一、语言概述

1.整体语言概述

2.java语言概述

（1）基础知识

软件：即一系列按照特定顺序组织的计算机数据和指令的集合。分为：系统软件 和 应用软件

• 系统软件：windows , mac os , linux, unix, android, ios,....
• 应用软件：word, ppt, 画图板,...

人机交互方式： 图形化界面 vs 命令行方式

应用程序 = 算法 + 数据结构

（2） 计算机语言的发展迭代史

第一代：机器语言

第二代：汇编语言

第三代：高级语言

• 面向过程：C,Pascal、Fortran
• 面向对象：Java,JS,Python,Scala,...

Java语言版本迭代概述
1991年 Green项目，开发语言最初命名为Oak (橡树)
1994年，开发组意识到Oak 非常适合于互联网
1996年，发布 JDK 1.0，约8.3万个网页应用Java技术来制作
1997年，发布JDK 1.1，JavaOne会议召开，创当时全球同类会议规模之最
1998年，发布JDK 1.2，同年发布企业平台 J2EE
1999年，Java分成 J2SE、J2EE和 J2ME，JSP/Servlet技术诞生
2004年，发布里程碑式版本：JDK 1.5，为突出此版本的重要性，更名为JDK 5.0
2005年，J2SE -> JavaSE，J2EE -> JavaEE，J2ME -> JavaME
2009年， Oracle公司收购SUN，交易价格74亿美元
2011年，发布JDK 7.0
2014年，发布JDK 8.0，是继JDK 5.0以来变化最大的版本
2017年，发布JDK 9.0，最大限度实现模块化
2018年3月，发布JDK 10.0，版本号也称为18.3
2018年9月，发布JDK 11.0，版本号也称为18.9

（3）Java语言应用的领域：

Java Web开发：后台开发

大数据开发：数据挖掘

Java语言的核心特性

面向对象编程
Java基于类与对象的设计范式，两大核心要素为类和实例化对象。其三大支柱特性包括数据封装隐藏实现细节、类继承实现代码复用、运行时多态支持同一接口的不同行为表现。

运行时环境架构
JDK（开发工具包）包含JRE（运行时环境）及编译器等工具，JRE提供库文件和JVM（虚拟机）执行环境，JVM负责字节码跨平台解释执行。三者呈层级包含关系：JDK ⊇ JRE ⊇ JVM。

Android应用程序开发：客户端开发

4.第一个java程序

（1）输出HelloWorld程序

刚开始我们不用专门的IDE 所以我们打开记事本 写入下面代码：

创建一个java源文件：HelloWorld.java
class HelloChina{
    public static void main(String[] args){
        System.out.println("Hello,World!");
    }
}

（2）使用命令进行编译运行

打开终端win+r 输入cmd->进入到我们保存的java程序路径

编译：

javac HelloWorld.java

运行：

java HelloWord

（4）总结我的第一个java程序

① java程序编写-编译-运行的过程

• 编写：我们将编写的java代码保存在以".java"结尾的源文件中
• 编译：使用javac.exe命令编译我们的java源文件。格式：javac 源文件名.java
• 运行：使用java.exe命令解释运行我们的字节码文件。 格式：java 类名

② 在一个java源文件中可以声明多个class。但是，只能最多有一个类声明为public的。而且要求声明为public的类的类名必须与源文件 名相同。

③ 程序的入口是main()方法。格式是固定的。

④ 输出语句：

• System.out.println()：先输出数据，然后换行；
• System.out.print()：只输出数据；

⑤ 每一行执行语句都以;结束。

⑥ 编译的过程：编译以后，会生成一个或多个字节码文件。字节码文件的文件名与java源文件中的类名相同。

（5）注释

注释:Comment

• 单行注释：//注释内容
• 多行注释：/* 注释内容 */
• 文档注释：/** 注释内容 */

作用：

① 对所写的程序进行解释说明，增强可读性。方便自己，方便别人

② 调试所写的代码

特点：

① 单行注释和多行注释，注释了的内容不参与编译。换句话说，编译以后生成的 .class 结尾的字节码文件中不包含注释掉的信息 ② 注释内容可以被JDK提供的工具 javadoc 所解析，生成一套以网页文件形式体现的该程序的说明文档。

