Java基础知识

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Java 基础语法

一个 Java 程序可以认为是一系列对象的集合，而这些对象通过调用彼此的方法来协同工作。下面简要介绍下类、对象、方法和实例变量的概念。

  • 对象：对象是类的一个实例，有状态和行为。例如，一条狗是一个对象，它的状态有：颜色、名字、品种；行为有：摇尾巴、叫、吃等。
  • 类：类是一个模板，它描述一类对象的行为和状态。
  • 方法：方法就是行为，一个类可以有很多方法。逻辑运算、数据修改以及所有动作都是在方法中完成的。
  • 实例变量：每个对象都有独特的实例变量，对象的状态由这些实例变量的值决定。

第一个Java程序

下面看一个简单的 Java 程序，它将输出字符串 Hello World

实例

Java程序中最基本的组成单位是类
类的定义格式：public c1ass类名{}

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public class HelloWorld {   
//这里是main方法
//main方法是程序的入口方法，代码的执行是从main方法开始的
  	public static void main(String[] args) {      
        System.out.println("Hello World"); // 输出 Hello World
	}}

如何保存、编译以及运行这个程序：

  • 打开代码编辑器，把上面的代码添加进去；
  • 把文件名保存为：HelloWorld.java；
  • 打开 cmd 命令窗口，进入目标文件所在的位置，假设是 C:\
  • 在命令行窗口输入 javac HelloWorld.java 按下回车键编译代码。如果代码没有错误，cmd 命令提示符会进入下一行（假设环境变量都设置好了）。
  • 再键输入 java HelloWorld 按下回车键就可以运行程序了

你将会在窗口看到 Hello World

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$ javac HelloWorld.java
$ java HelloWorld 
Hello World

如果遇到编码问题，我们可以使用 -encoding 选项设置 utf-8 来编译：

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javac -encoding UTF-8 HelloWorld.java 
java HelloWorld

基本语法

编写 Java 程序时，应注意以下几点：

  • 大小写敏感：Java 是大小写敏感的，这就意味着标识符 Hello 与 hello 是不同的。
  • 类名：对于所有的类来说，类名的首字母应该大写。如果类名由若干单词组成，那么每个单词的首字母应该大写，例如 MyFirstJavaClass 。
  • 方法名：所有的方法名都应该以小写字母开头。如果方法名含有若干单词，则后面的每个单词首字母大写。
  • 源文件名：源文件名必须和类名相同。当保存文件的时候，你应该使用类名作为文件名保存（切记 Java 是大小写敏感的），文件名的后缀为 .java。（如果文件名和类名不相同则会导致编译错误）。
  • 主方法入口：所有的 Java 程序由 public static void main(String[] args) 方法开始执行。

Java 标识符

Java 所有的组成部分都需要名字。类名、变量名以及方法名都被称为标识符。

关于 Java 标识符，有以下几点需要注意：

  • 所有的标识符都应该以字母（A-Z 或者 a-z）,美元符（$）、或者下划线（_）开始

  • 首字符之后可以是字母（A-Z 或者 a-z）,美元符（$）、下划线（_）或数字的任何字符组合

  • 关键字不能用作标识符

  • 标识符是大小写敏感的

  • 合法标识符举例：age、$salary、_value、__1_value

  • 非法标识符举例：123abc、-salary

常见命名约定

小驼峰命名法:方法、变量
约定1:标识符是一个单词的时候，首字母小写
范例1:name
约定2:标识符由多个单词组成的时候，第一个单词首字母小写，其他单词首字母大写
范例2:firstName
大驼峰命名法:类
约定1:标识符是一个单词的时候，首字母大写
范例1:Student
约定2:标识符由多个单词组成的时候，每个单词的首字母大写
范例2:GoodStudent

Java 变量

Java 中主要有如下几种类型的变量

  • 局部变量
  • 类变量（静态变量）
  • 成员变量（非静态变量）

Java 关键字

下面列出了 Java 关键字。这些保留字不能用于常量、变量、和任何标识符的名称。

类别 关键字 说明
访问控制 private 私有的
protected 受保护的
public 公共的
default 默认
类、方法和变量修饰符 abstract 声明抽象
class 类
extends 扩充、继承
final 最终值、不可改变的
implements 实现（接口）
interface 接口
native 本地、原生方法（非 Java 实现）
new 创建
static 静态
strictfp 严格浮点、精准浮点
synchronized 线程、同步
transient 短暂
volatile 易失
程序控制语句 break 跳出循环
case 定义一个值以供 switch 选择
continue 继续
do 运行
else 否则
for 循环
if 如果
instanceof 实例
return 返回
switch 根据值选择执行
while 循环
错误处理 assert 断言表达式是否为真
catch 捕捉异常
finally 有没有异常都执行
throw 抛出一个异常对象
throws 声明一个异常可能被抛出
try 捕获异常
包相关 import 引入
package 包
基本类型 boolean 布尔型
byte 字节型
char 字符型
double 双精度浮点
float 单精度浮点
int 整型
long 长整型
short 短整型
变量引用 super 父类、超类
this 本类
void 无返回值
保留关键字 goto 是关键字，但不能使用
const 是关键字，但不能使用

注意：Java 的 null 不是关键字，类似于 true 和 false，它是一个字面常量，不允许作为标识符使用。

Java注释

类似于 C/C++、Java 也支持单行以及多行注释。注释中的字符将被 Java 编译器忽略。

Java 空行

空白行或者有注释的行，Java 编译器都会忽略掉。

Java 数据类型

Java 基本数据类型

类型默认值

Java 各个类型的默认值：

数据类型 默认值
byte 0
short 0
int 0
long 0L
float 0.0f
double 0.0d
char ‘u0000’
String (or any object) null
boolean false

