java从入门到精通程序设计

第一章 Java与1JBuilder概述

Java 历史与概述

? Java概述

– 美国Sun公司开发的一种编程语言与平台

– 世界上第一种具有硬件、操作系统无关性的程序语言 – 在不同硬件、不同操作系统下运行时，不需要重新编译 – 一种―一次编译，到处使用‖的语言

– 起源于1991年的绿色计划，原计划用于消费类电子产品 ? Java语言的特点

– 简单(Simple)

? 容易编写程序，程序小巧，能够在小型机器，甚至家电、机顶盒、手机上执行

– 面向对象(Object-Oriented)

? 是一种纯粹的面向对象语言，没有全局变量和全局函数，只有类和对象

– 分布式的(Distributed)

? 可以很容易地与TCP/IP通讯协议相配合，方便地实现B/S和C/S以及点对点网络程序结

构

? Java语言的特点

– 鲁棒的(Robust)

? Java程序具有相当高的稳定性。Java具有完善的变量类型检查、变量初始化检查、数组下标越界检查、无用变量回收机制，因此能够最大限度地提高程序的鲁棒性 – 安全的(Secure)

? Java拥有多层的互锁(Interlocking)保护措施，能有效地防止病毒的侵入和破坏行为的发生

? Java语言的特点

– 结构中立的(Architecture Neutral)

? Java编译器产生一种结构中立的目标文件格式，可以在多种处理器和操作系统中执行，而不用考虑不同机器的差异 – 可移植的(Portable)

? Java的简单数据类型是不随操作系统变化的。Java程序库所定义的接口也是对所有的操作系统都适用的。这些都使Java具备良好的可移植性

? Java语言的特点

– 解释的(Interpreted)

? Java解释器能直接在任何机器上执行Java二进制码(Bytecodes)，这样就省去了在不同机器上编译、连接的时间。这对于缩短程序的开发过程，有极大的帮助 – 高效能的(High Performance)

? Java二进制码能被迅速转换成机器码，Java二进制码的执行效率正在逐渐逼近其它编译语言的执行效率

? Java语言的特点

– 多线程(Multi Threaded)

? Java语言具有多线程的功能，这对于交互式程序以及实时响应程序是很有帮助的 – 动态的(Dynamic)

? Java比C或C++语言更具有动态性，更能适应时刻在变的环境，Java不会因程序库的更新，而必须重新编译程序 1

1

? Java编译与运行的特点

– 既是编译语言又是解释语言

– 编译性：将源程序编译成与平台无关的一种中间语言，称为Java二进制码 – 解释性：运行时，Java平台逐句分析解释并运行Java二进制码 ? Java平台的概念

– 平台：为程序提供运行环境的硬件和操作系统的总称 – Java平台：纯软件的，为Java提供统一的运行环境 ? Java平台的组成结构

– Java虚拟机(JVM)

