【java 基础一】纯语法基础记录

清疚 2024-03-17 10:45 39阅读 0赞

## 一、基础 ##

### 1.1 变量 ###

Java 变量是程序中存储数据的容器。  
在 Java 中，变量需要先声明再使用，并且必须先声明再赋值。

1.  声明变量：声明变量时需要指定变量的类型、名称和初始值。例如，声明一个整型变量可以如下所示：

int num = 0;

1.  变量类型：Java 中的变量类型可以分为基本数据类型和引用数据类型。  
    基本数据类型包括：byte、short、int、long、float、double、char 和 boolean。  
    引用数据类型包括：类、接口、数组等。
2.  变量作用域：Java 中的变量作用域可以分为局部作用域、成员作用域和静态成员作用域。  
    局部作用域指的是在方法或代码块中声明的变量，  
    成员作用域指的是在类中声明的变量，  
    静态成员作用域指的是在类中声明为 static 的变量。
3.  变量赋值：在 Java 中，变量赋值使用等号（=）操作符。例如，将整型变量 num 赋值为 1 可以如下所示：

num = 1;

1.  变量运算：Java 中的变量可以进行算术运算、比较运算和逻辑运算等操作。例如，将两个整型变量相加可以如下所示：

int a = 1;  
    int b = 2;  
    int c = a + b;

1.  字符串变量：Java 中字符串变量使用 String 类型表示。例如，声明一个字符串变量可以如下所示：

String name = "Tom";

1.  数组变量：Java 中数组变量使用数组类型表示。例如，声明一个整型数组可以如下所示：

int[] nums = new int[10];

在 Java 中，变量是程序中必不可少的元素，它为程序提供了存储数据的能力。  
通过声明变量、给变量赋值、进行变量运算等操作，可以实现各种复杂的程序功能。

### 1.2 数据类型 ###

##### 1.2.1 基本数据类型 #####

基本数据类型包括：byte、short、int、long、float、double、char 和 boolean。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="left">数据类型</th> 
   <th align="left">关键字</th> 
   <th align="left">内存占用</th> 
   <th align="left">取值范围</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left">整数类型</td> 
   <td align="left">byte</td> 
   <td align="left">1 byte(8位)</td> 
   <td align="left">- 2^7 - 2^7 -1</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"></td> 
   <td align="left">short</td> 
   <td align="left">2 byte(16位)</td> 
   <td align="left">- 2^15 - 2^15 -1</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"></td> 
   <td align="left">int</td> 
   <td align="left">4 byte(32位)</td> 
   <td align="left">- 2^31 - 2^31 -1</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"></td> 
   <td align="left">long</td> 
   <td align="left">8 byte(64位)</td> 
   <td align="left">- 2^63 - 2^63 -1</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">浮点类型</td> 
   <td align="left">float</td> 
   <td align="left">4 byte(32位)</td> 
   <td align="left">一3.403E38~3.403E38</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"></td> 
   <td align="left">double</td> 
   <td align="left">8 byte(64位)</td> 
   <td align="left">1.797693e+308~ 4.9000000e-324</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">字符流行</td> 
   <td align="left">char</td> 
   <td align="left">2 byte(16位)</td> 
   <td align="left">0 - 2^16 -1</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">布尔类型</td> 
   <td align="left">boolean</td> 
   <td align="left">1 byte(-)</td> 
   <td align="left">true，false</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

1 byte = 8位

这些基本数据类型，在运算时，如果类型不一样，则需要进行类型的转化，如 int + float 型数据想加，我们分别讲下常见的类型转换。

*  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， 如上表所示，

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="left">1字节</th> 
   <th align="left">2字节</th> 
   <th align="left">4字节</th> 
   <th align="left">8字节</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left">byte</td> 
   <td align="left">short</td> 
   <td align="left">int</td> 
   <td align="left">long</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"></td> 
   <td align="left">char</td> 
   <td align="left">float</td> 
   <td align="left">double</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

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。
    
    这种自动的转换，不需要担心精度丢失。
    
    这里有个特例，long可以自动转换为float，简单来说因为浮点数用科学计数法存储的，而整数是用二进制存储的。
    所以虽然long型是64位的，float型是32位，但是float型所能表示的数要远远大于long型。

*  强制类型转换  
    转换的数据类型必须是兼容的，格式：（type）value  
    一般是大的类型转换为小类型

类型转换时可能会导致溢出或精度的丢失，另外浮点数到整数的转换是通过舍弃小数得到的。
    
    如果涉及到不同数据类型之间的数学运算，比如+、-、*、/等操作，
    小类型的数据和大类型的数据进行计算时，会自动进行类型提升，最终的结果变成大类型！

##### 1.2.2 引用数据类型 #####

引用数据类型包括：类、接口、数组等。

// 数组的静态初始化
    int[] arr = new int[3];
    int[] arr = new int[]{
        4,5,6};
    int[] arr = {
        1,2,3};
    