Java各个数据类型的内存占用和取值范围

数据类型 内存占用 取值范围
byte 1 -128~127
short 2 -32768~32767
int 4 -2的31次方到2的31次方-1
long 8 -2的63次方到2的63次方-1
float 4 负数: -3.402823E+38到-1.401298E-45
正数: 1.401298E-45到3.402823E+38
double 8 负数:-1.797693E+308到-4.9000000E-324
正数:4.9000000E-324到1.797693E+308
char 2 0-65535
boolean 1 true,false

说明:E+38表示是乘以10的38次方，同样，E-45表示乘以10的负45次方

  • 空常量（空值null）不能直接输出

引用数据类型

  1. 类（class）
  2. 接口（interface）
  3. 数组（[ ]）

类型转换

整型、实型（常量）、字符型数据可以混合运算。运算中，不同类型的数据先转化为同一类型，然后进行运算。

转换从低级到高级。

低 ————————————————————-> 高

byte,short,char—> int —> long—> float —> double

数据类型转换必须满足如下规则：

    1. 不能对boolean类型进行类型转换。
    1. 不能把对象类型转换成不相关类的对象。
    1. 在把容量大的类型转换为容量小的类型时必须使用强制类型转换。
    1. 转换过程中可能导致溢出或损失精度，例如：

    int i =128;
    byte b = (byte)i;

    因为 byte 类型是 8 位，最大值为127，所以当 int 强制转换为 byte 类型时，值 128 时候就会导致溢出。

    1. 浮点数到整数的转换是通过舍弃小数得到，而不是四舍五入，例如：

      (int)23.7 == 23;
      (int)-45.89f == -45

自动类型转换

必须满足转换前的数据类型的位数要低于转换后的数据类型，例如: short数据类型的位数为16位，就可以自动转换位数为32的int类型，同样float数据类型的位数为32，可以自动转换为64位的double类型。

强制类型转换

    1. 条件是转换的数据类型必须是兼容的。
    1. 格式：(type)value type是要强制类型转换后的数据类型 实例：

隐含强制类型转换

  1. 小数默认是 double 类型浮点型，在定义 float 类型时必须在数字后面跟上 F 或者 f
  2. 整数的默认类型是 int,在定义long类型时，为防止整数过大，后面要加L

Java 变量类型

在Java语言中，所有的变量在使用前必须声明。声明变量的基本格式如下：

type identifier [ = value];

格式说明：

  • type – 数据类型。
  • identifier – 是变量名，可以使用逗号 , 隔开来声明多个同类型变量。

以下列出了一些变量的声明实例。注意有些包含了初始化过程。

int a, b, c; // 声明三个int型整数：a、 b、c

int d = 3, e = 4, f = 5; // 声明三个整数并赋予初值

byte z = 22; // 声明并初始化 z

String s = “runoob”; // 声明并初始化字符串 s

double pi = 3.14159; // 声明了双精度浮点型变量 pi

char x = ‘x’; // 声明变量 x 的值是字符 ‘x’。

Java 语言支持的变量类型有：

  • 局部变量（Local Variables）：定义在方法、构造方法或语句块中的变量，作用域只限于当前方法、构造方法或语句块中。局部变量必须在使用前声明，并且不能被访问修饰符修饰。
  • 成员变量（Instance Variables）：定义在类中、方法之外的变量，作用域为整个类，可以被类中的任何方法、构造方法和语句块访问。成员变量可以被访问修饰符修饰。
  • 静态变量（Class Variables）：定义在类中、方法之外的变量，并且使用 static 关键字修饰，作用域为整个类，可以被类中的任何方法、构造方法和语句块访问，静态变量的值在程序运行期间只有一个副本。静态变量可以被访问修饰符修饰。
  • 参数变量（Parameters）：方法定义时声明的变量，作为调用该方法时传递给方法的值。参数变量的作用域只限于方法内部。

常量和静态变量的区别

常量也是与类相关的，但它是用 final 关键字修饰的变量，一旦被赋值就不能再修改。与静态变量不同的是，常量在编译时就已经确定了它的值，而静态变量的值可以在运行时改变。另外，常量通常用于存储一些固定的值，如数学常数、配置信息等，而静态变量通常用于存储可变的数据，如计数器、全局状态等。

总之，静态变量是与类相关的变量，具有唯一性和共享性，可以用于存储整个程序都需要使用的数据，但需要注意初始化时机和与常量的区别。

Java 运算符

算术运算符

算术运算符用在数学表达式中，它们的作用和在数学中的作用一样。下表列出了所有的算术运算符。

表格中的实例假设整数变量A的值为10，变量B的值为20：

操作符 描述 例子
+ 加法 - 相加运算符两侧的值 A + B 等于 30
- 减法 - 左操作数减去右操作数 A – B 等于 -10
* 乘法 - 相乘操作符两侧的值 A * B等于200
/ 除法 - 左操作数除以右操作数 B / A等于2
％ 取余 - 左操作数除以右操作数的余数 B%A等于0
++ 自增: 操作数的值增加1 B++ 或 ++B 等于 21
– 自减: 操作数的值减少1 B– 或 –B 等于 19

