01.Java基础 – 学习之旅

一、Java入门

1.使用Java输出hello world

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello World");
    }
}

2.Java程序执行的原理

graph LR
id0(.java)--Javac编译器-->id1(.class)--Java执行工具-->id2(机器指令)

3.JDK和JRE

JVA(Java Virtual Machine)：Java虚拟机，真正运行Java程序的地方
JDK(Java Development Kit)：Java开发工具，包含Java的编译器、虚拟机等Java开发、运行需要的工具
JRE(Java Runtime Environment)：Java运行环境，包含Java虚拟机等Java运行需要的工具

4.配置环境变量

JAVA_HOME：告诉操作系统JDK的安装位置
Path：路径为JDK中的bin文件夹（可以写为%JAVA_HOME%bin，百分号表示取这个变量的路径）

二、注释

1.单行注释

//这是一个单行注释

//Ctrl + / ：快速单行注释

2.多行注释

/*
这是
多行
注释
 */

//Ctrl + Shift + / ：快速多行注释

3.文档注释

/**
 这是文档注释
 常用在class上
 */

三、字面量

1.定义

字面量就是数据在程序中书写的格式

2.分类

字面量类型	说明	示例
整数	不带小数的数字	100
小数	带小数的数字	3.14
字符	单个字符，使用单引号	'a'
字符串	多个字符，使用双引号	"abcd"
布尔值	表示真假	true、false
空值	一个特殊的值，表示空	null

package C_03;

public class Literal {
    public static void main(String[] args) {
        //1.整数
        System.out.println(100);
        //2.小数
        System.out.println(3.14);
        //3.字符
        System.out.println('a');
        //4.字符串
        System.out.println("abcd");
        //5.布尔值
        System.out.println(true);
        //6.空值：null
    }
}

四、变量

1.定义

变量是内存中的一片区域，用于存储数据

2.格式

数据类型变量名称 = 初始值;

3.改变变量的值

package C_04;

public class Variable {
    public static void main(String[] args) {
        double money = 3.14;
        System.out.println(money);

        //再次赋值
        money = 5.14;
        System.out.println(money);

        //数学运算
        money = money + 4.0;
        System.out.println(money);
    }
}

4.注意事项

变量不能存储与其数据类型不符的数据
变量的有效范围是其所在的作用域，同一作用域内不能定义同名变量
变量在定义时可以不进行初始化，但使用之间需要进行初始化

5.数据类型

引用数据类型
基本数据类型
- 整数
关键字内存占用（字节）

byte 1

short 2

int 4

long 8

注：Java中的整数字面量默认为int类型，如果希望其为long类型，需要在末尾添加L或l
- 浮点数
关键字内存占用

float 4

double 8
- 字符
关键字内存占用

char 2
- 布尔
关键字内存占用

boolean 1

关键字	内存占用（字节）
byte	1
short	2
int	4
long	8

关键字	内存占用
float	4
double	8

关键字	内存占用
char	2

关键字	内存占用
boolean	1

6.数据类型转换

自动类型转换：类型范围小的变量可以直接赋值给类型范围大的变量
表达式的自动类型转换：在表达式中，小范围类型的变量会自动转换成大范围类型的变量进行运算，表达式的最终结果的类型是由其中最大范围类型的变量决定的（其中byte，char，short作为int类型参与运算）

强制类型转换：强制将大范围类型变量赋值给小范围类型变量，高位会被截断丢弃（浮点型转换为整型会丢弃小数部分）

package C_01;

public class TypeConversion {
  public static void main(String[] args){
      //1.自动类型转换
      byte a = 20;
      double b = a;
      System.out.println(a);
      System.out.println(b);
      //2.表达式的自动类型转换
      double c = 3.14;
      System.out.println(a+c);
      //3.强制类型转换
      //语法：变量 = (类型)变量
      int d = 500;
      byte e = (byte)d;
      System.out.println(d);
      System.out.println(e);
      //浮点型->整型
      double f = 3.14;
      int g = (int)f;
      System.out.println(f);
      System.out.println(g);
  }
}

五、运算符

1.算术运算符

符号	作用
+	加法
-	减法
*	乘法
/	整除
%	取余
++	自增
--	自减
+=	加后赋值
-=	减后赋值
*=	乘后赋值
/=	整除后赋值
%=	取余后赋值

注：+可以用于字符串的运算，其结果仍为字符串

package C_02;

public class operator_1 {
    public static void main(String[] args){
        //算术运算符
        //1.加法
        int a = 7;
        int b = 2;
        System.out.println(a+b);
        //2.减法
        System.out.println(a-b);
        //3.乘法
        System.out.println(a*b);
        //4.整除
        System.out.println(a/b);
        //5.取余
        System.out.println(a%b);
        //6.自增
        System.out.println(++a);
        //7.自减
        System.out.println(--b);
        //8.+=
        int c = 0;
        c += 1;
        System.out.println(c);
        //9.-=
        int d = 0;
        d -= 1;
        System.out.println(d);
        //10.*=
        int e = 5;
        e *= 5;
        System.out.println(e);
        //11./=
        int f = 5;
        f /= 2;
        System.out.println(f);
        //12.%=
        int g = 5;
        g %= 2;
        System.out.println(g);
        //13.字符串运算
        System.out.println("abc"+a);
    }
}

