03 - Java 程序基础

1 Java 规范

1.1 注释

优秀的代码就是最好的注释，但有多少人可以达到这一步呢？养成写注释的好习惯吧！

// 单行注释
/*
* 多行注释
*/
/** 文档注释
* @Description Hello Word
* @Author Nick
*/

1.2 标识符

1. 标识符必须以字母、下划线（_）、数字或美元（$）组成；
2. 标识符必须由字母、下划线（_）或美元（$）开头，不能由数字开头；
3. 标识符不能是关键字或者保留字；
4. 标识符中不能有空格;
5. 标识符没有长度限制；
6. 标识符对大小写敏感。

   标识符的使用规范

   • 表示类名的标识符：每个单词的首字母大写，如Book, JavaBook
   • 表示方法和变量的标识符：第一个单词小写，从第二个单词开始首字母大写，我们称之为“驼峰原则”，如read(), readBook()
   • 表示常量的标识符：全部单词大写，用下划线分隔

1.3 关键字&保留字

• 关键字是对Java的编译器有特殊的意义，他们用来表示一种数据类型，或者表示程序的结构等；
• 保留字是为Java预留的关键字，虽然现在没有作为关键字，但在以后的升级版本中有可能作为关键字；

下表是Java中的关键字和保留字:

查看关键字详情

2 数据类型

2.1 数据类型概述

几乎所有的编程语言中都会有数据类型，什么是数据类型呢？软件的存在主要是进行数据的处理，现实生活中的数据会有很多，所以编程语言对其进行了分门别类，然后不同的数据类型的数据会给其分配不同大小的空间进行存储。换句话说，java中的数据类型作用就是指导java虚拟机在程序运行阶段到底应该给该变量分配多大的内存空间。

2.2 数据类型分类

Java中的数据类型包括两种：

• 基本数据类型
• 引用数据类型

Java中的基本数据类型又包括四类8种：

• 整数型（不带小数的数字）：byte, short ,int, long
• 浮点型（带小数的数字）：float, double
• 字符型（文字，单个字符）：char
• 布尔型（真和假）：boolean

java中除了以上的8种基本数据类型之外，其它的数据类型均属于引用数据类型，也就是说字符串在java中不属于基本数据类型，而属于引用数据类型。
八种基本数据类型对照表：

3 变量&常量

3.1 变量本质

变量就是代表一个“可操作的存储空间”，空间位置是确定的，但是里面放置什么值不确定。我们可通过变量名来访问“对应的存储空间”，从而操纵这个“存储空间”存储的值。
Java是一种强类型语言，每个变量都必须声明其数据类型。变量的数据类型决定了变量占据存储空间的大小。 比如，int a = 3; 表示a变量的空间大小为4个字节，不同数据类型存储空间的大小请看上表。

3.2 变量的声明

变量在使用前必须对其声明, 只有在变量声明以后，才能为其分配相应长度的存储空间。
变量作为程序中最基本的存储单元，其要素包括变量名，变量类型和作用域。

/**
 * 格式：
 * 数据类型  变量名  [=初始值] [,变量名  [=初始值]…];
 * type varName [=value][,varName[=value]...]; 
 * []中的内容为可选项，即可有可无
 */
// 示例
double salary;
long id= 2L;
int width = 18, length = 20;

注意事项

• 每个变量都有类型，类型可以是基本类型，也可以是引用类型。
• 变量名必须是合法的标识符
• 变量声明是一条完整的语句，因此每一个声明都必须以分号结束

3.3 变量的分类

变量根据声明的位置不同可以分为：

• 局部变量
• 成员变量
  • 静态成员变量（类变量）
  • 实例成员变量（实例变量)

在方法体当中声明的变量以及方法的每一个参数变量都是局部变量。
在方法体外，类体内声明的变量称为成员变量。

1. 成员变量声明时如果使用static关键字修饰的称为静态成员变量（简称静态变量或类变量）
2. 如果没有static关键字修饰则称为实例成员变量（简称实例变量）

如以下代码：

public class VarDemo{
    // 成员变量（实例变量）
    int x = 20;
    // 静态成员变量（类变量）
    static int y = 200;
    // 方法：int a, int b 都是局部变量
    public int sum(int a, int b){
        // 局部变量
        int sum = a + b;
        return sum;
    }
}

3.4 变量的作用域

• 局部变量

方法或语句块内部定义的变量。
生命周期是从声明位置开始到到方法或语句块执行完毕为止。
方法体当中的代码是有执行顺序的，遵循自上而下的顺序依次逐行执行，所以局部变量在没有声明的时候是不能访问的，需要先声明，再使用。