自增自减运算符

1、自增（++）自减（–）运算符是一种特殊的算术运算符，在算术运算符中需要两个操作数来进行运算，而自增自减运算符是一个操作数。

2、前缀自增自减法(++a,–a): 先进行自增或者自减运算，再进行表达式运算。

3、后缀自增自减法(a++,a–): 先进行表达式运算，再进行自增或者自减运算 关系运算符

下表为Java支持的关系运算符

表格中的实例整数变量A的值为10，变量B的值为20：

运算符 描述 例子
== 检查如果两个操作数的值是否相等，如果相等则条件为真。 （A == B）为false
!= 检查如果两个操作数的值是否相等，如果值不相等则条件为真。 (A != B) 为true
> 检查左操作数的值是否大于右操作数的值，如果是那么条件为真。 （A> B）为false
< 检查左操作数的值是否小于右操作数的值，如果是那么条件为真。 （A <B）为true
>= 检查左操作数的值是否大于或等于右操作数的值，如果是那么条件为真。 （A> = B）false
<= 检查左操作数的值是否小于或等于右操作数的值，如果是那么条件为真。 （A <= B）为true

位运算符

Java定义了位运算符，应用于整数类型(int)，长整型(long)，短整型(short)，字符型(char)，和字节型(byte)等类型。

位运算符作用在所有的位上，并且按位运算。假设a = 60，b = 13;它们的二进制格式表示将如下：

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A = 0011 1100
B = 0000 1101
-----------------
A&B = 0000 1100
A | B = 0011 1101
A ^ B = 0011 0001
~A= 1100 0011

下表列出了位运算符的基本运算，假设整数变量 A 的值为 60 和变量 B 的值为 13：

操作符 描述 例子
＆ 如果相对应位都是1，则结果为1，否则为0 （A＆B），得到12，即0000 1100
| 如果相对应位都是 0，则结果为 0，否则为 1 （A | B）得到61，即 0011 1101
^ 如果相对应位值相同，则结果为0，否则为1 （A ^ B）得到49，即 0011 0001
〜 按位取反运算符翻转操作数的每一位，即0变成1，1变成0。 （〜A）得到-61，即1100 0011
<< 按位左移运算符。左操作数按位左移右操作数指定的位数。 A << 2得到240，即 1111 0000
>> 按位右移运算符。左操作数按位右移右操作数指定的位数。 A >> 2得到15即 1111
>>> 按位右移补零操作符。左操作数的值按右操作数指定的位数右移，移动得到的空位以零填充。 A>>>2得到15即0000 1111

逻辑运算符

下表列出了逻辑运算符的基本运算，假设布尔变量A为真，变量B为假

操作符 描述 例子
&& 称为逻辑与运算符。当且仅当两个操作数都为真，条件才为真。 （A && B）为假。
| | 称为逻辑或操作符。如果任何两个操作数任何一个为真，条件为真。 （A | | B）为真。
！ 称为逻辑非运算符。用来反转操作数的逻辑状态。如果条件为true，则逻辑非运算符将得到false。 ！（A && B）为真。

短路逻辑运算符

当使用与逻辑运算符时，在两个操作数都为true时，结果才为true，但是当得到第一个操作为false时，其结果就必定是false，这时候就不会再判断第二个操作了。

实例

public class LuoJi{

​ public static void main(String[] args){

​ int a = 5;//定义一个变量；

​ boolean b = (a<4)&&(a++<10);

​ System.out.println(“使用短路逻辑运算符的结果为”+b);

​ System.out.println(“a的结果为”+a); } }

运行结果为：

使用短路逻辑运算符的结果为false
a的结果为5

解析： 该程序使用到了短路逻辑运算符(&&)，首先判断 a<4 的结果为 false，则 b 的结果必定是 false，所以不再执行第二个操作 a++<10 的判断，所以 a 的值为 5。

赋值运算符

拓展的赋值运算符隐含了强制类型转化

操作符 描述 例子
= 简单的赋值运算符，将右操作数的值赋给左侧操作数 C = A + B将把A + B得到的值赋给C
+ = 加和赋值操作符，它把左操作数和右操作数相加赋值给左操作数 C + = A等价于C = C + A
- = 减和赋值操作符，它把左操作数和右操作数相减赋值给左操作数 C - = A等价于C = C - A
* = 乘和赋值操作符，它把左操作数和右操作数相乘赋值给左操作数 C * = A等价于C = C * A
/ = 除和赋值操作符，它把左操作数和右操作数相除赋值给左操作数 C / = A，C 与 A 同类型时等价于 C = C / A
（％）= 取模和赋值操作符，它把左操作数和右操作数取模后赋值给左操作数 C％= A等价于C = C％A
<< = 左移位赋值运算符 C << = 2等价于C = C << 2
>> = 右移位赋值运算符 C >> = 2等价于C = C >> 2
＆= 按位与赋值运算符 C＆= 2等价于C = C＆2
^ = 按位异或赋值操作符 C ^ = 2等价于C = C ^ 2
| = 按位或赋值操作符 C | = 2等价于C = C | 2

条件运算符（?:）

条件运算符也被称为三元运算符。该运算符有3个操作数，并且需要判断布尔表达式的值。该运算符的主要是决定哪个值应该赋值给变量。

variable x = (expression) ? value if true : value if false

instanceof 运算符

该运算符用于操作对象实例，检查该对象是否是一个特定类型（类类型或接口类型）。

instanceof运算符使用格式如下：

( Object reference variable ) instanceof (class/interface type)

如果运算符左侧变量所指的对象，是操作符右侧类或接口(class/interface)的一个对象，那么结果为真。

例：

String name = “James”;
boolean result = name instanceof String; // 由于 name 是 String 类型，所以返回真

