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java基础之java程序基础(二)

时间:2019-12-30 22:50:53      阅读:71      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:二进制   e30   分析   重复   pre   打印   开头   files   意义   

前言....

本节我们将介绍Java程序的基础知识,包括:

  • Java程序基本结构

  • 变量和数据类型

  • 整数运算

  • 浮点数运算

  • 布尔运算

  • 字符和字符串

  • 数组类型

技术图片

Java程序基本结构

我们先剖析一个完整的Java程序,它的基本结构是什么:

**
 * 可以用来自动创建文档的注释
 */
public class Hello {
    public static void main(String[] args) {
        // 向屏幕输出文本:
        System.out.println("Hello, world!");
        /* 多行注释开始
        注释内容
        注释结束 */
    }
} // class定义结束

因为Java是面向对象的语言,一个程序的基本单位就classclass是关键字,这里定义的class名字就是Hello

public class Hello { // 类名是Hello
    // ...
} // class定义结束

类名要求

  • 类名必须以英文字母开头,后接字母,数字和下划线的组合
  • 习惯以大写字母开头

要注意遵守命名习惯,好的类命名:

  • Hello
  • NoteBook
  • VRPlayer

不好的类命名

  • hello
  • Good123
  • Note_Book
  • _World

注意到public是访问修饰符,表示该class是公开的。

不写public,也能正确编译,但是这个类将无法从命令行执行

class内部,可以定义若干方法(method):

public class Hello {
    public static void main(String[] args) { // 方法名是main
        // 方法代码...
    } // 方法定义结束
}

这里的方法名是main,返回值是void,表示没有任何返回值。

我们注意到public除了可以修饰class外,也可以修饰方法。而关键字static是另一个修饰符,它表示静态方法,后面我们会讲解方法的类型,目前,我们只需要知道,Java入口程序规定的方法必须是静态方法,方法名必须为main,括号内的参数必须是String数组。

方法名也有命名规则,命名和class一样,但是首字母小写:

在方法内部,语句才是真正的执行代码。Java的每一行语句必须以分号结束:

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

在Java程序中,注释是一种给人阅读的文本,不是程序的一部分,所以编译器会自动忽略注释。

Java有3种注释,第一种是单行注释,以双斜线开头,直到这一行的结尾结束:

// 这是注释...

而多行注释以/*星号开头,以*/结束,可以有多行:

/*
这是注释
blablabla...
这也是注释
*/

还有一种特殊的多行注释,以/**开头,以*/结束,如果有多行,每行通常以星号开头:

/**
 * 可以用来自动创建文档的注释
 * 
 * @auther liaoxuefeng
 */
public class Hello {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, world!");
    }
}

这种特殊的多行注释需要写在类和方法的定义处,可以用于自动创建文档。

变量和数据类型

变量

什么是变量?

变量就是初中数学的代数的概念,例如一个简单的方程,x,y都是变量:

y=x^2+1y=x2+1

在Java中,变量分为两种:基本类型的变量和引用类型的变量。

我们先讨论基本类型的变量。

在Java中,变量必须先定义后使用,在定义变量的时候,可以给它一个初始值。例如:

int x = 1;

上述语句定义了一个整型int类型的变量,名称为x,初始值为1

来看一个完整的定义变量,然后打印变量值的例子:

// 定义并打印变量
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int x = 100; // 定义int类型变量x,并赋予初始值100
        System.out.println(x); // 打印该变量的值
    }
}
100

变量的一个重要特点是可以重新赋值。例如,对变量x,先赋值100,再赋值200,观察两次打印的结果:

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int x = 100; // 定义int类型变量x,并赋予初始值100
        System.out.println(x); // 打印该变量的值,观察是否为100
        x = 200; // 重新赋值为200
        System.out.println(x); // 打印该变量的值,观察是否为200
    }
}
100
200

注意到第一次定义变量x的时候,需要指定变量类型int,因此使用语句int x = 100;。而第二次重新赋值的时候,变量x已经存在了,不能再重复定义,因此不能指定变量类型int,必须使用语句x = 200;

变量不但可以重新赋值,还可以赋值给其他变量。让我们来看一个例子:

//变量之间赋值
public
class Main { public static void main(String[] args) { int n = 100; // 定义变量n,同时赋值为100 System.out.println("n = " + n); // 打印n的值 n = 200; // 变量n赋值为200 System.out.println("n = " + n); // 打印n的值 int x = n; // 变量x赋值为n(n的值为200,因此赋值后x的值也是200) System.out.println("x = " + x); // 打印x的值 x = x + 100; // 变量x赋值为x+100(x的值为200,因此赋值后x的值是200+100=300) System.out.println("x = " + x); // 打印x的值 System.out.println("n = " + n); // 再次打印n的值,n应该是200还是300? } }

我们一行一行地分析代码执行流程:

执行int n = 100;,该语句定义了变量n,同时赋值为100,因此,JVM在内存中为变量n分配一个“存储单元”,填入值100

      n
      │
      ▼
┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐
│   │100│   │   │   │   │   │
└───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘

执行n = 200;时,JVM把200写入变量n的存储单元,因此,原有的值被覆盖,现在n的值为200

      n
      │
      ▼
┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐
│   │200│   │   │   │   │   │
└───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘

执行int x = n;时,定义了一个新的变量x,同时对x赋值,因此,JVM需要新分配一个存储单元给变量x,并写入和变量n一样的值,结果是变量x的值也变为200

      n           x
      │           │
      ▼           ▼
┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐
│   │200│   │   │200│   │   │
└───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘

执行x = x + 100;时,JVM首先计算等式右边的值x + 100,结果为300(因为此刻x的值为200),然后,将结果300写入x的存储单元,因此,变量x最终的值变为300


      n           x
      │           │
      ▼           ▼
┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐
│   │200│   │   │300│   │   │
└───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘

可见,变量可以反复赋值。注意,等号=是赋值语句,不是数学意义上的相等,否则无法解释x = x + 100

基本数据类型

基本数据类型是CPU可以直接进行运算的类型。Java定义了以下几种基本数据类型:

  • 整数类型:byte,short,int,long

  • 浮点数类型:float,double

  • 字符类型:char

  • 布尔类型:boolean

Java定义的这些基本数据类型有什么区别呢?要了解这些区别,我们就必须简单了解一下计算机内存的基本结构。

计算机内存的最小存储单元是字节(byte),一个字节就是一个8位二进制数,即8个bit。它的二进制表示范围从00000000~11111111,换算成十进制是0~255,换算成十六进制是00~ff

内存单元从0开始编号,称为内存地址。每个内存单元可以看作一间房间,内存地址就是门牌号。

  0   1   2   3   4   5   6  ...
┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐
│   │   │   │   │   │   │   │...
└───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘

一个字节是1byte,1024字节是1K,1024K是1M,1024M是1G,1024G是1T。一个拥有4T内存的计算机的字节数量就是:

4T = 4 x 1024G
   = 4 x 1024 x 1024M
   = 4 x 1024 x 1024 x 1024K
   = 4 x 1024 x 1024 x 1024 x 1024
   = 4398046511104

不同的数据类型占用的字节数不一样。我们看一下Java基本数据类型占用的字节数:

       ┌───┐
  byte │   │
       └───┘
       ┌───┬───┐
 short │   │   │
       └───┴───┘
       ┌───┬───┬───┬───┐
   int │   │   │   │   │
       └───┴───┴───┴───┘
       ┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐
  long │   │   │   │   │   │   │   │   │
       └───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘
       ┌───┬───┬───┬───┐
 float │   │   │   │   │
       └───┴───┴───┴───┘
       ┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐
double │   │   │   │   │   │   │   │   │
       └───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘
       ┌───┬───┐
  char │   │   │
       └───┴───┘

byte恰好就是一个字节,而longdouble需要8个字节。

整型

对于整型类型,Java只定义了带符号的整型,因此,最高位的bit表示符号位(0表示正数,1表示负数)。各种整型能表示的最大范围如下:

byte:-128 ~ 127
short: -32768 ~ 32767
int: -2147483648 ~ 2147483647
long: -9223372036854775808 ~ 9223372036854775807
//定义整形
public
class Main { public static void main(String[] args) { int i = 2147483647; int i2 = -2147483648; int i3 = 2_000_000_000; // 加下划线更容易识别 int i4 = 0xff0000; // 十六进制表示的16711680 int i5 = 0b1000000000; // 二进制表示的512 long l = 9000000000000000000L; // long型的结尾需要加L } }

特别注意:同一个数的不同进制的表示是完全相同的,例如15=0xf0b1111

浮点型

浮点类型的数就是小数,因为小数用科学计数法表示的时候,小数点是可以“浮动”的,如1234.5可以表示成12.345x102,也可以表示成1.2345x103,所以称为浮点数。

下面是定义浮点数的例子:

float f1 = 3.14f;
float f2 = 3.14e38f; // 科学计数法表示的3.14x10^38
double d = 1.79e308;
double d2 = -1.79e308;
double d3 = 4.9e-324; // 科学计数法表示的4.9x10^-324

对于float类型,需要加上f后缀。

浮点数可表示的范围非常大,float类型可最大表示3.4x1038,而double类型可最大表示1.79x10308。

布尔类型

布尔类型boolean只有truefalse两个值,布尔类型总是关系运算的计算结果:

boolean b1 = true;
boolean b2 = false;
boolean isGreater = 5 > 3; // 计算结果为true
int age = 12;
boolean isAdult = age >= 18; // 计算结果为false

Java语言对布尔类型的存储并没有做规定,因为理论上存储布尔类型只需要1 bit,但是通常JVM内部会把boolean表示为4字节整数

字符类型

字符类型char表示一个字符。Java的char类型除了可表示标准的ASCII外,还可以表示一个Unicode字符:

//字符类型
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        char a = ‘A‘;
        char zh = ‘中‘;
        System.out.println(a);
        System.out.println(zh);
    }
}
A
中

注意char类型使用单引号,且仅有一个字符,要和双引号"的字符串类型区分开。

常量

定义变量的时候,如果加上final修饰符,这个变量就变成了常量:

inal double PI = 3.14; // PI是一个常量
double r = 5.0;
double area = PI * r * r;
PI = 300; // compile error!

常量在定义时进行初始化后就不可再次赋值,再次赋值会导致编译错误。

常量的作用是用有意义的变量名来避免魔术数字(Magic number),例如,不要在代码中到处写3.14,而是定义一个常量。如果将来需要提高计算精度,我们只需要在常量的定义处修改,例如,改成3.1416,而不必在所有地方替换3.14

根据习惯,常量名通常全部大写。

定义变量时,要遵循作用域最小化原则,尽量将变量定义在尽可能小的作用域,并且,不要重复使用变量名。

小结

Java提供了两种变量类型:基本类型和引用类型

基本类型包括整型,浮点型,布尔型,字符型。

变量可重新赋值,等号是赋值语句,不是数学意义的等号。

常量在初始化后不可重新赋值,使用常量便于理解程序意图

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

java基础之java程序基础(二)

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