Java学习之JavaSE-Java语言基础

第一章：初识计算机和Java语言

一、计算机的体系结构

（一）计算机的基本概念

计算机(Computer)俗称电脑，是现代一种用于高级计算，使用非常广泛的设备，主要由计算机硬件和计算机软件两个部分组成。
计算机硬件是客观存在的各种计算机相关设备（看得见摸得到），而计算机的软件是用于控制各种硬件设备完成各种功能（看得见摸不到）。

（二）常见的主要硬件

1）中央处理器（CPU）

• 是计算机中最核心的部件，类似于人的大脑。
• 是一台计算机运算核心和控制核心，所有运算都由CPU完成。
• 其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。

2）内存

• 是计算机中的存储部件，内存(Memory)也被称为内存储器。
• 用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。
• CPU可以直接访问内存的数据，而且效率比较高。（优点）
• 容量小不能实现永久存储，一旦断电会造成数据的丢失。（缺点）
• 时刻记住ctrl+s快捷键进行保存。

3）硬盘

• 是计算机中的存储部件。
• 主要用于永久存放数据内容，容量大且断电不丢失。（优点）
• CPU不能直接访问硬盘中数据，若希望访问则需要先加载到内存中。（缺点）

4）输入输出设备

• 其中键盘叫做标准输入设备，显示器叫做标准输出设备。

5）主板、机箱和电源等辅助设备

（三）常见的主要软件

• 计算机软件(Computer Software)可分为系统软件和应用软件，系统软件就是操作系统，是其他软件的基础。
• 主流的操作系统有：Windows/Unix/Linux/IOS/Android。

计算机的体系结构图

（四）Java开发的常用工具

• 集成开发环境（IDE，Integrated Development Environment ）：Jbuilder、NetBeans、Eclipse、MyEclipse、IDEA、…

（五）编写Java程序的流程

拓展：
若编写的Java代码中创建了包，如package com.company.test;
需要使用javac -d . xxx.java进行编译，生成包的文件夹以及xxx.class的字节码文件；
最后使用java 包名.xxx（如：java com.company.test.xxx）进行解释执行，打印最终结果。

打开dos窗口（命令窗口）的方式：
1.Win+R，输入cmd，回车
2…在程序所在路径下，Shift+右键，点击在此处打开命令窗口（win10的是在此处打开Powershell窗口），命令窗口中显示地址直接为程序所在路径
3.在程序所在路径的路径栏上直接输入cmd，回车即可打开命令窗口，命令窗口中显示地址直接为程序所在路径

常用dos命令

二、数据类型

（一）数据类型的分类

在Java语言中数据类型主要分为两大类：

• 基本数据类型（熟记）
  byte、short、int、long、float、double、boolean、char
• 引用数据类型（了解）
  数组、类、接口、枚举、标注

注意：String不是基本数据类型，是引用数据类型

（二）常用的进制

• 在日常生活中采用十进制进行数据的描述，逢十进一，十进制权重是： 10⁰、10¹、10²、…
• 在计算机的底层采用0和1组成的二进制序列进行数据的描述，逢二进一，二进制的权重是2⁰、2¹、2²、…
• 二进制中的最高位（最左边）用于代表符 位，若该位是0则表示非负数，若该位是1则表示负数。
• 八进制和十六进制其实都是二进制的简写。

（三）进制之间的转换

1）正十进制转换为二进制的方式

• 除2取余法，使用十进制整数不断地除以2取出余数，直到商为0时将余数逆序排序。

• 4）负二进制转换为十进制的方式

  • 先减1再按位取反，合并为十进制整数后添加负

  （九）基本数据类型之间的转换

  • Java语言中基本数据类型之间的转换方式：自动类型转换和强制类型转换，又称隐式转换和显式转换。
  • 其中自动类型转换主要指从小类型到大类型之间的转换。
  • 其中强制类型转换主要指从大类型到小类型之间的转换，语法格式如下：
    目标类型 变量名 = (目标类型)原类型 变量名;
  • 强转有风险，操作需谨慎！

  3）逻辑运算符的短路特性

  • 对于逻辑与运算符来说，若第一个表达式为假则结果为假，此时跳过第二个表达式；
  • 对于逻辑或运算符来说，若第一个表达式为真则结果为真，此时跳过第二个表达式；

  4）逻辑运算符作用

  主要用于连接多个关系运算符作为最终运算的表达式，用于实现多条件的连接。

  （五）条件/三目运算符

  • 格式：条件表达式表达式1: 表达式2
  • 判断条件表达式是否成立，若成立则执行表达式1，否则执行表达式2 。

  （六）赋值运算符

  • = 表示赋值运算符，用于将=右边的数据赋值给=左边的变量，覆盖变量原来的数值。
  • 赋值表达式本身也有值，其本身之值即为所赋之值。
  • +=、-=、*=、/=、…