如果被比较的对象兼容于右侧类型，该运算符仍然返回 true。

Java运算符优先级

当多个运算符出现在一个表达式中，谁先谁后呢？这就涉及到运算符的优先级别的问题。在一个多运算符的表达式中，运算符优先级不同会导致最后得出的结果差别甚大。

例如，（1+3）＋（3+2）*2，这个表达式如果按加号最优先计算，答案就是 18，如果按照乘号最优先，答案则是 14。

再如，x = 7 + 3 * 2;这里x得到13，而不是20，因为乘法运算符比加法运算符有较高的优先级，所以先计算3 * 2得到6，然后再加7。

下表中具有最高优先级的运算符在的表的最上面，最低优先级的在表的底部。

类别 操作符 关联性
后缀 () [] . (点操作符) 左到右
一元 expr++ expr– 从左到右
一元 ++expr –expr + - ～ ！ 从右到左
乘性 * /％ 左到右
加性 + - 左到右
移位 >> >>> << 左到右
关系 > >= < <= 左到右
相等 == != 左到右
按位与 ＆ 左到右
按位异或 ^ 左到右
按位或 | 左到右
逻辑与 && 左到右
逻辑或 | | 左到右
条件 ？： 从右到左
赋值 = + = - = * = / =％= >> = << =＆= ^ = | = 从右到左
逗号 ， 左到右

Java 循环结构 - for, while 及 do…while

while 循环

while是最基本的循环，它的结构为：

while( 布尔表达式 ) { //循环内容 }

只要布尔表达式为 true，循环就会一直执行下去。

do…while 循环

对于 while 语句而言，如果不满足条件，则不能进入循环。但有时候我们需要即使不满足条件，也至少执行一次。

do…while 循环和 while 循环相似，不同的是，do…while 循环至少会执行一次。

do {
//代码语句
}while(布尔表达式);

注意：布尔表达式在循环体的后面，所以语句块在检测布尔表达式之前已经执行了。 如果布尔表达式的值为 true，则语句块一直执行，直到布尔表达式的值为 false。

for循环

虽然所有循环结构都可以用 while 或者 do…while表示，但 Java 提供了另一种语句 —— for 循环，使一些循环结构变得更加简单。

for循环执行的次数是在执行前就确定的。语法格式如下：

for(初始化; 布尔表达式; 更新) { //代码语句 }

关于 for 循环有以下几点说明：

  • 最先执行初始化步骤。可以声明一种类型，但可初始化一个或多个循环控制变量，也可以是空语句。
  • 然后，检测布尔表达式的值。如果为 true，循环体被执行。如果为false，循环终止，开始执行循环体后面的语句。
  • 执行一次循环后，更新循环控制变量。
  • 再次检测布尔表达式。循环执行上面的过程。

break 关键字

break 主要用在循环语句或者 switch 语句中，用来跳出整个语句块。

break 跳出最里层的循环，并且继续执行该循环下面的语句。

continue 关键字

continue 适用于任何循环控制结构中。作用是让程序立刻跳转到下一次循环的迭代。

在 for 循环中，continue 语句使程序立即跳转到更新语句。

在 while 或者 do…while 循环中，程序立即跳转到布尔表达式的判断语句。

Java 条件语句 - if…else

Java 中的条件语句允许程序根据条件的不同执行不同的代码块。

一个 if 语句包含一个布尔表达式和一条或多条语句。

语法

if 语句的语法如下：

if(布尔表达式) { //如果布尔表达式为true将执行的语句 }

如果布尔表达式的值为 true，则执行 if 语句中的代码块，否则执行 else 语句块后面的代码。

if…else语句

if 语句后面可以跟 else 语句，当 if 语句的布尔表达式值为 false 时，else 语句块会被执行。

语法

if…else 的用法如下：

if(布尔表达式){ //如果布尔表达式的值为true }

else{ //如果布尔表达式的值为false }

if…else 语句

if 语句后面可以跟 else if…else 语句，这种语句可以检测到多种可能的情况。

使用 if，else if，else 语句的时候，需要注意下面几点：

  • if 语句至多有 1 个 else 语句，else 语句在所有的 else if 语句之后。
  • if 语句可以有若干个 else if 语句，它们必须在 else 语句之前。
  • 一旦其中一个 else if 语句检测为 true，其他的 else if 以及 else 语句都将跳过执行。

语法

if…else 语法格式如下:

if(布尔表达式 1){ //如果布尔表达式 1的值为true执行代码 }

else if(布尔表达式 2){ //如果布尔表达式 2的值为true执行代码 }

else if(布尔表达式 3){ //如果布尔表达式 3的值为true执行代码 }

else { //如果以上布尔表达式都不为true执行代码 }

嵌套的 if…else 语句

使用嵌套的 if…else 语句是合法的。也就是说你可以在另一个 if 或者 else if 语句中使用 if 或者 else if 语句。

语法

嵌套的 if…else 语法格式如下：

if(布尔表达式 1){ ////如果布尔表达式 1的值为true执行代码

​ if(布尔表达式 2){ ////如果布尔表达式 2的值为true执行代码 } }

Java switch case 语句

switch case 语句判断一个变量与一系列值中某个值是否相等，每个值称为一个分支。

语法

switch case 语句语法格式如下：

switch(expression){ case value : //语句 break; //可选 case value : //语句 break; //可选 //你可以有任意数量的case语句 default : //可选 //语句 }

