Java语言基础知识大全
2.1简单数据类型
2.1.1 标识符和保留字
1.标识符
程序员对程序中的各个元素加以命名时使用的命名记号称为标识符(identifier)。Java语言中,标识符是以字母,下划线(_),美元符($)开始的一个字符序列,后面可以跟字母,下划线,美元符,数字。例如,identifier,userName,User_Name,_sys_val, $change为合法的标识符,而2mail room#,class 为非法的标识符。
2.保留字
具有专门的意义和用途,不能当作一般的标识符使用,这些标识符称为保留字(reserved word),也称为关键字,下面列出了java语言中的所有保留字:
bstract,break,byte,boolean,catch,case,class,char,continue,default,double,do,else,extends,false,final,float,for,finally,if,import,implements,int,interface,instanceof,long,length,native,new,null,package,private,protected,public,return,switch,synchronized,short,static,super,try,true,this,throw,throws,threadsafe,transient,void,while 。
java语言中的保留字均用小写字母表示。
2.1.2 数据类型概
1. java中的数据类型划分
java语言的数据类型有简单类型和复合类型:
简单数据类型包括:
整数类型(Integer):byte, short, int, long
浮点类型(Floating):float,double
字符类型(Textual):char
布尔类型(Logical):boolean
复合数据类型包括:
class
interface
数组
2.常量和变量
常量:用保留字final来实现
final typeSpecifier varName=value[,varName[=value]…];
如:final int NUM=100;
变量:是java 程序中的基本存储单元,它的定义包括变量名、变量类型和作用域几个部分。其定义格式如下:
typeSpecifier varName[=value[,varName[=value]…];
如:int count; char c='a';
变量的作用域指明可访问该变量的一段代码,声明一个变量的同时也就指明了变量的作用域。按作用域来分,变量可以有下面几种:局部变量、类变量、方法参数和例外处理参数。在一个确定的域中,变量名应该是唯一的。局部变量在方法或方法的一个块代码中声明,它的作用域为它所在的代码块(整个方法或方法中的某块代码)。类变量在类中声明,而不是在类的某个方法中声明,它的作用域是整个类。方法参数传递给方法,它的作用域就是这个方法。例外处理参数传递给例外处理代码,它的作用域就是例外处理部分。
2.1.3 简单数据类型
1.布尔类型--boolean
布尔型数据只有两个值true和false,且它们不对应于任何整数值。布尔型变量的定义如:
boolean b=true;
2.字符类型--char
字符常量:
字符常量是用单引号括起来的一个字符,如'a','A';
字符型变量:
类型为char,它在机器中占16位,其范围为0~65535。字符型变量的定义如:
char c='a'; /*指定变量c为char型,且赋初值为'a'*/
3.整型数据
整型常量:
◇ 十进制整数
如123,-456,0
◇ 八进制整数
以0开头,如0123表示十进制数83,-011表示十进制数-9。
◇ 十六进制整数
以0x或0X开头,如0x123表示十进制数291,-0X12表示十进制数-18。
整型变量:
数据类型
|
所占位数
|
数的范围
|
byte
|
8
|
-27~27-1
|
bhort
|
16
|
-215~215-1
|
int
|
32
|
-231~231-1
|
long
|
64
|
-263~263-1
|
4.浮点型(实型)数据
实型常量:
◇ 十进制数形式
由数字和小数点组成,且必须有小数点,如0.123, 1.23, 123.0
◇ 科学计数法形式
如:123e3或123E3,其中e或E之前必须有数字,且e或E后面的指数必须为整数。
◇ float型的值,必须在数字后加f或F,如1.23f。
实型变量:
数据类型
|
所占位数
|
数的范围
|
float
|
32
|
3.4e-038 ~3.4e+038
|
double
|
64
|
1.7e-038 ~1.7e+038
|
5.简单数据类型的例子:
【例2.1】
public class Assign {
public static void main (String args [ ] ) {
int x , y ; //定义x,y两个整型变量
float z = 1.234f ; //指定变量z为float型,且赋初值为1.234
double w = 1.234 ; //指定变量w为double型,且赋初值为1.234
boolean flag = true ; //指定变量flag为boolean型,且赋初值为true
char c ; //定义字符型变量c
String str ; //定义字符串变量str
String str1 = " Hi " ; //指定变量str1为String型,且赋初值为Hi
c = ' A ' ; //给字符型变量c赋值'A'
str = " bye " ; //给字符串变量str赋值"bye"
x = 12 ; //给整型变量x赋值为12
y = 300; //给整型变量y赋值为300
}
}
