new	this	super	instanceof
用于异常处理的关键字	catch	finally	throw	throws	try
用于包的关键字	package	import
其他修饰符关键字	strictfp	transient	volatile	assert	native
* 用于定义数据类型值的字面值	true	false	null

保留字(reserved word)

Java保留字：现有Java版本尚未使用， 但以后版本可能会作为关键字使用。自己命名标识符时要避免使用这些保留字:
goto , const

标识符(Identifier)

• Java 对各种变量、 方法和类等要素命名时使用的字符序列称为标识符
• 技巧：凡是自己可以起名字的地方都叫标识符。

定义合法标识符规则：

1. 由26个英文字母大小写， 0-9 ， _或 $ 组成
2. 数字不可以开头。
3. 不可以使用关键字和保留字，但能包含关键字和保留字。
4. Java中严格区分大小写，长度无限制。
5. 标识符不能包含空格。

Java中的名称命名规范

1. 包名：多单词组成时所有字母都小写： xxxyyyzzz

2. 类名、接口名：多单词组成时，所有单词的首字母大写： XxxYyyZzz

3. 变量名、方法名：多单词组成时，第一个单词首字母小写，第二个单词开始每个单词首字母大写： xxxYyyZzz

4. 常量名：所有字母都大写。多单词时每个单词用下划线连接： XXX_YYY_ZZZ

   ==注意1：在起名字时，为了提高阅读性，要尽量有意义，“见名知意”。==

   ==注意2： java采用unicode字符集，因此标识符也可以使用汉字声明，但是不建议使用。==

变 量

变量的概念：

1. 内存中的一个存储区域
2. 该区域的数据可以在同一类型范围内不断变化
3. 变量是程序中最基本的存储单元。包含变量类型、变量名和存储的值

变量的作用：

• 用于在内存中保存数据

使用变量注意：

1. Java中每个变量必须先声明，后使用
2. 使用变量名来访问这块区域的数据
3. 变量的作用域：其定义所在的一对{ }内
4. 变量只有在其作用域内才有效
5. 同一个作用域内，不能定义重名的变量 

声明变量

语法： <数据类型> <变量名称>
例如： int var;
变量的赋值
语法： <变量名称> = <值>
例如： var = 10;
声明和赋值变量
语法： <数据类型> <变量名> = <初始化值>
例如： int var = 10;

变量的分类-按数据类型

对于每一种数据都定义了明确的具体数据类型（强类型语言），在内存中分配了不同大小的内存空间。

-数据类型
基本数据类型(primitive type)
		-数值型
				-整数类型(byte,short,int,long)
				-浮点类型(float,double)
		-字符型(char)
		-布尔型(boolean)
引用数据类型(reference type)
		-类(class)
		-接口(interface)
		-数组([ ]) 

补充：变量的分类-按声明的位置的不同

• 在方法体外，类体内声明的变量称为成员变量。
• 在方法体内部声明的变量称为。

成员变量
    -实例变量（不以static修饰）
    -类变量（以static修饰）局部变量
局部变量
    -形参（方法、构造器中定义的变量）
    -方法局部变量（在方法内定义）
    -代码块局部变量（在代码块内定义）

注意：二者在初始化值方面的异同:
同： 都有生命周期 ,异： 局部变量除形参外，需显式初始化。

整数类型：byte、short、 int、 long

Java各整数类型有固定的表数范围和字段长度，不受具体OS的影响，以保证java程序的可移植性。

• java的整型常量默认为 int 型，声明long型常量须后加‘l’或‘L’

• java程序中变量通常声明为int型，除非不足以表示较大的数，才使用long

类 型	占用存储空间	表数范围
byte	1字节=8bit位	-128 ~ 127
short	2字节	-2^15^ ~2^15^-1
int	4字节	-2^31^ ~ 2^31^-1 (约21亿)
long	8字节	-2^63^ ~ 2^63^-1

500MB 1MB = 1024KB 1KB= 1024B B= byte ? bit?

bit: 计算机中的最小存储单位。

byte:计算机中基本存储单元。

浮点类型： float、 double

与整数类型类似， Java 浮点类型也有固定的表数范围和字段长度，不受具体操作系统的影响。

浮点型常量有两种表示形式：

• 十进制数形式：如： 5.12 512.0f .512 (必须有小数点）
• 科学计数法形式:如： 5.12e2 512E2 100E-2
• float:单精度，尾数可以精确到7位有效数字。很多情况下，精度很难满足需求。
  double:双精度，精度是float的两倍。通常采用此类型。
• Java 的浮点型常量默认为double型， 声明float型常量，须后加‘f’或‘F’。