img

switch case 语句有如下规则：

  • switch 语句中的变量类型可以是： byte、short、int 或者 char。从 Java SE 7 开始，switch 支持字符串 String 类型了，同时 case 标签必须为字符串常量或字面量。
  • switch 语句可以拥有多个 case 语句。每个 case 后面跟一个要比较的值和冒号。
  • case 语句中的值的数据类型必须与变量的数据类型相同，而且只能是常量或者字面常量。
  • 当变量的值与 case 语句的值相等时，那么 case 语句之后的语句开始执行，直到 break 语句出现才会跳出 switch 语句。
  • 当遇到 break 语句时，switch 语句终止。程序跳转到 switch 语句后面的语句执行。case 语句不必须要包含 break 语句。如果没有 break 语句出现，程序会继续执行下一条 case 语句，直到出现 break 语句。
  • switch 语句可以包含一个 default 分支，该分支一般是 switch 语句的最后一个分支（可以在任何位置，但建议在最后一个）。default 在没有 case 语句的值和变量值相等的时候执行。default 分支不需要 break 语句。

switch case 执行时，一定会先进行匹配，匹配成功返回当前 case 的值，再根据是否有 break，判断是否继续输出，或是跳出判断。

Java 数组

数组对于每一门编程语言来说都是重要的数据结构之一，当然不同语言对数组的实现及处理也不尽相同。

Java 语言中提供的数组是用来存储固定大小的同类型元素。

你可以声明一个数组变量，如 numbers[100] 来代替直接声明 100 个独立变量 number0，number1，….，number99。

声明数组变量

首先必须声明数组变量，才能在程序中使用数组。下面是声明数组变量的语法：

dataType[] arrayRefVar; // 首选的方法 或 dataType arrayRefVar[]; // 效果相同，但不是首选方法

注意: 建议使用 dataType[] arrayRefVar 的声明风格声明数组变量。 dataType arrayRefVar[] 风格是来自 C/C++ 语言 ，在Java中采用是为了让 C/C++ 程序员能够快速理解java语言。

实例

下面是这两种语法的代码示例：

double[] myList; // 首选的方法

double myList[]; // 效果相同，但不是首选方法

创建数组

Java语言使用new操作符来创建数组，语法如下：

arrayRefVar = new dataType[arraySize];

上面的语法语句做了两件事：

  • 一、使用 dataType[arraySize] 创建了一个数组。
  • 二、把新创建的数组的引用赋值给变量 arrayRefVar。

数组变量的声明，和创建数组可以用一条语句完成，如下所示：

dataType[] arrayRefVar = new dataType[arraySize];

另外，你还可以使用如下的方式创建数组。

dataType[] arrayRefVar = {value0, value1, …, valuek};

数组的元素是通过索引访问的。数组索引从 0 开始，所以索引值从 0 到 arrayRefVar.length-1。

数组作为函数的参数

数组可以作为参数传递给方法。

例如，下面的例子就是一个打印 int 数组中元素的方法:

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public static void printArray(int[] array) {
     for (int i = 0; i < array.length; i++) {
    		 System.out.print(array[i] + " ");  } }

下面例子调用 printArray 方法打印出 3，1，2，6，4 和 2：

printArray(new int[]{3, 1, 2, 6, 4, 2});

数组作为函数的返回值

public static int[] reverse(int[] list) {

​ int[] result = new int[list.length];

​ for (int i = 0, j = result.length - 1; i < list.length; i++, j–) {

​ result[j] = list[i]; }

​ return result; }

以上实例中 result 数组作为函数的返回值。

多维数组

多维数组可以看成是数组的数组，比如二维数组就是一个特殊的一维数组，其每一个元素都是一个一维数组，例如：

String[][] str = new String[3][4];

多维数组的动态初始化（以二维数组为例）

1.直接为每一维分配空间，格式如下：

type[][] typeName = new type[typeLength1] [typeLength2];

type 可以为基本数据类型和复合数据类型，typeLength1 和 typeLength2 必须为正整数，typeLength1 为行数，typeLength2 为列数。

例如：

int[][] a = new int[2] [3];

解析：

二维数组 a 可以看成一个两行三列的数组。

2.从最高维开始，分别为每一维分配空间，例如：

String[][] s = new String[2] [];

s[0] = new String[2];

s[1] = new String[3];

s[0] [0] = new String(“Good”);

s[0] [1] = new String(“Luck”);

s[1] [0] = new String(“to”);

s[1] [1] = new String(“you”);

s[1] [2] = new String(“!”);

解析：

s[0]=new String[2] 和 s[1]=new String[3] 是为最高维分配引用空间，也就是为最高维限制其能保存数据的最长的长度，然后再为其每个数组元素单独分配空间 s0=new String(“Good”) 等操作。

多维数组的引用（以二维数组为例）

对二维数组中的每个元素，引用方式为 **arrayName[index1] [index2]**，例如：

num[1] [0];

数组操作的两个常见小问题

索引越界:访问了数组中不存在的索引对应的元素，造成索引樾越界问题
空指针异常:访问的数组已经不再指向堆内存的数据，造成空指针异常
null:空值，引用数据类型的默认值，表示不指向任何有效对象

Arrays 类

java.util.Arrays 类能方便地操作数组，它提供的所有方法都是静态的。

具有以下功能：

  • 给数组赋值：通过 fill 方法。
  • 对数组排序：通过 sort 方法,按升序。
  • 比较数组：通过 equals 方法比较数组中元素值是否相等。
  • 查找数组元素：通过 binarySearch 方法能对排序好的数组进行二分查找法操作。