  拓展：

  • byte b = 1;
    b = b + 2; // 错误：不兼容的类型：从int转换为byte可能会有损失 =>byte + int 相加结果还是int类型
    b = b + (byte)2; // 错误：不兼容的类型：从int转换为byte可能会有损失 =>byte + byte 相加结果还是int类型，原因是编译器的优化，当byte + byte时，编译器自动将byte类型优化为int类型，再进行加法运算。
  • 编译器自动优化为int的原因是，byte的取值范围太小，两个byte相加很容易超过byte的取值范围，从而造成高位溢出，数据的丢失。
  • b = (byte)(b + 2); // 强制类型转换，将int类型转换为byte类型
    b += 2; // 不会 错，所以此表达式真正等价于b = (byte)(b + 2); 这也是与b = b + 2;表达式的区别所在

  （七）移位运算符

  • >> 右移运算符，用于将数据的二进制位向右移动，左边使用符 位补充
  • >>> 表示逻辑右移运算符，用于将数据的二进制位向右移动，左边使用0补充。

  （九）运算符的优先级

  • ()的优先级极高。
  • =的优先级极低。
  • 若无法确认优先级，则使用()来确保即可。
  运算符的优先级列表
  
  总结：
  • 从操作数个数来看，单目运算符的优先级高于双目运算符的优先级。
  • 按照运算符的作用来看，（）这种级别最高，之后依次是算数运算符，位运算符，关系运算符，逻辑运算符，赋值运算符。

  第四章：流程控制语句

  一、分支结构（重点）

  （一）分支结构的概念

  • 当需要进行条件判断并做出选择时，使用分支结构。

  （二）if分支结构

  • 判断条件表达式是否成立
    => 若成立，则执行语句块；
    => 若不成立，则跳过语句块；

  （三）if else分支结构

  • 判断条件表达式是否成立
    => 若成立，则执行语句块1；
    => 若不成立，则执行语句块2；

  （四）if else if else分支结构

  • 判断条件表达式1是否成立
    => 若成立，则执行语句块1；
    => 若不成立，则判断条件表达式2是否成立
    => 若成立，则执行语句块2；
    => 若不成立，则执行语句块n；
  • if和else if都需要判断表达式的真假，else不需要，else if和else都必须配合if一起使用，不能单独使用

  （五）switch case分支结构

  • 计算变量/表达式的数值=> 判断是否匹配字面值1
    => 若匹配，则执行语句块1 => 执行break跳出当前结构
    => 若不匹配，则判断是否匹配字面值2
    => 若匹配，则执行语句块2 => 执行break跳出当前结构
    => 若不匹配，则执行语句块n
  • switch()中支持的数据类型有：byte、short、char以及int类型，从jdk1.5开始支持枚举类型，从jdk1.7开始支持String类型。
  • switch() case 中，若default位于最后，则加不加break都可以，最终都会结束分支；若default不位于最后，位于其他位置，若不加break，同样会穿透到下面，不会结束分支

  二、循环结构（重点）

  （一）循环结构的概念

  • 在Java程序中若希望重复执行一段代码时，就需要使用循环结构。
  • 任何复杂的程序逻辑都可以通过顺序、分支、循环三种程序结构实现。

  （二）for循环

  • 执行初始化表达式=> 判断条件表达式是否成立
    => 成立则执行循环体=> 修改初始值表达式=> 判断条件是否成立
    => 若不成立，则循环结束

  （三）双重for循环的格式

  • 执行表达式1 => 判断表达式2是否成立
    => 若成立，则执行表达式4 => 判断表达式5是否成立
    => 若成立，则执行循环体=> 执行表达式6 => 表达式5是否成立
    => 若不成立，则内层循环结束=> 表达式3 => 表达式2是否成立
    => 若不成立，则外层循环结束
  • 双重for循环的特点
    1、外层循环用于控制打印的行数，内层循环用于控制打印的列数，外层循环改一下，内层循环从头到尾跑一圈。
    2、在以后的开发中若需要打印多行多列时，需要使用双重循环。
    3、多重循环不宜嵌套太多层，否则效率很低。一般到三重循环即可，最常见的就是双重循环。

  （四）while循环

  • 判断条件表达式是否成立
    => 若成立，则执行循环体=> 判断条件表达式是否成立
    => 若不成立，则循环结束

  （五）while循环和for循环比较

  • while循环和for循环完全可以互换，当然推荐使用for循环。
  • while循环更适合于明确循环条件但不明确循环次数的场合中。
  • for循环更适合于明确循环次数或范围的场合中。
  • while(true) 等价于for( ; ; ) 都表示无限循环。

  （六）do while循环

  • 执行循环体=> 判断条件表达式是否成立
    => 若成立，则执行循环体=> 判断条件表达式是否成立
    => 若不成立，则循环结束
  • do-while循环主要用于至少执行一次循环体的场合中。

  （七）continue关键字

  • continue语句用在循环体中，用于结束本次循环而开始下一次循环。

  （八）break关键字

  • break用于退出当前语句块，break用在循环体中用于退出循环。
  • for( ; ; ) -这种没有循环条件的循环叫做无限循环，俗称“死循环”。
  • 在嵌套的循环结构中，break用于退出所在循环体，如果要退出外层循环体，需要使用标 的方式。

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