③ 多行注释不可以嵌套使用

（6）命名规范

包名：多单词组成时所有字母都小写：xxxyyyzzz

类名、接口名：多单词组成时，所有单词的首字母大写： XxxYyyZzz(大驼峰式)

变量名、方法名：多单词组成时，第一个单词首字母小写，第二个单词开始每个单词首字母大写： xxxYyyZzz(小驼峰式)

常量名：所有字母都大写。多单词时每个单词用下划线连接： XXX_YYY_ZZZ

二、基本语法

1.关键字与标识符

常见编程关键字改写示例

原始关键字可以基于功能或语义进行扩展表达，以下为常见编程语言关键字的改写方案：

控制流类

• if → 条件判定符
• else → 替代逻辑块
• switch → 多路分支选择器
• case → 分支匹配项
• default → 缺省执行路径

循环类

• for → 迭代循环控制器
• while → 前置条件循环
• do → 后置条件循环入口
• break → 强制循环终止符
• continue → 循环短路跳转

访问修饰符

• public → 全域可见性声明
• private → 私有作用域限定
• protected → 继承层级可见性
• static → 静态存储标识

类型定义类

• class → 对象蓝图构造符
• interface → 抽象契约声明
• enum → 枚举类型构造器
• struct → 值类型容器

异常处理

• try → 异常捕获域
• catch → 异常处理器
• throw → 异常触发指令
• finally → 资源清理域

（2）关键字的使用

定义：被Java语言赋予了特殊含义，用做专门用途的字符串（单词）

特点：关键字中所字母都为小写

（3）标识符的使用

定义：凡是自己可以起名字的地方都叫标识符。

涉及到的结构：包名、类名、接口名、变量名、方法名、常量名

规则：(必须要遵守。否则，编译不通过)

• 由26个英文字母大小写，0-9, _或$组成。
• 数字不可以开头。
• 不可以使用关键字和保留字，但能包含关键字和保留字。
• Java中严格区分大小写，长度无限制。
• 标识符不能包含空格。

规范：（可以不遵守，不影响编译和运行。但是要求大家遵守）

• 包名：多单词组成时所有字母都小写：xxxyyyzzz
• 类名、接口名：多单词组成时，所有单词的首字母大写： XxxYyyZzz(大驼峰式)
• 变量名、方法名：多单词组成时，第一个单词首字母小写，第二个单词开始每个单词首字母大写： xxxYyyZzz(小驼峰式)
• 常量名：所有字母都大写。多单词时每个单词用下划线连接： XXX_YYY_ZZZ

2.变量的使用

（1）变量的分类

（2）详细说明：

1. 整型：byte (1字节=8bit) \ short (2字节) \ int (4字节) \ long (8字节)

① byte 范围：-128 ~ 127

② 声明 long 型变量，必须以 l 或 L 结尾

③ 通常，定义整型变量时，使用 int 型。

④整型的常量，默认类型是：int 型

2.浮点型：float(4字节) \ double (8字节)

① 浮点型，表示带小数点的数值

② float 表示数值的范围比long还大

③ 定义 float 类型变量时，变量要以 f 或 F 结尾

④ 通常，定义浮点型变量时，使用 double 型。

⑤ 浮点型的常量，默认类型为：double

3.字符型：char (1字符 = 2字节)