具体说明请查看下表：

序号 方法和说明
1 public static int binarySearch(Object[] a, Object key) 用二分查找算法在给定数组中搜索给定值的对象(Byte,Int,double等)。数组在调用前必须排序好的。如果查找值包含在数组中，则返回搜索键的索引；否则返回 (-(插入点) - 1)。
2 public static boolean equals(long[] a, long[] a2) 如果两个指定的 long 型数组彼此相等，则返回 true。如果两个数组包含相同数量的元素，并且两个数组中的所有相应元素对都是相等的，则认为这两个数组是相等的。换句话说，如果两个数组以相同顺序包含相同的元素，则两个数组是相等的。同样的方法适用于所有的其他基本数据类型（Byte，short，Int等）。
3 public static void fill(int[] a, int val) 将指定的 int 值分配给指定 int 型数组指定范围中的每个元素。同样的方法适用于所有的其他基本数据类型（Byte，short，Int等）。
4 public static void sort(Object[] a) 对指定对象数组根据其元素的自然顺序进行升序排列。同样的方法适用于所有的其他基本数据类型（Byte，short，Int等）。

Java 方法

在前面几个章节中我们经常使用到 **System.out.println()**，那么它是什么呢？

  • println() 是一个方法。
  • System 是系统类。
  • out 是标准输出对象。

这句话的用法是调用系统类 System 中的标准输出对象 out 中的方法 println()。

那么什么是方法呢？

Java方法是语句的集合，它们在一起执行一个功能。

  • 方法是解决一类问题的步骤的有序组合
  • 方法包含于类或对象中
  • 方法在程序中被创建，在其他地方被引用

方法的优点

    1. 使程序变得更简短而清晰。
    1. 有利于程序维护。
    1. 可以提高程序开发的效率。
    1. 提高了代码的重用性。

方法的命名规则

  • 1.方法的名字的第一个单词应以小写字母作为开头，后面的单词则用大写字母开头写，不使用连接符。例如：addPerson。
  • 2.下划线可能出现在 JUnit 测试方法名称中用以分隔名称的逻辑组件。一个典型的模式是：**test_**，例如 testPop_emptyStack。

方法的定义

一般情况下，定义一个方法包含以下语法：

修饰符 返回值类型 方法名(参数类型 参数名){ … 方法体 … return 返回值; }

方法包含一个方法头和一个方法体。下面是一个方法的所有部分：

  • 修饰符：修饰符，这是可选的，告诉编译器如何调用该方法。定义了该方法的访问类型。
  • 返回值类型 ：方法可能会返回值。returnValueType 是方法返回值的数据类型。有些方法执行所需的操作，但没有返回值。在这种情况下，returnValueType 是关键字void。
  • 方法名：是方法的实际名称。方法名和参数表共同构成方法签名。
  • 参数类型：参数像是一个占位符。当方法被调用时，传递值给参数。这个值被称为实参或变量。参数列表是指方法的参数类型、顺序和参数的个数。参数是可选的，方法可以不包含任何参数。
  • 方法体：方法体包含具体的语句，定义该方法的功能。

img

如：

public static int age(int birthday){…}

参数可以有多个：

static float interest(float principal, int year){…}

注意： 在一些其它语言中方法指过程和函数。一个返回非void类型返回值的方法称为函数；一个返回void类型返回值的方法叫做过程。

方法调用

Java 支持两种调用方法的方式，根据方法是否返回值来选择。

当程序调用一个方法时，程序的控制权交给了被调用的方法。当被调用方法的返回语句执行或者到达方法体闭括号时候交还控制权给程序。

当方法返回一个值的时候，方法调用通常被当做一个值。例如：

int larger = max(30, 40);

如果方法返回值是void，方法调用一定是一条语句。例如，方法println返回void。下面的调用是个语句：

System.out.println(“欢迎访问菜鸟教程！”);

main 方法是被 JVM 调用的，除此之外，main 方法和其它方法没什么区别。

main 方法的头部是不变的，如例子所示，带修饰符 public 和 static,返回 void 类型值，方法名字是 main,此外带个一个 String[] 类型参数。String[] 表明参数是字符串数组。

void 关键字

一个void类型方法，它不返回值。

一个void方法的调用一定是一个语句。 就像任何以分号结束的语句一样

方法的重载

上面使用的max方法仅仅适用于int型数据。但如果你想得到两个浮点类型数据的最大值呢？

解决方法是创建另一个有相同名字但参数不同的方法，如下面代码所示：

public static double max(double num1, double num2) {

​ if (num1 > num2)

​ return num1;

​ else
​ return num2; }

如果你调用max方法时传递的是int型参数，则 int型参数的max方法就会被调用；

如果传递的是double型参数，则double类型的max方法体会被调用，这叫做方法重载；

就是说一个类的两个方法拥有相同的名字，但是有不同的参数列表。

Java编译器根据方法签名判断哪个方法应该被调用。

方法重载可以让程序更清晰易读。执行密切相关任务的方法应该使用相同的名字。

重载的方法必须拥有不同的参数列表。你不能仅仅依据修饰符或者返回类型的不同来重载方法。

变量作用域

变量的范围是程序中该变量可以被引用的部分。

方法内定义的变量被称为局部变量。

局部变量的作用范围从声明开始，直到包含它的块结束。

局部变量必须声明才可以使用。

方法的参数范围涵盖整个方法。参数实际上是一个局部变量。

for循环的初始化部分声明的变量，其作用范围在整个循环。

但循环体内声明的变量其适用范围是从它声明到循环体结束。

你可以在一个方法里，不同的非嵌套块中多次声明一个具有相同的名称局部变量，但你不能在嵌套块内两次声明局部变量。

Scanner

Scanner使用的基本步骤

1.导包
import java.util.Scanner;