2.1.4 简单数据类型中各类型数据间的优先关系和相互转换
1.不同类型数据间的优先关系如下:
低------------------------------------------->高
byte,short,char-> int -> long -> float -> double
2.自动类型转换规则
整型,实型,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;
操作数1类型
|
操作数2类型
|
转换后的类型
|
byte、short、char | int | int |
byte、short、char、int | long | long |
byte、short、char、int、long | float | float |
byte、short、char、int、long、float | double | double |
3.强制类型转换
高级数据要转换成低级数据,需用到强制类型转换,如:
int i;
byte b=(byte)i; /*把int型变量i强制转换为byte型*/
2.2 运算符和表达式
2.2.1 运算符
对各种类型的数据进行加工的过程成为运算,表示各种不同运算的符号称为运算符,参与运算的数据称为操作数,按操作数的数目来分,可有:
◇ 一元运算符:++,--,+,-
◇ 二元运算符:+,-,>
◇ 三元运算符:?:
基本的运算符按功能划分,有下面几类:
1算术运算符: +,―,*,/,%,++,――。
例如:
3+2;
a-b;
i++;
--i;
2关系运算符: >,<,>=,<=,==,!=。
例如:
count>3;
I==0;
n!=-1;
3布尔逻辑运算符: !,&&,|| 。
例如:
flag=true;
!(flag);
flag&&false;
4位运算符: >>,<<,>>>,&,|,^,~。
例如:
a=10011101; b=00111001;则有如下结果:
a<<3 =11101000;
a>>3 =11110011 a>>>3=00010011;
a&b=00011001; a|b=10111101;
~a=01100010; a^b=10100100;
5赋值运算符 =,及其扩展赋值运算符如+=,―=,*=,/=等。
例如:
i=3;
i+=3; //等效于i=i+3;
6条件运算符 ? :
例如:result=(sum= =0 ? 1 : num/sum);
7其它:
包括分量运算符· ,下标运算符 [],实例运算符instanceof,内存分配运算符new,强制类型转换运算符 (类型),方法调用运算符 () 等。例如:
System.out.println("hello world");
int array1[]=new int[4];
2.2.2 表达式
表达式是由操作数和运算符按一定的语法形式组成的符号序列。一个常量或一个变量名字是最简单的表达式,其值即该常量或变量的值;表达式的值还可以用作其他运算的操作数,形成更复杂的表达式。
1.表达式的类型
表达式的类型由运算以及参与运算的操作数的类型决定,可以是简单类型,也可以是复合类型:
布尔型表达式: x&&y||z;
整型表达式: num1+num2;
2.运算符的优先次序
表达式的运算按照运算符的优先顺序从高到低进行,同级运算符从左到右进行:
优先次序
|
运算符
|
1
|
. [] ()
|
2
|
++ -- ! ~ instanceof
|
3
|
new (type)
|
4
|
* / %
|
5
|
+ -
|
6
|
>> >>> <<
|
7
|
> < >= <=
|
8
|
= = !=
|
9
|
&
|
10
|
^
|
11
|
|
|
12
|
&&
|
13
|
||
|
14
|
?:
|
15
|
= += -= *= /= %= ^=
|
16
|
&= |= <<= >>= >>>=
|
例如,下述条件语句分四步完成:
Result=sum==0?1:num/sum;
第1步:result=sum==0?1:(num/sum)
第2步:result=(sum==0)?1:(num/sum)
第3步:result=((sum==0)?1:(num/sum))
第4步:result=
2.3控制语句
Java程序通过控制语句来执行程序流,完成一定的任务。程序流是由若干个语句组成的,语句可以是单一的一条语句,如c=a+b,也可以是用大括号{}括起来的一个复合语句。Java中的控制语句有以下几类:
◇ 分支语句:if-else, switch
◇ 循环语句:while, do-while, for
◇ 与程序转移有关的跳转语句:break, continue, return
◇ 例外处理语句:try-catch-finally, throw
◇ 注释语句://,/* */, /** */
2.3.1 分支语句
分支语句提供了一种控制机制,使得程序的执行可以跳过某些语句不执行,而转去执行特定的语句。
1.条件语句 if-else
if(boolean-expression)
statement1;
[else statement2;]
2.多分支语句 switch
switch (expression){
case value1 : statement1;
break;
case value2 : statement2;
break;
…………
case valueN : statemendN;
break;
[default : defaultStatement; ]
}
◇ 表达式expression的返回值类型必须是这几种类型之一:int,byte,char,short。
◇ case子句中的值valueN必须是常量,而且所有case子句中的值应是不同的。
◇ default子句是可选的。