① 定义 char 型变量，通常使用一对'',内部只能写一个字符

② 表示方式：1.声明一个字符 2.转义字符 3.直接使用 Unicode 值来表示字符型常量

4.布尔型：boolean

① 只能取两个值之一：true 、 false

② 常常在条件判断、循环结构中使用

（3）变量使用注意点

① 变量必须先声明，后使用；

② 变量都定义在其作用域内。在作用域内，它是有效的，出了作用域，就失效了；

③ 同一个作用域内，不可以声明两个同名的变量；

3.进制的转换

（1） 编程中涉及的进制及表示方式：

• 二进制(binary)： 0/1，满2进1以0b或0B开头。
• 十进制 (decimal)：0-9，满10进1。
• 八进制(octal)：0-7，满8进1，以数字0开头表示。
• 十六进制(hex)：0-9及A-F，满16进1，以0x或0X开头表示。此处的A-F不区分大小写如：0x21AF+1=0X21B0

（2）进制的使用说明

算机底层的存储方式：所有数字在计算机底层都以二进制形式存在。

二进制数据的存储方式：所有的数值，不管正负，底层都以补码的方式存储。

原码、反码、补码的说明：

• 正数：三码合一
• 负数：
  • 负数的原码：直接将一个数值换成二进制数。最高位是符号位。
  • 负数的反码：是对原码按位取反，只是最高位（符号位）确定为1。
  • 负数的补码：其反码加1。

（3）进制之间的转换

4.运算符

（1）算术运算符

算术运算符： + - + - * / % (前)++ (后)++ (前)-- (后)-- +

相关代码实验：

//除号：/
int num1 = 12;
int num2 = 5;
int result1 = num1 / num2;
System.out.println(result1);//2
// %:取余运算
//结果的符号与被模数的符号相同
//开发中，经常使用%来判断能否被除尽的情况。
int m1 = 12;
int n1 = 5;
System.out.println("m1 % n1 = " + m1 % n1);
​
int m2 = -12;
int n2 = 5;
System.out.println("m2 % n2 = " + m2 % n2);
​
int m3 = 12;
int n3 = -5;
System.out.println("m3 % n3 = " + m3 % n3);
​
int m4 = -12;
int n4 = -5;
System.out.println("m4 % n4 = " + m4 % n4);
//(前)++ :先自增1，后运算
//(后)++ :先运算，后自增1
int a1 = 10;
int b1 = ++a1;
System.out.println("a1 = " + a1 + ",b1 = " + b1);
​
int a2 = 10;
int b2 = a2++;
System.out.println("a2 = " + a2 + ",b2 = " + b2);
​
int a3 = 10;
++a3;//a3++;
int b3 = a3;
//(前)-- :先自减1，后运算
//(后)-- :先运算，后自减1
​
int a4 = 10;
int b4 = a4--;//int b4 = --a4;
System.out.println("a4 = " + a4 + ",b4 = " + b4);

注意：

1. (前)++ :先自增1，后运算 (后)++ :先运算，后自增1
2. (前)-- :先自减1，后运算 (后)-- :先运算，后自减1
3. 连接符：+：只能使用在String与其他数据类型变量之间使用。

（2）赋值运算符

赋值运算符：= += -= *= /= %=

代码实验：

int i2,j2;
//连续赋值
i2 = j2 = 10;
//***************
int i3 = 10,j3 = 20;
int num1 = 10;
num1 += 2;//num1 = num1 + 2;
System.out.println(num1);//12
​
int num2 = 12;
num2 %= 5;//num2 = num2 % 5;
System.out.println(num2);
​
short s1 = 10;
//s1 = s1 + 2;//编译失败
s1 += 2;//结论：不会改变变量本身的数据类型
System.out.println(s1);

（3）比较运算符

比较运算符（关系运算符）: == != > < >= <= instanceof

代码实验：

int i = 10;
int j = 20;
​
System.out.println(i == j);//false
System.out.println(i = j);//20
​
boolean b1 = true;
boolean b2 = false;
System.out.println(b2 == b1);//false
System.out.println(b2 = b1);//true

特别说明的

• 比较运算符的结果是 boolean 类型；
• < >= <= :只能使用在数值类型的数据之间；
• == 和 !=: 不仅可以使用在数值类型数据之间，还可以使用在其他引用类型变量之间；