– Java应用程序界面(Java API) ? Java平台的组成结构

– Java虚拟机：解释并运行Java二进制码

– Java API：由许多软件包组成，这些软件包可以实现很多功能，包括图形界面功能

Java 历史与概述

? Java平台的组成结构

– 最底层是硬件层，表示Java系统运行的硬件和操作系统； – 第二层是Java虚拟机层，这层是Java平台的核心；

– 第三层是Java程序界面层，这层提供了许多功能软件包； – 最顶层是应用程序层，也就是在Java平台上运行的应用程序。 ? Java应用程序界面的主要内容

– 底层：Java平台目前可以运行的操作系统，如Solaris, Windows, Linux, Mac OS等；

– 中间层：Java API的内容：applet（小程序）, math（数学工具），text（文本处理），awt

（图形界面），net（网络），util（常用功能），io（输入/输出），swing（Swing图形界面），lang（基本Java语言）等。

– 上层：Java的编译器javac，开发与调试工具

创建第一个Java程序

? 1. 用记事本编写源程序：

创建第一个Java程序

? 源程序：

/*

* 文件名: FirstApp.java

* 功 能: 显示\天天好心情!\* 编写: 张三

* 编写时间: 2004.06.03 * 修改: 李四

* 修改时间: 2004.08.15 */

public class FirstApp {

public static void main(String[] args) { // 显示\天天好心情!\

System.out.println(\天天好心情!\ } }

第二章 Java基本语法

面向对象基础

2

? 对象的基本特征

– 状态：对象的状态用一个或多个变量表示，这些变量称为成员变量 – 行为：对象的行为用函数或子程序实现，它们称为成员函数 – 一个对象就是一组变量和函数形成的一个软件包

面向对象基础

? 面向对象程序的特点

– 一切都是对象： – 程序是对象的组合： – 对象有自主存储空间： – 对象属于特定的类：

面向对象基础

? Java程序结构

– 对象是全局性的

– Java中没有全局变量和全局函数 – 所有的函数都属于特定的类

– 除少数几种基本变量以外，Java中的所有变量类型都是类

变 量

? 变量定义与变量类型

– 变量：用于保存数据。变量在使用前需要先进行定义和初始化

double resValue = 12.1 + 25.8;

– 变量的定义：给变量设定名字和类型

type name;

– “type”表示变量类型，“name”表示变量名 ? 变量类型

– 简单变量的类型 ? 变量类型的跨平台性

– 变量的表示范围不随操作系统变化

? int型：32位，范围为-2147483648~2147483647 ? float型，32位，IEEE 754规范 ? double型：64位，IEEE 754规范

– 字符型变量是16位Unicode字符类型，可以直接表示包括中文在内的各国文字 ? 变量名

– 变量名需要满足的条件：

? 变量名必须以字符开头；

? 必须是一串连续的Unicode字符，不能有空格，也不能有减号（否则会与减法相混淆）； ? 变量名不能是Java关键字，逻辑值（true或false），以及保留字null；

? 在同一个有效区域里的变量名必须唯一，不同区域（比如不同子程序里）里的变量名可以重复。

? 变量名

– Java关键字列表 ? Java变量名的命名规范

– 变量名以小写字母开头，类名以大写字母开头，常量名全部由大写字母组成 – 如果变量名由多个单词组成，则将单词连在一起写，每个单词的首字母大写

? 例：flagDone, totalNum

– 常量：多个单词间以下划线连接

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? 例：MAX_INTEGER, MAX_ARRAY_NUM

? 中文变量名

– 对于16位Unicode字符，汉字与英文字母没有区别

– 可以在变量名中使用汉字，也可以混合使用汉字、英文字母，如：

整数 = 5; ? char 汉字 = '文';

? double 费用_Fee = 3.3;

? 常数的类型

– 默认的常数类型： ? 引用变量

– 简单变量仅能存储简单的数据，对于复杂的数据，必须用引用变量来表示

– 引用变量里存储的仅仅是一个指针，它指向真正的对象所在地。例如下面的例子： ? 变量的初始化

– 所谓初始化，就是给变量赋一个初值

– 任何变量，在访问它的值以前，必须先要给它赋一个值，否则结果是不可预料 – 简单变量的初始化：只需赋一个值即可，还可以在变量定义时即将其初始化 int aNum = 0;

double aValue = 0.0; char aChar = ''; ? 变量的初始化

– Java语言对变量初始化的要求非常严格，如果变量存在未初始化的可能，则提示出错，不能继续编译

– 在Delphi语言中，对于变量可能未初始化的问题只会给出一个警告，还可以继续编译 – C/C++语言根本不提示此类问题，完全由程序员自己把握 ? 引用变量的初始化

– 用new语句在内存中创建一个对象，再将引用变量指向这个对象 TheClass aClass;

aClass = new TheClass();