◇break语句用来在执行完一个case分支后,使程序跳出switch语句,即终止switch语句的执行(在一些特殊情况下,多个不同的case值要执行一组相同的操作,这时可以不用break)。
2.3.2 循环语句
循环语句的作用是反复执行一段代码,直到满足终止循环的条件为止。Java语言中提供的循环语句有:
◇ while语句
◇ do-while语句
◇ for语句
1.while语句
[initialization]
while (termination){
body;
[iteration;]
}
2.do-while语句
[initialization]
do {
body;
[iteration;]
} while (termination);
3.for语句
for (initialization; termination; iteration){
body;
}
◇ for语句执行时,首先执行初始化操作,然后判断终止条件是否满足,如果满足,则执行循环体中的语句,最后执行迭代部分。完成一次循环后,重新判断终止条件。
◇ 初始化、终止以及迭代部分都可以为空语句(但分号不能省),三者均为空的时候,相当于一个无限循环。
◇ 在初始化部分和迭代部分可以使用逗号语句,来进行多个操作。逗号语句是用逗号分隔的语句序列。
for( i=0, j=10; i……
}
2.3.3 跳转语句
◇ break语句
◇ continue语句
◇ 返回语句return
1.break语句
◇ 在switch语中,break语句用来终止switch语句的执行。使程序从switch语句后的第一个语句开始执行。
◇ 在Java中,可以为每个代码块加一个括号,一个代码块通常是用大括号{}括起来的一段代码。加标号的格式如下:
BlockLabel: { codeBlock }
break语句的第二种使用情况就是跳出它所指定的块,并从紧跟该块的第一条语句处执行。例如:
break BlockLabel;
break语句
a:{…… //标记代码块a
b:{…… //标记代码块b
c:{…… //标记代码块c
break b;
…… //此处的语句块不被执行
}
…… /此处的语句块不被执行
}
…… //从此处开始执行
}
2.continue语句
continue语句用来结束本次循环,跳过循环体中下面尚未执行的语句,接着进行终止条件的判断,以决定是否继续循环。对于for语句,在进行终止条件的判断前,还要先执行迭代语句。它的格式为:
continue;
也可以用continue跳转到括号指明的外层循环中,这时的格式为
continue outerLable;
例如:
outer: for( int i=0; i<10; i++ ){ //外层循环
inner: for( int j=0; j<10; j++ ){ //内层循环
if( i
continue outer;
}
……
}
……
}
3.返回语句return
return语句从当前方法中退出,返回到调用该方法的语句处,并从紧跟该语句的下一条语句继续程序的执行。返回语句有两种格式:
return expression ;
return;
return语句通常用在一个方法体的最后,否则会产生编译错误,除非用在if-else语句中
2.3.4 例外处理语句
包括try,catch,finally,throw语
2.4 数组
java语言中,数组是一种最简单的复合数据类型。数组是有序数据的集合,数组中的每个元素具有相同的数据类型,可以用一个统一的数组名和下标来唯一地确定数组中的元素。数组有一维数组和多维数组。
2.4.1 一维数组
1. 一维数组的定义
type arrayName[ ];
类型(type)可以为Java中任意的数据类型,包括简单类型和复合类型。
例如:
int intArray[ ];
Date dateArray[];
2.一维数组的初始化
◇ 静态初始化
int intArray[]={1,2,3,4};
String stringArray[]={"abc", "How", "you"};
◇ 动态初始化
1)简单类型的数组
int intArray[];
intArray = new int[5];
2)复合类型的数组
String stringArray[ ];
String stringArray = new String[3];/*为数组中每个元素开辟引用
空间(32位) */
stringArray[0]= new String("How");//为第一个数组元素开辟空间
stringArray[1]= new String("are");//为第二个数组元素开辟空间
stringArray[2]= new String("you");// 为第三个数组元素开辟空间
3.一维数组元素的引用
数组元素的引用方式为:
arrayName[index]
index为数组下标,它可以为整型常数或表达式,下标从0开始。每个数组都有一个属性length指明它的长度,例如:intArray.length指明数组intArray的长度。
2.4.2 多维数组
Java语言中,多维数组被看作数组的数组。
1.二维数组的定义
type arrayName[ ][ ];
type [ ][ ]arrayName;
2.二维数组的初始化
◇ 静态初始化
int intArray[ ][ ]={{1,2},{2,3},{3,4,5}};
Java语言中,由于把二维数组看作是数组的数组,数组空间不是连续分配的,所以不要求二维数组每一维的大小相同。
◇ 动态初始化
1) 直接为每一维分配空间,格式如下:
arrayName = new type[arrayLength1][arrayLength2];
int a[ ][ ] = new int[2][3];
2) 从最高维开始,分别为每一维分配空间:
arrayName = new type[arrayLength1][ ];