类 型	占用存储空间	表数范围
单精度float	4字节	-3.403E38 ~ 3.403E38
双精度double	8字节	-1.798E308 ~ 1.798E308

字符类型： char

• char 型数据用来表示通常意义上“字符”(2字节)
• Java中的所有字符都使用Unicode编码，故一个字符可以存储一个字母，一个汉字，或其他书面语的一个字符。
• 字符型变量的三种表现形式：
  • 字符常量是用单引号(‘ ’)括起来的单个字符。 例如： char c1 = ‘a’; char c2= ‘中’; char c3 = ‘9’;
  • Java中还允许使用转义字符‘\’来将其后的字符转变为特殊字符型常量。
    例如： char c3 = ‘\n’; // ‘\n’表示换行符
  • 直接使用 Unicode 值来表示字符型常量：‘\uXXXX’。其中， XXXX代表
    一个十六进制整数。如： \u000a 表示 \n。
• char类型是可以进行运算的。因为它都对应有Unicode码

布尔类型： boolean

• boolean 类型用来判断逻辑条件，一般用于程序流程控制：
  • if条件控制语句；
  • while循环控制语句；
  • do-while循环控制语句；
  • for循环控制语句；
• boolean类型数据只允许取值true和false，无null。
  • 不可以使用0或非 0 的整数替代false和true，这点和C语言不同。
  • Java虚拟机中没有任何供boolean值专用的字节码指令， Java语言表达所操作的boolean值，在编译之后都使用java虚拟机中的int数据类型来代替： true用1表示， false用0表示。 ———《java虚拟机规范 8版》

字符串类型： String

• String不是基本数据类型，属于引用数据类型

• 使用方式与基本数据类型一致。例如： String str = “abcd”;

• 一个字符串可以串接另一个字符串，也可以直接串接其他类型的数据。例如：
  str = str + “xyz” ;
  int n = 100;
  str = str + n;

public class StringTest {
public static void main(String[] args) {
int no = 10;
String str = "abcdef";
String str1 = str + “xyz” + no;

str1 = str1 + "123";
char c = '国';

double pi = 3.1416;
str1 = str1 + pi;
boolean b = false;
str1 = str1 + b;
str1 = str1 + c;

System.out.println("str1 = " + str1);
 }
}

基本数据类型转换

• 自动类型转换：容量小的类型自动转换为容量大的数据类型。数据类型按容
  量大小排序为：

  

• 有多种类型的数据混合运算时，系统首先自动将所有数据转换成容量最大的那种数据类型，然后再进行计算。

• byte,short,char之间不会相互转换，他们三者在计算时首先转换为int类型。

• boolean类型不能与其它数据类型运算。

• 当把任何基本数据类型的值和字符串(String)进行连接运算时(+)， 基本数据类型的值将自动转化为字符串(String)类型。

强制类型转换

• 自动类型转换的逆过程， 将容量大的数据类型转换为容量小的数据类型。 使用时要加上强制转换符： ()， 但可能造成精度降低或溢出,格外要注意。
• 通常， 字符串不能直接转换为基本类型， 但通过基本类型对应的包装类则可以实现把字符串转换成基本类型。
  • 如： String a = “43”; int i = Integer.parseInt(a);
  • ==boolean类型不可以转换为其它的数据类型。==
• 判断是否能通过编译

1） short s = 5;
	s = s-2; //判断： no
2） byte b = 3;
    b = b + 4; //判断： no
    b = (byte)(b+4); //判断： yes
3） char c = ‘a’;
    int i = 5;
    float d = .314F;
	double result = c+i+d; //判断： yes
4） byte b = 5;
    short s = 3;
    short t = s + b; //判断： no

ASCII 码

• 在计算机内部， 所有数据都使用二进制表示。 每一个二进制位（bit） 有 0 和 1 两种状态，因此 8 个二进制位就可以组合出 256 种状态， 这被称为一个字节（byte）。 一个字节一共可以用来表示 256 种不同的状态， 每一个状态对应一个符号， 就是 256 个符号， 从0000000 到 11111111。

• ASCII码： 上个世纪60年代， 美国制定了一套字符编码， 对英语字符与二进制位之间的关系， 做了统一规定。 这被称为ASCII码。 ASCII码一共规定了128个字符的编码， 比如空格“SPACE”是32（二进制00100000）， 大写的字母A是65（二进制01000001）。 这128个符号（包括32个不能打印出来的控制符号）， 只占用了一个字节的后面7位， 最前面的1位统一规定为0。