（4）逻辑运算符

逻辑运算符：& && | || ! ^

代码实验：

//区分& 与 &&
//相同点1：& 与  && 的运算结果相同
//相同点2：当符号左边是true时，二者都会执行符号右边的运算
//不同点：当符号左边是false时，&继续执行符号右边的运算。&&不再执行符号右边的运算。
//开发中，推荐使用&&
boolean b1 = true;
b1 = false;
int num1 = 10;
if(b1 & (num1++ > 0)){
    System.out.println("我现在在楚雄师范学院");
}else{
    System.out.println("我现在在昆明");
}
​
System.out.println("num1 = " + num1);
​
​
boolean b2 = true;
b2 = false;
int num2 = 10;
if(b2 && (num2++ > 0)){
    System.out.println("我现在在云南");
}else{
    System.out.println("我现在在楚雄");
}
​
System.out.println("num2 = " + num2);

| 与 || 的区别

相同点1：| 与 || 的运算结果相同；

相同点2：当符号左边是false时，二者都会执行符号右边的运算；

不同点：当符号左边是true时，| 继续执行符号右边的运算，而 || 不再执行符号右边的运算；

开发中，推荐使用||

（5）位运算符

位运算符：<< >> >>> & | ^ ~

int i = 21;
i = -21;
System.out.println("i << 2 :" + (i << 2));
System.out.println("i << 3 :" + (i << 3));
System.out.println("i << 27 :" + (i << 27));
​
int m = 12;
int n = 5;
System.out.println("m & n :" + (m & n));
System.out.println("m | n :" + (m | n));
System.out.println("m ^ n :" + (m ^ n));

面试小达人：

你能否写出最高效的2 * 8的实现方式？ 答案：2 << 3 或 8 << 1
【特别说明的】

• 位运算符操作的都是整型的数据
• << ：在一定范围内，每向左移1位，相当于 * 2 >>:在一定范围内，每向右移1位，相当于 / 2

（6）三元运算符

三元运算符：(条件表达式) ? 表达式1 : 表达式2

代码实验：

① 获取两个整数的较大值

int a = 3;
int b = 6;
int c = 10;
int max = (a > b) a ? b;
复制代码

② 获取三个数的最大值

int a = 3;
int b = 6;
int c = 10;
int temp = (a > b) a ? b;
int max = (temp > c) temp ? c;
复制代码

【特别说明】

① 条件表达式的结果为boolean类型

② 根据条件表达式真或假，决定执行表达式1，还是表达式2. 如果表达式为true，则执行表达式1。 如果表达式为false，则执行表达 式2。

③ 表达式1 和表达式2要求是一致的。

④ 三元运算符可以嵌套使用

⑤ 凡是可以使用三元运算符的地方，都可以改写为if-else反之，不成立。

⑥ 如果程序既可以使用三元运算符，又可以使用if-else结构，那么优先选择三元运算符。原因：简洁、执行效率高。

3.流程控制

（1）分支结构 if-else条件判断

结构一：
if(条件表达式){
    执行表达式
}
​
结构二：二选一
if(条件表达式){
    执行表达式1
}else{
    执行表达式2
}
​
结构三：n选一
if(条件表达式){
    执行表达式1
}else if(条件表达式){
    执行表达式2
}else if(条件表达式){
    执行表达式3
}
...
else{
    执行表达式n
}
复制代码

说明：

• else 结构是可选的。
• 针对于条件表达式：
  • 如果多个条件表达式之间是“互斥”关系(或没有交集的关系),哪个判断和执行语句声明在上面还是下面，无所谓。
  • 如果多个条件表达式之间有交集的关系，需要根据实际情况，考虑清楚应该将哪个结构声明在上面。
  • 如果多个条件表达式之间有包含的关系，通常情况下，需要将范围小的声明在范围大的上面。否则，范围小的就没机会执行了。