导包的动作必须出现在类定义的上边
2.创建对象
Scanner sc=new Scanner(System.in);
上面这个格式里面，只有sc是变量名，可以变，其他的都不允许变。
3.接收数据
int i=sc.nextInt();
上面这个格式里面，只有是变量名，可以变，其他的都不允许变。

Java Scanner 类

下面是创建 Scanner 对象的基本语法：

Scanner s = new Scanner(System.in);

接下来我们演示一个最简单的数据输入，并通过 Scanner 类的 next() 与 nextLine() 方法获取输入的字符串，在读取前我们一般需要 使用 hasNext 与 hasNextLine 判断是否还有输入的数据：

使用 next 方法：

ScannerDemo.java 文件代码：

import java.util.Scanner;

public class ScannerDemo {

​ public static void main(String[] args) {

​ Scanner scan = new Scanner(System.in); // 从键盘接收数据 // next方式接收字符串

​ System.out.println(“next方式接收：”); // 判断是否还有输入

​ if (scan.hasNext()) {

​ String str1 = scan.next();

​ System.out.println(“输入的数据为：” + str1);

​ }

​ scan.close();

​ }

}

执行以上程序输出结果为：

$ javac ScannerDemo.java
$ java ScannerDemo
next方式接收：
runoob com
输入的数据为：runoob

可以看到 com 字符串并未输出，接下来我们看 nextLine。

使用 nextLine 方法：

ScannerDemo.java 文件代码：

import java.util.Scanner;

public class ScannerDemo {
public static void main(String[] args) {
Scanner scan = new Scanner(System.in);
// 从键盘接收数据

​ // nextLine方式接收字符串

​ System.out.println(“nextLine方式接收：”);
​ // 判断是否还有输入
​ if (scan.hasNextLine()) {
String str2 = scan.nextLine();
System.out.println(“输入的数据为：” + str2);
​ }
​ scan.close();

​ }

}

执行以上程序输出结果为：

$ javac ScannerDemo.java
$ java ScannerDemo
nextLine方式接收：
runoob com
输入的数据为：runoob com

可以看到 com 字符串输出。

next() 与 nextLine() 区别

next():

  • 1、一定要读取到有效字符后才可以结束输入。
  • 2、对输入有效字符之前遇到的空白，next() 方法会自动将其去掉。
  • 3、只有输入有效字符后才将其后面输入的空白作为分隔符或者结束符。
  • next() 不能得到带有空格的字符串。

nextLine()：

  • 1、以Enter为结束符,也就是说 nextLine()方法返回的是输入回车之前的所有字符。
  • 2、可以获得空白。

String

String概述

String类在java.lang 包下，所以使用的时候不需要导包
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也就是说，Java 程序中所有的双引号字符串，都是 String 类的对象
字符串的特点

  • 字符串不可变，它们的值在创建后不能被更改
  • 虽然String的值是不可变的，但是它们可以被共享
  • 字符串效果上相当于字符数组(char[])，但是底层原理是字节数组( byte[]])
    JDK8及以前是字符数组，JDK9及以后是字节数组

String 构造方法

方法名 说明
public String() 创建一个空白字符串对象，不含有任何内容
public String(char[] chs) 根据字符数组的内容，来创建字符串对象
public String(byte[] bys) 根据字节数组的内容，来创建字符串对象
String s = “abc” ; 直接赋值的方式创建字符串对象，内容就是abc

推荐直接使用字符串赋值的方式得到字符串对象

String对象的特点

1)通过new 创建的字符串对象，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
char[] chs ={a’，”b，c’};
String s1 = new String(chs);
String s2 = new String(chs);
上面的代码中，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s1和s2参考的字符串内容是相同的

  1. 以“”方式给出的字符串，只要字符序列相同(顺序和大小写)，无论在程序代码中出现几次JVM都只会建立一个String对象，并在字符串池中维护
    String s3 = “abc”;
    String s4 = “abc”;
    在上面的代码中，针对第一行代码，JVM 会建立一个String对象放在字符串池中，并给s3参考；第二行则让s4直接参考字符串池中的String对象，也就是说它们本质上是同一个对象