• 实例变量

方法外部、类的内部定义的变量。从属于对象，生命周期伴随对象始终。如果不自行初始化，它会自动初始化成该类型的默认初始值。

• 类变量

使用static定义。 从属于类，生命周期伴随类始终，从类加载到卸载。如果不自行初始化，与成员变量相同会自动初始化成该类型的默认初始值

3.5 变量归纳一览表：

3.7 常量

常量通常指的是一个固定的值，例如：1、 2、 3、 ‘a’、 ‘b’、 true、 false、 “helloWorld” 等。
在Java语言中，主要是利用关键字 final 修饰变量来定义一个常量。
常量一旦被初始化后不能再更改其值。

4 运算符

4.1 算术运算符

算术运算是一种常见的运算，主要是对数值型数据进行加减乘除等运算

4.2 赋值运算符

| 运算符

| 名称

| 例子

| 说明

| | —- | —- | —- | —- | | =

| 赋值运算符

| i = 6

| 6赋值给i

| | +=

| 加简捷赋值运算符

| i += 6

| 同i =i + 6

| | -=

| 减简捷赋值运算符

| i -= 6

| 同i = i - 6

| | *=

| 乘简捷赋值运算符

| i *= 6

| 同i = i * 6

| | /=

| 除简捷赋值运算符

| i /= 6

| 同i = i / 6

| | %=

| 取模简捷赋值运算符

| i %= 6

| 同i = i % 6

|

4.3 关系运算符

4.4 逻辑运算符和表达式

4.5 位运算符

4.6 三目条件运算符

三目条件运算符的语法为：布尔表达式 ? 表达式1 : 表达式2
计算结果： 布尔表达式 为 true, 计算结果为表达式1，否则为表达式2

4.7 表达式

表达式是符合一定语法规则的运算符和运算数的序列。按照使用的运算符和运算结果的不同可以分为：

1. 算术表达式

例如：(x + y - 1) * 10

1. 关系表达式

例如：x > y， x >= y， x != y， x == y

1. 逻辑表达式

例如：x && y， x || y || z， (!x) && (!y)

1. 赋值表达式

例如：x=y， x+=y
关于表达式，有下面几个概念需要介绍。

• 表达式的值：对表达式中操作数进行运算得到的结果称为表达式的值；
• 表达式的类型：表达式值的数据类型即为表达式的类型；
• 表达式的运算顺序：应按照运算符的优先级从高到低的顺序进行，优先级相同的运算符按照事先约定的结合方向

  4.8 运算符优先级

  | 优先级 | 运算符 | 类 | 结合性 | | —- | —- | —- | —- | | 1 | () | 括号运算符 | 由左至右 | | 2 | !、+（正号）、-（负号） | 一元运算符 | 由左至右 | | 2 | ~ | 位逻辑运算符 | 由右至左 | | 2 | ++、— | 递增与递减运算符 | 由右至左 | | 3 | 、/、% | 算术运算符 | 由左至右 | | 4 | +、- | 算术运算符 | 由左至右 | | 5 | <<、>> | 位左移、右移运算符 | 由左至右 | | 6 | >、>=、<、<= | 关系运算符 | 由左至右 | | 7 | ==、!= | 关系运算符 | 由左至右 | | 8 | & | 位运算符、逻辑运算符 | 由左至右 | | 9 | ^ | 位运算符、逻辑运算符 | 由左至右 | | 10 | | | 位运算符、逻辑运算符 | 由左至右 | | 11 | && | 逻辑运算符 | 由左至右 | | 12 | || | 逻辑运算符 | 由左至右 | | 13 | ? : | 条件运算符 | 由右至左 | | 14 | =、+=、-=、=、/=、%= | 赋值运算符、扩展运算符 | 由右至左 |

5 修饰符

Java语言提供了很多修饰符，主要分为以下两类：

• 访问修饰符
• 非访问修饰符

修饰符用来定义类、方法或者变量，通常放在语句的最前端。

5.1 访问控制修饰符

Java中，可以使用访问控制符来保护对类、变量、方法和构造方法的访问。Java 支持 4 种不同的访问权限。

• default (即默认，什么也不写）: 在同一包内可见，不使用任何修饰符。使用对象：类、接口、变量、方法。
• private : 在同一类内可见。使用对象：变量、方法。 注意：不能修饰类（外部类）
• public : 对所有类可见。使用对象：类、接口、变量、方法
• protected : 对同一包内的类和所有子类可见。使用对象：变量、方法。 注意：不能修饰类（外部类）。