arrayName[0] = new type[arrayLength20];
arrayName[1] = new type[arrayLength21];
…
arrayName[arrayLength1-1] = new type[arrayLength2n];
3) 例:
二维简单数据类型数组的动态初始化如下,
int a[ ][ ] = new int[2][ ];
a[0] = new int[3];
a[1] = new int[5];
对二维复合数据类型的数组,必须首先为最高维分配引用空间,然后再顺次为低维分配空间。
而且,必须为每个数组元素单独分配空间。
例如:
String s[ ][ ] = new String[2][ ];
s[0]= new String[2];//为最高维分配引用空间
s[1]= new String[2]; //为最高维分配引用空间
s[0][0]= new String("Good");// 为每个数组元素单独分配空间
s[0][1]= new String("Luck");// 为每个数组元素单独分配空间
s[1][0]= new String("to");// 为每个数组元素单独分配空间
s[1][1]= new String("You");// 为每个数组元素单独分配空间
3.二维数组元素的引用
对二维数组中的每个元素,引用方式为:arrayName[index1][index2]
例如: num[1][0];
4.二维数组举例:
【例2.2】两个矩阵相乘
public class MatrixMultiply{
public static void main(String args[]){
int i,j,k;
int a[][]=new int [2][3]; //动态初始化一个二维数组
int b[][]={{1,5,2,8},{5,9,10,-3},{2,7,-5,-18}};//静态初始化
一个二维数组
int c[][]=new int[2][4]; //动态初始化一个二维数组
for (i=0;i<2;i++)
for (j=0; j<3 ;j++)
a[i][j]=(i+1)*(j+2);
for (i=0;i<2;i++){
for (j=0;j<4;j++){
c[i][j]=0;
for(k=0;k<3;k++)
c[i][j]+=a[i][k]*b[k][j];
}
}
System.out.println("*******Matrix C********");//打印Matrix C标记
for(i=0;i<2;i++){
for (j=0;j<4;j++)
System.out.println(c[i][j]+" ");
System.out.println();
}
}
}
2.5 字符串的处理
2.5.1 字符串的表示
Java语言中,把字符串作为对象来处理,类String和StringBuffer都可以用来表示一个字符串。(类名都是大写字母打头)
1.字符串常量
字符串常量是用双引号括住的一串字符。
"Hello World!"
2.String表示字符串常量
用String表示字符串:
String( char chars[ ] );
String( char chars[ ], int startIndex, int numChars );
String( byte ascii[ ], int hiByte );
String( byte ascii[ ], int hiByte, int startIndex, int numChars );
String使用示例:
String s=new String() ; 生成一个空串
下面用不同方法生成字符串"abc":
char chars1[]={'a','b','c'};
char chars2[]={'a','b','c','d','e'};
String s1=new String(chars1);
String s2=new String(chars2,0,3);
byte ascii1[]={97,98,99};
byte ascii2[]={97,98,99,100,101};
String s3=new String(ascii1,0);
String s4=new String(ascii2,0,0,3);
3.用StringBuffer表示字符串
StringBuffer( ); /*分配16个字符的缓冲区*/
StringBuffer( int len ); /*分配len个字符的缓冲区*/
StringBuffer( String s ); /*除了按照s的大小分配空间外,再分配16个
字符的缓冲区*/
2.5.2 访问字符串
1.类String中提供了length( )、charAt( )、indexOf( )、lastIndexOf( )、getChars( )、getBytes( )、toCharArray( )等方法。
◇ public int length() 此方法返回字符串的字符个数
◇ public char charAt(int index) 此方法返回字符串中index位置上的字符,其中index 值的 范围是0~length-1
◇ public int indexOf(int ch)
public lastIndexOf(in ch)
返回字符ch在字符串中出现的第一个和最后一个的位置
◇ public int indexOf(String str)
public int lastIndexOf(String str)
返回子串str中第一个字符在字符串中出现的第一个和最后一个的位置
◇ public int indexOf(int ch,int fromIndex)
public lastIndexOf(in ch ,int fromIndex)