    
    // 
    Anr anr = new Anr(cookie);

### 1.3 原码、反码、补码及进制转换 ###

**原码：** 最高位是符号位（0 表示正数，1 表示负数），其他位为数值位。

10的原码:  00001010
    -10的原码: 10001010

**反码：** 正整数的反码与原码一致，负整数的反码是在原码基础上，符号位不变，其他位按位取反

10的反码:  00001010
    -10的反码: 11110101

**补码：** 正整数的补码与原码一致，负整数的补码是在反码基础上加1

10的补码:  00001010
    -10的补码: 11110110

![在这里插入图片描述][397a0ad918d948f5adf3e7a6e68841cb.png]

**二进制**  
二进制，里面只有0和1  
**十进制**  
将十进制除以2再取余，然后将余数和最后的1按照从下向上倒序写的方法，即可变为二进制。  
**八进制**  
所谓八进制，就是每 3 位二进制作为一个单元，其中最小的数是 0，最大的数是 7，一共 8 个数字  
![在这里插入图片描述][b1ae9ee2105d45699d02ee2c9a07181c.png]

**十六进制**  
十六进制，就是每 4 位二进制作为一个单元，其中最小数是 0，最大数是 15，一共 16 个数字，分别用 0 ~ 9、A、B、C、D、E、F 表示。  
![在这里插入图片描述][e0a0c5f6484242ef86df8b2fbed1f24e.png]

### 1.4 运算符 ###

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="left">运算符</th> 
   <th align="left">描述</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left">+</td> 
   <td align="left">加法: 进行两侧变量值相加</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">-</td> 
   <td align="left">减法: 进两侧变量值相减</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">*</td> 
   <td align="left">乘法: 进行两侧变量值相乘</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">\</td> 
   <td align="left">除法: 左侧变量值除以右侧变量</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">%</td> 
   <td align="left">取模: 左侧变量值除以右侧变量取余数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">++</td> 
   <td align="left">自增: 自身+1</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">–-</td> 
   <td align="left">自减: 自身-1</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">==</td> 
   <td align="left">判断两侧的变量值是否相等，如果相等条件为真</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">!=</td> 
   <td align="left">判断两侧变量值是否不相等，如果不相等条件为真</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">&gt;</td> 
   <td align="left">判断左侧变量值是否大于右侧变量值， 如果大于条件为真</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">&lt;</td> 
   <td align="left">判断左侧变量值是否小于右侧变量值， 如果小于条件为真</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">&gt;=</td> 
   <td align="left">判断左侧变量值是否大于或者等于右侧变量值， 如果大于或者等于条件为真</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">&lt;=</td> 
   <td align="left">判断左侧变量值是否小于或者等于右侧变量值， 如果小于或者等于条件为真</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">&amp;&amp;</td> 
   <td align="left">逻辑与。当且仅当两个操作数都为真，条件才为真。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"></td> 
   <td align="left"></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">!</td> 
   <td align="left">逻辑非。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。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">&lt;&lt;</td> 
   <td align="left">有符号左移， 相当于乘以2^n</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">&gt;&gt;</td> 
   <td align="left">有符号右移， 相当于除以2^n</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">&gt;&gt;&gt;</td> 
   <td align="left">无符号右移</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">&amp;</td> 
   <td align="left">位与 (只有1&amp;1得1，其他得0)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left"></td> 
   <td align="left"></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">~</td> 
   <td align="left">位非(反码) 即按位取反</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">^</td> 
   <td align="left">位异或 (即 相同的为0 不同的为1) 1^1=0 0^0=0 1^0=1</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

一些基本的运算符比较简单，我们说下位运算符，

位运算符 是按照二进制位操作 整数 的， 涉及到 二进制 和 整数存储方式（原码、反码、补码）

直接举例说明  
以 4 & -5 = 0为例子展示运算流程：

1. 因为4为正数，所以原码和补码相同，即4的补码为：00000000 0000000 00000000 00000100
    
    　　2.因为-5为负数，所以需要进行原码 >>> 反码 >>> 补码的转换
    
    　　　　1）原码：10000000 00000000 00000000 00000101
    
    　　　　2）反码：11111111 11111111 11111111 11111010
    
    　　　　3）补码：11111111 11111111 11111111 11111011
    
    　　3.将4和-5的补码进行 & 运算：00000000 0000000 00000000 00000100
    
    　　　　　　　　　　　　　　　   11111111 11111111 11111111 11111011         &
    
    　　　　　　　　　　　　　　　00000000 00000000 00000000 00000000
    
    　　4.得到的补码结果为：00000000 00000000 00000000 00000000。所以结果为0

/*
    	 * 位运算
    	 * "<<" 有符号左移
    	 * ">>" 有符号右移
    	 * ">>>" 无符号右移
    	 * "&" 位与 (只有1&1得1，其他得0)
    	 * "|" 位或 (只有0|0为0 ，其他为1)
    	 * "~" 位非(反码) 即按位取反
    	 * "^" 位异或 (即 相同的为0 不同的为1) 1^1=0 0^0=0 1^0=1
    	 */
    	private static void testWei() {
        