我们可以通过以下表来说明访问权限：

1. public - 公有访问修饰符

被声明为 public 的类、方法、构造方法和接口能够被任何其他类访问。
如果几个相互访问的 public 类分布在不同的包中，则需要导入相应 public 类所在的包。由于类的继承性，类所有的公有方法和变量都能被其子类继承。

2. protected - 受保护的访问修饰符

protected 需要从以下两个点来分析说明：

• 子类与基类在同一包中：被声明为 protected 的变量、方法和构造器能被同一个包中的任何其他类访问；
• 子类与基类不在同一包中：那么在子类中，子类实例可以访问其从基类继承而来的 protected 方法，而不能访问基类实例的protected方法。

protected 可以修饰数据成员，构造方法，方法成员，不能修饰类（内部类除外）。
接口及接口的成员变量和成员方法不能声明为 protected。
子类能访问 protected 修饰符声明的方法和变量，这样就能保护不相关的类使用这些方法和变量。
如果我们只想让该方法对其所在类的子类可见，则将该方法声明为 protected。

3. default - 默认访问修饰符-不使用任何关键字

使用默认访问修饰符声明的变量和方法，对同一个包内的类是可见的。
接口里的变量都隐式声明为 public static final,而接口里的方法默认情况下访问权限为 public。

4. private - 私有访问修饰符

私有访问修饰符是最严格的访问级别，所以被声明为 private 的方法、变量和构造方法只能被所属类访问，并且类和接口不能声明为 private。
private 访问修饰符的使用主要用来隐藏类的实现细节和保护类的数据。

5.2 访问控制和继承

请注意以下方法继承的规则：

• 父类中声明为 public 的方法在子类中也必须为 public。
• 父类中声明为 protected 的方法在子类中要么声明为 protected，要么声明为 public，不能声明为 private。
• 父类中声明为 private 的方法，不能够被子类继承。

5.3 非访问修饰符

为了实现一些其他的功能，Java 也提供了许多非访问修饰符。
static 修饰符，用来修饰类方法和类变量。
final 修饰符，用来修饰类、方法和变量，final 修饰的类不能够被继承，修饰的方法不能被继承类重新定义，修饰的变量为常量，是不可修改的。
abstract 修饰符，用来创建抽象类和抽象方法。
synchronized 和 volatile 修饰符，主要用于线程的编程。

1. static 修饰符

• 静态变量：static 关键字用来声明独立于对象的静态变量，无论一个类实例化多少对象，它的静态变量只有一份拷贝。 静态变量也被称为类变量。局部变量不能被声明为 static 变量。
• 静态方法：static 关键字用来声明独立于对象的静态方法。静态方法不能使用类的非静态变量。静态方法从参数列表得到数据，然后计算这些数据。

对类变量和方法的访问可以直接使用 classname.variablename 和 classname.methodname 的方式访问。

2. final 修饰符

final 变量:
final 表示”最后的、最终的”含义，变量一旦赋值后，不能被重新赋值。被 final 修饰的实例变量必须显式指定初始值。
final 修饰符通常和 static 修饰符一起使用来创建类常量。
final 方法:
父类中的 final 方法可以被子类继承，但是不能被子类重写。
声明 final 方法的主要目的是防止该方法的内容被修改。
final 类:
final 类不能被继承，没有类能够继承 final 类的任何特性。

3. abstract 修饰符

抽象类：
抽象类不能用来实例化对象，声明抽象类的唯一目的是为了将来对该类进行扩充。
一个类不能同时被 abstract 和 final 修饰。如果一个类包含抽象方法，那么该类一定要声明为抽象类，否则将出现编译错误。
抽象类可以包含抽象方法和非抽象方法。
抽象方法
抽象方法是一种没有任何实现的方法，该方法的具体实现由子类提供。
抽象方法不能被声明成 final 和 static。
任何继承抽象类的子类必须实现父类的所有抽象方法，除非该子类也是抽象类。
如果一个类包含若干个抽象方法，那么该类必须声明为抽象类。抽象类可以不包含抽象方法。
抽象方法的声明以分号结尾。

4. synchronized 修饰符

synchronized 关键字声明的方法同一时间只能被一个线程访问。
synchronized 修饰符可以应用于四个访问修饰符。

5. transient 修饰符

序列化的对象包含被 transient 修饰的实例变量时，java 虚拟机(JVM)跳过该特定的变量。
该修饰符包含在定义变量的语句中，用来预处理类和变量的数据类型。

6. volatile 修饰符

volatile 修饰的成员变量在每次被线程访问时，都强制从共享内存中重新读取该成员变量的值。而且，当成员变量发生变化时，会强制线程将变化值回写到共享内存。这样在任何时刻，两个不同的线程总是看到某个成员变量的同一个值。
一个 volatile 对象引用可能是 null。