– 程序第一行定义了一个引用变量，aClass，此时它还只是一个空的指针；

– 第二行语句在内存中创建了一个TheClass型的对象，再将变量aClass指向该对象 ? 最终变量

– 最终变量的值在初始化之后就不能再变了。最终变量相当于常量 – 最终变量的定义：使用final关键字： final int aConstInteger = 25;

– 最终变量的定义和初始化也可以分开： final int aConstInteger; aConstInteger = 25;

– 最终变量在定义之后应当尽快初始化，以免发生多次赋值而出错

运算符

? 什么是运算符

– 运算符对1个、2个或3个参数完成一项函数功能 – 按参数的数量划分：

? 一元运算符、二元运算符和三元运算符 – 按功能划分：

? 可分为5类：算术运算符、关系与条件运算符、移位与逻辑运算符、赋值运算符、其它运算符

? int

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? 运算符的形式

– 一元运算符又可分为前缀符号和后缀符号 – 前缀符号的运算符在运算数之前，如―++a‖ – 后缀符号的运算符在运算数之后，如―a++‖

– 二元运算符只有一种形式，就是运算符在两个运算数之间，例如：―a + b‖ – 三元运算符只有一个：“op1 ? op2 : op3”，它相当于一个简化的条件选择语句 ? 算术运算符

– 包括基本的四则运算：加法―+‖，减法―-‖，乘法―*‖，除法―/‖，余数―%‖ – 算术运算符都支持浮点数和整数运算 ? 算术运算符

– 如果两个运算数是相同类型的，则运算的结果也是同样类型

– 如果两个运算数类型不同，Java会先将数值转换为较精确的类型，再进行计算，结果也是

较精确的类型

– 数据类型精度的次序：

? byte

– 例，整数和浮点数相加，首先将整数转换成浮点数，再相加，结果也是浮点数型 ? 其它的算术运算符

– 4个一元运算符，其中―++‖和―--‖运算符各有前缀和后缀两种形式 ? 其它的算术运算符

– 最容易混淆的是―op++‖和―++op‖ ，例如： int a1 = 10; int a2 = 10; int b1, b2; b1 = a1++; b2 = ++a2; ? 关系运算符

– 比较两个值是否满足某种关系。如果满足，则返回 ―true‖(真)，否则返回 ―false‖(假) – 常用的关系运算符： ? 关系运算符

– 在Java中，―=‖代表给变量赋值，而用―= =‖代表相等，这与传统的习惯不同 – 初学者往往习惯性地用―=‖表示相等，从而出现―if (a = b) {...}‖的错误

? 条件运算符

– ―&&‖和―&‖的差别：

– ―&&‖ 只有在需要时才计算右边op2的值，如果通过op1就能知道结果时，op2就不会计算 – ―&‖运算符会计算出两边op1和op2的值，再得到返回值 – 例：if ( (5>7) && (13>2) ) then {...}

– ―5>7‖ 不成立，那么―(5>7) && (13>2)‖显然不会成立，因此不再计算―13>2‖ ? 负数的二进制存储方法

– 在计算机里，负数一般是以二进制―补码‖的形式存储的 – 补码是以最大的二进制数减去负数的绝对值再加1而得的 – 例：整数―-14‖，计算机中实际存储的值是

―1 0000 0000 0000 0000 - 0000 0000 0000 1110 = 1111 1111 1111 0010‖ ? 移位与按位运算符

– 移位和按位运算符就是对二进制数值进行操作的运算符

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– 移位运算符的作用是将二进制数向左或向右移一位。下表列出全部3种移位运算符：

? 移位与按位运算符

– <<：左移，将二进制数左移一位，右边多余的数位填0，相当于乘以2

– >>：有符号右移，将二进制数右移一位，如果二进制数的最高位为0，则左端补0，如果

最高位为1，则左端补1，相当于除以2

– >>>：无符号右移，将二进制数向右移一位，左端补0，常用于直接设置二进制位的操作 – 移位运算符常用于直接设置二进制位，此时每一位都有其具体的含义，并不代表一个整数，因此有符号右移就失去了意义，而应当使用无符号右移符―>>>‖