• if-else结构是可以相互嵌套的。
• 如果if-else结构中的执行语句只有一行时，对应的一对{}可以省略的。但是，不建议大家省略。

（2）switch-case语句

书写方式

switch(表达式){
case 常量1:
    执行语句1;
    //break;
case 常量2:
    执行语句2;
    //break;
...
default:
    执行语句n;
    //break;
}
复制代码

使用说明：

① 根据switch表达式中的值，依次匹配各个case中的常量。一旦匹配成功，则进入相应case结构中，调用其执行语句；当调用完执 行语句以后，则仍然继续向下执行其他case结构中的执行语句，直到遇到break关键字或此switch-case结构末尾结束为止；

② break,可以使用在switch-case结构中，表示一旦执行到此关键字，就跳出switch-case结构；

③ switch结构中的表达式，只能是如下的6种数据类型之一：

byte 、short、char、int、枚举类型(JDK5.0新增)、String类型(JDK7.0新增) ④ case 之后只能声明常量。不能声明范围；

⑤ break关键字是可选的；

⑥ default:相当于if-else结构中的else，default结构是可选的，而且位置是灵活的；

补充说明：
如果switch-case结构中的多个case的执行语句相同，则可以考虑进行合并；
break在switch-case中是可选的；

（3）循环结构

循环结构四要素：

① 初始化条件

② 循环条件 --->是boolean类型

③ 循环体

④ 迭代条件

说明：通常情况下，循环结束都是因为②中循环条件返回false了。

（4）三种循环结构

//for循环结构
for(①;②;④){
    ③
}
//执行过程：① - ② - ③ - ④ - ② - ③ - ④ - ... - ②
​
//while循环结构
①
while(②){
    ③;
    ④;
}
//执行过程：① - ② - ③ - ④ - ② - ③ - ④ - ... - ②
​
//do-while循环结构
①
do{
③;
④;
}while(②);
//执行过程：① - ③ - ④ - ② - ③ - ④ - ... - ②
复制代码

说明：写while循环千万小心不要丢了迭代条件。一旦丢了，就可能导致死循环！

for和while循环总结：

1. 开发中，基本上我们都会从for、while中进行选择，实现循环结构。
2. for循环和while循环是可以相互转换的！ 区别：for循环和while循环的初始化条件部分的作用范围不同。
3. 我们写程序，要避免出现死循环。

说明：

1. do-while循环至少会执行一次循环体！
2. 开发中，使用for和while更多一些。较少使用do-while
3. 数组循环比遍历通常用for循环
4. 触发条件复杂的用while循环

（4）无限循环结构: while(true) 或 for(;;)

总结：如何结束一个循环结构？

方式一：当循环条件是false时

方式二：在循环体中，执行break

（5)嵌套循环

嵌套循环:将一个循环结构A声明在另一个循环结构B的循环体中,就构成了嵌套循环

内层循环：循环结构A

外层循环：循环结构B

说明：
① 内层循环结构遍历一遍，只相当于外层循环循环体执行了一次；
② 假设外层循环需要执行m次，内层循环需要执行n次。此时内层循环的循环体一共执行了m * n次；
③ 外层循环控制行数，内层循环控制列数

代码实验：

/练习一：
/*
        ******
        ******
        ******
        ******
        */
for(int j = 1;j <= 4;j++ ){
    for(int i = 1;i <= 6;i++){
        System.out.print('*');
    }
    System.out.println();
}
//练习二：
/*          i(行号)       j(*的个数)
        *           1           1
        **          2           2
        ***         3           3
        ****        4           4
        *****       5           5
        */
​
for(int i = 1;i <= 5;i++){//控制行数
    for(int j = 1;j <= i;j++){//控制列数
        System.out.print("*");
​
    }
    System.out.println();
}
复制代码

补充: 衡量一个功能代码的优劣：

1. 正确性
2. 可读性
3. 健壮性
4. 高效率与低存储：时间复杂度 、空间复杂度 （衡量算法的好坏）

（6）关键字break和continue

break和continue关键字的使用

	使用范围	循环中的作用（不同点）	相同点

补充：带标签的break和continue的使用