• 缺点：

  • 不能表示所有字符。
  • 相同的编码表示的字符不一样： 比如， 130在法语编码中代表了é， 在希伯来语编码中却代表了字母Gimel (\lammda)

Unicode 编码

• 乱码：世界上存在着多种编码方式，同一个二进制数字可以被解释成不同的符号。因此，要想打开一个文本文件，就必须知道它的编码方式，否则用错误的编码方式解读，就会出现乱码。

• Unicode： 一种编码，将世界上所有的符号都纳入其中。每一个符号都给予一个独一无二的编码，使用 Unicode 没有乱码的问题。

• Unicode 的缺点： Unicode 只规定了符号的二进制代码，却没有规定这个二进制代码应该如何存储：无法区别 Unicode 和 ASCII：计算机无法区分三个字节表示一个符号还是分别表示三个符号。另外， 我们知道，英文字母只用一个字节表示就够了，如果unicode统一规定，每个符号用三个或四个字节表示，那么每个英文字母前都必然有二到三个字节是0，这对于存储空间来说是极大的浪费

UTF-8

• UTF-8 是在互联网上使用最广的一种 Unicode 的实现方式。
• UTF-8 是一种变长的编码方式。它可以使用 1-6 个字节表示一个符号，根据不同的符号而变化字节长度。
• UTF-8的编码规则：
  • 对于单字节的UTF-8编码，该字节的最高位为0，其余7位用来对字符进行编码（等同于ASCII码）。
  • 对于多字节的UTF-8编码，如果编码包含 n 个字节，那么第一个字节的前 n 位为1，第一个字节的第 n+1 位为0，该字节的剩余各位用来对字符进行编码。在第一个字节之后的所有的字节，都是最高两位为”10”，其余6位用来对字符进行编码

进制

二进制，八进制，十六进制

• 所有数字在计算机底层都以二进制形式存在。

• 对于整数，有四种表示方式：

  • 二进制(binary)： 0,1 ，满2进1.以0b或0B开头。
  • 十进制(decimal)： 0-9 ，满10进1。
  • 八进制(octal)： 0-7 ，满8进1. 以数字0开头表示。
  • 十六进制(hex)： 0-9及A-F，满16进1. 以0x或0X开头表示。此处的A-F不区分大小写。

    如： 0x21AF +1= 0X21B0 
    

十进制	十六进制	八进制	二进制
0	0	0	0
1	1	1	1
2	2	2	10
3	3	3	11
4	4	4	100
5	5	5	101
6	6	6	110
7	7	7	111
8	8	10	1000
9	9	11	1001
10	A	12	1010
11	B	13	1011
12	C	14	1100
13	D	15	1101
14	E	16	1110
15	F	17	1111
16	10	20	10000
17	11	21	10001

原码，反码，补码

• Java整数常量默认是int类型，当用二进制定义整数时，其第32位是符号位；当是long类型时，二进制默认占64位，第64位是符号位
• 二进制的整数有如下三种形式：
  • 原码：直接将一个数值换成二进制数。最高位是符号位
  • 负数的反码：是对原码按位取反，只是最高位（符号位）确定为1。
  • 负数的补码：其反码加1。
• 计算机以二进制补码的形式保存所有的整数。
  • 正数的原码、反码、补码都相同
  • 负数的补码是其反码+1
  • 计算机底层都是使用的数值的==补码==保存数据的

为什么要使用原码、反码、补码表示形式呢？

计算机辨别“符号位”显然会让计算机的基础电路设计变得十分复杂! 于是人们想出了将符号位也参与运算的方法. 我们知道, 根据运算法则减去一个正数等于加上一个负数, 即: 1-1 = 1 + (-1) = 0 , 所以机器可以只有加法而没有减法, 这样计算机运算的设计就更简单了。

1-1=1+（-1）=[0000 0001](原)+[1000 0001](原)=[0000 0001](补)+[1111 1111](补)=[0000 0000](补)=[0000 0000](原)

进制的基本转换

• 十进制 二进制互转
  • 二进制转成十进制 乘以2的幂数
  • 十进制转成二进制 除以2取余数
• 二进制 八进制互转
• 二进制 十六进制互转
• 十进制 八进制互转
• 十进制 十六进制互转

参考：

尚硅谷_Java零基础教程-java入门必备-适合初学者的全套完整版教程(宋红康主讲)