String方法

序号 方法描述
1 char charAt(int index) 返回指定索引处的 char 值。
2 int compareTo(Object o) 把这个字符串和另一个对象比较。
3 int compareTo(String anotherString) 按字典顺序比较两个字符串。
4 int compareToIgnoreCase(String str) 按字典顺序比较两个字符串，不考虑大小写。
5 String concat(String str) 将指定字符串连接到此字符串的结尾。
6 boolean contentEquals(StringBuffer sb) 当且仅当字符串与指定的StringBuffer有相同顺序的字符时候返回真。
7 static String copyValueOf(char[] data) 返回指定数组中表示该字符序列的 String。
8 static String copyValueOf(char[] data, int offset, int count) 返回指定数组中表示该字符序列的 String。
9 boolean endsWith(String suffix) 测试此字符串是否以指定的后缀结束。
10 boolean equals(Object anObject) 将此字符串与指定的对象比较。
11 boolean equalsIgnoreCase(String anotherString) 将此 String 与另一个 String 比较，不考虑大小写。
12 byte[] getBytes() 使用平台的默认字符集将此 String 编码为 byte 序列，并将结果存储到一个新的 byte 数组中。
13 byte[] getBytes(String charsetName) 使用指定的字符集将此 String 编码为 byte 序列，并将结果存储到一个新的 byte 数组中。
14 void getChars(int srcBegin, int srcEnd, char[] dst, int dstBegin) 将字符从此字符串复制到目标字符数组。
15 int hashCode() 返回此字符串的哈希码。
16 int indexOf(int ch) 返回指定字符在此字符串中第一次出现处的索引。
17 int indexOf(int ch, int fromIndex) 返回在此字符串中第一次出现指定字符处的索引，从指定的索引开始搜索。
18 int indexOf(String str) 返回指定子字符串在此字符串中第一次出现处的索引。
19 int indexOf(String str, int fromIndex) 返回指定子字符串在此字符串中第一次出现处的索引，从指定的索引开始。
20 String intern() 返回字符串对象的规范化表示形式。
21 int lastIndexOf(int ch) 返回指定字符在此字符串中最后一次出现处的索引。
22 int lastIndexOf(int ch, int fromIndex) 返回指定字符在此字符串中最后一次出现处的索引，从指定的索引处开始进行反向搜索。
23 int lastIndexOf(String str) 返回指定子字符串在此字符串中最右边出现处的索引。
24 int lastIndexOf(String str, int fromIndex) 返回指定子字符串在此字符串中最后一次出现处的索引，从指定的索引开始反向搜索。
25 int length() 返回此字符串的长度。
26 boolean matches(String regex) 告知此字符串是否匹配给定的正则表达式。
27 boolean regionMatches(boolean ignoreCase, int toffset, String other, int ooffset, int len) 测试两个字符串区域是否相等。
28 boolean regionMatches(int toffset, String other, int ooffset, int len) 测试两个字符串区域是否相等。
29 String replace(char oldChar, char newChar) 返回一个新的字符串，它是通过用 newChar 替换此字符串中出现的所有 oldChar 得到的。
30 String replaceAll(String regex, String replacement) 使用给定的 replacement 替换此字符串所有匹配给定的正则表达式的子字符串。
31 String replaceFirst(String regex, String replacement) 使用给定的 replacement 替换此字符串匹配给定的正则表达式的第一个子字符串。
32 String[] split(String regex) 根据给定正则表达式的匹配拆分此字符串。
33 String[] split(String regex, int limit) 根据匹配给定的正则表达式来拆分此字符串。
34 boolean startsWith(String prefix) 测试此字符串是否以指定的前缀开始。
35 boolean startsWith(String prefix, int toffset) 测试此字符串从指定索引开始的子字符串是否以指定前缀开始。
36 CharSequence subSequence(int beginIndex, int endIndex) 返回一个新的字符序列，它是此序列的一个子序列。
37 String substring(int beginIndex) 返回一个新的字符串，它是此字符串的一个子字符串。
38 String substring(int beginIndex, int endIndex) 返回一个新字符串，它是此字符串的一个子字符串。
39 char[] toCharArray() 将此字符串转换为一个新的字符数组。
40 String toLowerCase() 使用默认语言环境的规则将此 String 中的所有字符都转换为小写。
41 String toLowerCase(Locale locale) 使用给定 Locale 的规则将此 String 中的所有字符都转换为小写。
42 String toString() 返回此对象本身（它已经是一个字符串！）。
43 String toUpperCase() 使用默认语言环境的规则将此 String 中的所有字符都转换为大写。
44 String toUpperCase(Locale locale) 使用给定 Locale 的规则将此 String 中的所有字符都转换为大写。
45 String trim() 返回字符串的副本，忽略前导空白和尾部空白。
46 static String valueOf(primitive data type x) 返回给定data type类型x参数的字符串表示形式。
47 contains(CharSequence chars) 判断是否包含指定的字符系列。
48 isEmpty() 判断字符串是否为空。

字符串的比较

使用 = = 做比较

  • 基本类型:比较的是数据值是否相同
  • 引用类型:比较的是地址值是否相同

字符串是对象，它比较内容是否相同，是通过一个方法来实现的，这个方法叫: equals()

  • publicboolean equals(bject anobject): 将此字符串与指定对象进行比较。由于我们比较的是字符串对象，所以参数直接传递一个字符串

StringBuilder

StringBuilder概述

StringBuilder是一个可变的字符串类，我们可以把它看成是一个容器这里的可变指的是StringBuilder对象中的内容是可变的
String 和 StringBuilder 的区别:
String:内容是不可变的
StringBuilder:内容是可变的

StringBuilder构造方法

构造器 描述
StringBuilder()（常用） 构造一个字符串构建器，其中不包含任何字符，初始容量为16个字符。
StringBuilder(int capacity) 构造一个字符串构建器，其中没有字符，并且具有 capacity参数指定的初始容量。
StringBuilder(CharSequence seq) 构造一个字符串构建器，其中包含与指定的 CharSequence相同的字符。
StringBuilder(String str)（常用） 构造一个初始化为指定字符串内容的字符串构建器。

StringBuilder的添加和反转方法

方法名 描述
StringBuilder append(任意类型) 添加数据，并返回对象本身
StringBuilder reverse() 返回相反的字符序列

StringBuilder和String的相互转换

  1. StringBuilder转换为 String
    public String toString():通过toString()就可以实现把StringBuilder转换为String
  2. String 转换为StringBuilder
    public StringBuilder(String s): 通过构造方法就可以实现把 String转换为StringBuilder