返回字符ch在字符串中位置fromIndex以后出现的第一个和最后一个的位置
◇ public int indexOf(String str,int fromIndex)
public int lastIndexOf(String str,int fromIndex)
返回子串str中的第一个字符在字符串中位置fromIndex后出现的第一个和最后一个的位置。
◇ public void getchars(int srcbegin,int end ,char buf[],int dstbegin)
srcbegin 为要提取的第一个字符在源串中的位置, end为要提取的最后一个字符在源串中的位置,字符数组buf[]存放目的字符串, dstbegin 为提取的字符串在目的串中的起始位置。
◇public void getBytes(int srcBegin, int srcEnd,byte[] dst, int dstBegin)
参数及用法同上,只是串中的字符均用8位表示。
2.类StringBuffer提供了 length( )、charAt( )、getChars( )、capacity()等方法。
方法capacity()用来得到字符串缓冲区的容量,它与方法length()所返回的值通常是不同的。
2.5.3 修改字符串
修改字符串的目的是为了得到新的字符串,类String和类StringBuffer都提供了相应的方法。有关各个方法的使用,参考java 2 API。
1.String类提供的方法:
concat( )
replace( )
substring( )
toLowerCase( )
toUpperCase( )
◇ public String contat(String str);
用来将当前字符串对象与给定字符串str连接起来。
◇ public String replace(char oldChar,char newChar);
用来把串中出现的所有特定字符替换成指定字符以生成新串。
◇ public String substring(int beginIndex);
public String substring(int beginIndex,int endIndex);
用来得到字符串中指定范围内的子串。
◇ public String toLowerCase();
把串中所有的字符变成小写。
◇ public String toUpperCase();
把串中所有的字符变成大写。
2.StringBuffer类提供的方法:
append( )
insert( )
setCharAt( )
如果操作后的字符超出已分配的缓冲区,则系统会自动为它分配额外的空间。
◇ public synchronized StringBuffer append(String str);
用来在已有字符串末尾添加一个字符串str。
◇ public synchronized StringBuffer insert(int offset, String str);
用来在字符串的索引offset位置处插入字符串str。
◇ public synchronized void setCharAt(int index,char ch);
用来设置指定索引index位置的字符值。
注意:String中对字符串的操作不是对源操作串对象本身进行的,而是对新生成的一个源操作串对象的拷贝进行的,其操作的结果不影响源串。
相反,StringBuffer中对字符串的连接操作是对源串本身进行的,操作之后源串的值发生了变化,变成连接后的串。
2.5.4 其它操作
1.字符串的比较
String中提供的方法:
equals( )和equalsIgnoreCase( )
它们与运算符'= ='实现的比较是不同的。运算符'= ='比较两个对象是否引用同一个实例,而equals( )和equalsIgnoreCase( )则比较两个字符串中对应的每个字符值是否相同。
2.字符串的转化
java.lang.Object中提供了方法toString( )把对象转化为字符串。
3.字符串"+"操作
运算符'+'可用来实现字符串的连接:
String s = "He is "+age+" years old.";
其他类型的数据与字符串进行"+"运算时,将自动转换成字符串。具体过程如下:
String s=new StringBuffer("he is").append(age).append("years old").toString();
注意:除了对运算符"+"进行了重载外,java不支持其它运算符的重载。
本讲小结】
java中的数据类型有简单数据类型和复合数据类型两种,其中简单数据类型包括整数类型、浮点类型、字符类型和布尔类型;复合数据类型包含类、接口和数组。表达式是由运算符和操作数组成的符号序列,对一个表达式进行运算时,要按运算符的优先顺序从高向低进行,同级的运算符则按从左到右的方向进行。条件语句、循环语句和跳转语句是java中常用的控制语句。
数组是最简单的复合数据类型,数组是有序数据的集合,数组中的每个元素具有相同的数据类型,可以用一个统一的数组名和下标来唯一地确定数组中的元素。Java中,对数组定义时并不为数组元素分配内存,只有初始化后,才为数组中的每一个元素分配空间。已定义的数组必须经过初始化后,才可以引用。数组的初始化分为静态初始化和动态初始化两种,其中对复合数据类型数组动态初始化时,必须经过两步空间分配:首先,为数组开辟每个元素的引用空间;然后,再为每个数组元素开辟空间。Java中把字符串当作对象来处理, java.lang.String类提供了一系列操作字符串的方法,使得字符串的生成、访问和修改等操作容易和规范。
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