– 按位运算符：对二进制数的每一位分别进行逻辑操作，Java提供了4种按位运算符： ? 移位与按位运算符

– ―&‖运算符对操作数op1和op2的每一位进行―与‖操作 – 例：10 & 13，计算过程如下： 1010

& 1101 ------------- 1000

– 和1101按位与的结果是将第2位置0，其它位不变，用于将某位数字置零的操作 ? 移位与按位运算符

– ―|‖运算符进行按位的―或‖运算，只要有一个操作数的对应位为1，结果的对应位就是1 – 例：计算1010 | 0001的结果： 1010 | 0001 ------------- 1011

– 和0001按位“或”之后，右边第1位被置“1”，其它位不变。常用于将某一位置“1” ? 移位与按位运算符

– ―^‖运算符实现按位异或运算，只有两个操作数的对应位不同，结果才为1 – 例：1010 ^ 1111的结果： 1010 ^ 1111 ------------- 0101

– 与1111异或的结果是每一位都相反，常用于将某些位颠倒，其它位不变的操作 ? 移位与按位运算符

– ―~‖是按位运算符中唯一的一元运算符，它的作用是将二进制数的每一位取补，例如： ~ 1010 ------------- 0101

– 按位运算符在设置逻辑标志时非常有用，通过按位运算符可以方便地设置、修改、访问每个标志位的状态 ? 赋值运算符

– ―=‖：最基本的赋值运算符，将一个变量或常量的值赋给另一个变量。例如： int a = 5; // a的值为5 a = 8; // 现在a的值为8

– 快捷赋值运算符，用于同时实现算术、移位或按位操作与赋值操作。例如： i = i + 2;

– 可以用快捷赋值符号―+=‖表示：

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i += 2; ? 赋值运算符

– 快捷赋值运算符列表： ? 其它运算符

– ―? :‖，是唯一的一个三元运算符，形式为： op1 ? op2 : op3

– 首先判断op1，如果op1为真，则返回op2的值；如果op1为假，则返回op3的值 – ―(变量类型)‖，将变量转换成指定类型： float b = 3.6; int c = (int)b * 2;

– b被强制转换成整数，抛弃小数部分以后的值为3，于是c = 6 ? 运算符的优先级列表

分支与循环结构

? 分支控制语句

– if语句：是最基本的分支控制语句，使程序根据条件有选择地执行语句 – if语句的形式如下： if (关系表达式) { 语句 }

– 它的含义是：如果关系表达式为真，则执行后面花括号里的语句，否则就不执行花括号里的语句

分支与循环结构

? 分支控制语句

– 例：对于前面的例子，如果当a不是正数时也需要在屏幕上显示，语句如下： if (a > 0) {

System.out.println(\变量a是正数。\} else {

System.out.println(\变量a是负数或零。\}

– 当a不是正数时，执行else内的代码，显示“变量a是负数或零” ? 分支控制语句

– 组合的if ... else 语句：例，要求当a是正数、a是负数、a是零时分别显示： if (a > 0) {

System.out.println(\变量a是正数。\}

else if (a < 0) {

System.out.println(\变量a是负数。\} else {

System.out.println(\变量a是零。\}

? 分支控制语句

– 处理多种选择问题的方法：

? 利用多个if ... else结构 ? 利用switch语句处理 – switch语句的语法结构：

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? switch语句将IntVar的值与每个case语句的整数值比较 ? 如果符合，就执行这个case中的语句

? 如果不与任何一个case符合，就执行default中的语句

? 分支控制语句

– switch分支的特点：

– 每个分支均以一个break语句结尾 – 作用是跳出switch结构

– 如果没有break语句，那么程序在执行完这个case的代码后，会接着执行下面一个case的代

码

? 例题：不带break语句的switch结构

switch (n) { case 1:

System.out.println(\的值是1\case 2:

System.out.println(\的值是2\case 3:

System.out.println(\的值是3\case 4:

System.out.println(\的值是4\case 5:

System.out.println(\的值是5\default:

System.out.println(\的值不在预设范围内。\}

? 循环控制语句

– 循环控制语句的作用是反复执行一段代码 – 常用的循环结构：

? while循环

? do ... while循环 ? for循环

– 循环结构的组成部分：

? 循环头（控制语句） ? 循环体（代码）

? 循环控制语句

– while循环

while (条件表达式) { 语句 }

– 当条件表达式为真时，反复执行花括号中的语句，直到条件为假，则退出循环 – 例：计算1+2+3+...，一直到结果大于100，求此时加到的最大的数是多少 ? 循环控制语句

– 例题程序如下： int sumx = 0; int x = 0;

while (sumx <= 100) { x ++;

sumx += x; }

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System.out.println(\最大的加数为：\。\

– 程序的核心是一个while循环结构，当sumx没有超过100的时候，反复执行累加程序 ? 循环控制语句

– do...while结构，形式如下： do { 语句

} while (条件表达式)

– while结构和do...while结构的差异：

? while循环：先判断，再执行。如果一开始循环条件就不满足，则循环内的语句根本不会执行

? do...while循环：先执行，后判断。不管循环条件满不满足，循环内的语句至少会执行一遍

? 循环控制语句

– while和do ... while结构对比例题 // 例题1 int a = 105;

while (a <= 100) { a += 20; }

System.out.println(\的值是：\// 例题2 int a = 105; do { a += 20;

} while (a <= 100)

System.out.println(\的值是：\? 循环控制语句

– for循环：

for (初值; 终值; 增量) { 语句 }

– for循环一般用于已知循环次数的程序中

– 初值部分用来初始化循环变量，终值部分设定循环的结束条件，增量部分用于在每次循环中改变循环变量的值 ? 循环控制语句

– 例题：计算从1加到100的总和 int sum = 0;

for (int i = 1; i <= 100; i++) { sum += i; }

System.out.println(\加到100的总和为：\

? 在for结构中，int i = 1定义了一个整数变量i，并且设它的初值为1；

? i <= 100给出了循环的结束条件，当i <= 100不成立时，循环就会自动跳出； ? i++设定了每个循环中循环变量i的增量，每次循环时i的值都会增加1。

? 中断控制语句

– Java语言支持3种中断语句：

– break：强行退出循环，不执行循环体中剩余的语句和剩余的循环次数

– continue：停止继续执行循环体中下面的语句，跳回循环起始位置开始下一次循环 – return：退出整个函数

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第三章 面向对象语言

类与对象

? Java中的类

– 在Java程序中，类是由定义和主体构成的 ? 完整的类定义格式：

public abstract final

class 类名

extends 父类名 implements 接口名 {

类的主体 }

– 类定义中，必需的部分是 ―class‖关键字和类的名字，其它部分都是可选的

成员变量与成员函数

? 成员变量

– 成员变量的完整定义形式如下： accessLevel static final transient violatile type name

– 其中用黑体字标的变量类型和变量名是必需项，其它都是可选项 ? 成员变量

– name：成员变量名也是必需项，它的命名要求与普通变量名相同

– 在一个类里，你不能定义两个相同名称的成员变量，但允许成员变量和成员函数起相同的名字，例如： public class Calculator { public double a, b; public double add; public double add() { return(a + b); } } ? 成员函数

– 成员函数与类相似，是由函数定义和函数主体构成的，如下图所示：

? 函数定义部分包括函数的访问级、返回值的类型、函数名称和参数列表 ? 函数主体是花括号里的部分，它包括实现函数功能所需要的代码

? 成员函数

– 能否在函数中改变参数的值 public class TestSum {

public void Sum(double sumx, double x) { sumx = sumx + x; }

public static void main(String[] args) { TestSum aTest = new TestSum();

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/tee2.html