    		/**
    		 * "~" 位非(反码) 4 的反码 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100 
    		 *             按位取反 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1011 
    		 * 此时按位取反后的值为补码 现在需要换成二进制原码用来输出 先减1
    		 *                   1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1010 
    		 *             然后取反 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101
    		 * 最后 输出接口要加上符号位 即 -5 (先取反 ，在减1也可以)
    		 */
    		System.out.println("~4 " + (~4));
    
    		/**
    		 * "&" 位与 (只有1&1得1，其他得0) 4 的补码 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100 6
    		 * 的补码 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0110 位与结果 0000 0000 0000 0000
    		 * 0000 0000 0000 0100
    		 */
    		System.out.println("4&6 " + (4 & 6));
    
    		/**
    		 * "<<" 有符号左移 规律左移是基数乘以2的移位幂次方，比如3<<2则是3*2*2也就是3乘以2的2次幂
    		 */
    		System.out.println("3 << 3 " + (3 << 3));
    
    		/**
    		 * ">>" 有符号右移 规律左移是基数除以2的移位幂次方，比如3>>1则是3/2也就是3除以2的1次幂
    		 */
    		System.out.println("3 >> 1 " + (3 >> 1));
    
    		/**
    		 * ">>>" 无符号右移 无论高位是0还是1都补0
    		 */
    		System.out.println("3 >>> 1 " + (3 >>> 1));
    	}

### 1.5 修饰符 ###

分成访问修饰符 & 非访问修饰符，这个不多说，我们看图记忆即可。  
![在这里插入图片描述][1a1e41c602644af99164e6c5371bb27e.png]

### 1.5 表达式 & 语句 & 代码块 ###

##### 1.5.1 表达式 #####

Java 表达式是 Java 编程语言中的基本构建块，用于执行特定的操作并返回一个值。  
Java 表达式可以包含 Java 操作符、变量、方法和常量。以下是一些 Java 表达式的示例：我们举几个常见的例子  
加法表达式：

int a = 10;  
    int b = 20;  
    int sum = a + b;

乘法表达式：

int a = 10;  
    int b = 20;  
    int product = a * b;

条件表达式：

int a = 10;  
    int b = 20;  
    int max = (a > b) ? a : b;

字符串拼接表达式：

String str1 = "Hello";  
    String str2 = "World";  
    String message = str1 + " " + str2;

方法调用表达式：

int a = 10;  
    int b = 20;  
    int sum = add(a, b);

数组引用表达式：

int[] arr = {
        1, 2, 3, 4, 5};  
    int firstElement = arr[0];

##### 1.5.2 语句、代码块 #####

在 Java 中，使用大括号（\{\}）来定义代码块，可以使用分号（;）来结束语句。

声明语句：用于声明变量、方法和类等。
    赋值语句：用于给变量赋值。
    条件语句：用于根据条件执行不同的代码块。
    循环语句：用于重复执行一段代码。
    方法调用语句：用于调用方法。
    异常处理语句：用于处理程序运行时发生的异常。
    注释语句：用于添加注释，帮助其他开发人员理解代码。
    数组声明语句：用于声明和初始化数组。
    接口声明语句：用于声明接口。
    类定义语句：用于定义类。

### 1.6 数组 ###

Java中的数组是一种数据结构，用于存储相同类型的数据。  
一维数组

// 数组的静态初始化
    int[] arr = new int[3];
    int[] arr = new int[]{
        4,5,6};
    int[] arr = {
        1,2,3};

二维数组

// 声明一个二维数组变量  
    int[][] myArray;  
      
    // 创建二维数组并初始化  
    myArray = new int[3][4];

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[Java]: https://blog.csdn.net/fumeidonga/article/details/130393362
[Java 1]: https://blog.csdn.net/fumeidonga/article/details/130391207
[java]: https://blog.csdn.net/fumeidonga/article/details/130413299
[java 1]: https://blog.csdn.net/fumeidonga/article/details/130513712
[java 2]: https://blog.csdn.net/fumeidonga/article/details/130626099