2.关系运算符

符号	作用（判断）
==	相等
! =	不等于
>	大于
<	小于
> =	大于等于
< =	小于等于

package C_02;

public class operator_2 {
    public static void main(String[] args){
        //关系运算符
        int a = 5, b = 6;
        System.out.println(a == b);
        System.out.println(a != b);
        System.out.println(a > b);
        System.out.println(a < b);
        System.out.println(a >= b);
        System.out.println(a <= b);

    }
}

3.逻辑运算符

符号	作用
&	与
\|	或
!	非
^	异或
&&	短路与（左侧为false则不执行右侧）
\|\|	短路或（左侧为true则不执行右侧）

package C_02;

public class operator_3 {
    public static void main(String[] args){
        double size = 12;
        double price = 2000;
        System.out.println(size > 10 & price <5000);
        System.out.println(size > 10 | price <1000);
        System.out.println(!(size > 10));
        System.out.println(size > 10 ^ price <5000);
        System.out.println(size < 10 && price <5000);
        System.out.println(size > 10 || price <1000);
    }
}

4.三元运算符

格式：条件表达式 ? 值1 : 值2

作用：判断条件是否成立，成立返回值1，不成立返回值2

public class DraftPaper {
  public static void main(String[] args){
      int a = 10;
      int b = 200;
      System.out.println(a>b ? a : b);
  }
}

六、程序流程控制

1.顺序结构

程序默认使用顺序结构，代码自上而下运行

2.if分支结构

格式一：if(条件){代码}
格式二：if(条件){代码}else{代码}
格式三：if(条件){代码}else if(条件){代码}else{代码}

package C_01;

public class if_branch {
    public static void main(String[] args){
        //if分支结构
        //1.if(条件){代码}
        int money = 50;
        if(money < 100)
        {
            System.out.println("余额不足..."+"当前余额："+money);
        }
        //2.if(条件){代码}else{代码}
        int num = 0;
        if(num < 0)
        {
            System.out.println("这个数是负数");
        }
        else
        {
            System.out.println("这个数不是负数");
        }
        //3.if(条件){代码}else if(条件){代码}else{代码}
        int score = 90;
        if(score < 60)
        {
            System.out.println("未及格！");
        }
        else if(score < 90)
        {
            System.out.println("良好");
        }
        else
        {
            System.out.println("优秀");
        }
    }
}

3.switch分支结构

格式：switch(表达式){case:值1 break case:值2 break default:}

package C_01;

public class switch_branch {
    public static void main(String[] args){
        //switch分支结构
        String weekday = "周一";
        switch(weekday)
        {
            case "周一":
                System.out.println("今天是周一");
                break;
            case "周二":
                System.out.println("今天是周二");
                break;
            case "周三":
                System.out.println("今天是周三");
                break;
            case "周四":
                System.out.println("今天是周四");
                break;
            case "周五":
                System.out.println("今天是周五");
                break;
            case "周六":
                System.out.println("今天是周六");
                break;
            case "周日":
                System.out.println("今天是周日");
                break;
            default:
                System.out.println("？？？");
        }
    }
}

注意事项
- 表达式的类型只能是byte、short、int、char，JDK5之后支持枚举类型，JDK7之后支持String类型，不支持double、float、long
- case的值不能重复，且只能是字面量
- 不写break会造成穿透，不判断条件继续执行后续case中的代码

4.for循环结构

格式：for(初始化语句;循环条件;迭代语句){循环体}

package C_02;

public class for_loop {
    public static void main(String[] args){
        //for循环
        for(int i=0;i<3;++i)
        {
            System.out.println("Hello World!");
        }
    }
}

5.while循环结构

格式：while(循环条件){循环体}

package C_02;

public class while_loop {
    public static void main(String[] args){
        //while循环
        int i=0;
        while(i<3)
        {
            System.out.println("hello world!");
            ++i;
        }
    }
}

6.do-while循环结构

格式：do{循环体}while(循环条件)

package C_02;

public class do_while_loop {
    public static void main(String[] args){
        //do_while循环
        int i=0;
        do{
            System.out.println("hello world!");
            ++i;
        }while(i<3);
    }

7.流程控制语句

break：退出当前结构
continue：结束本次循环，进入下一次循环

七、数组

1.定义

数组是用于存储一批同种类型数据的内存区域

静态初始化数组的定义

定义：数据类型[] 数组名=new 数据类型[]{元素1，元素2，...}
简化定义：数据类型[] 数组名={元素1，元素2，...}

        //静态初始化数组
        //1.数据类型[] 数组名=new 数据类型[]{元素1，元素2，...}
        int[] num1=new int[]{1,2,3,4,5};
        //2.数据类型[] 数组名={元素1，元素2，...}
        int[] num2={6,7,8,9,10};

动态初始化数组的定义
- 定义：数据类型[] 数组名=new 数据类型[长度]，数组中会填充默认值
```
        //动态初始化数组
        String[] name=new String[10];
```

2.访问数组

可以通过下标访问数组中的元素数组名[下标]，可以通过数组名.length访问数组的长度

        int[] num3={1,2,3,4,5};
        //取值
        System.out.println(num3[2]);
        //赋值
        num3[2]=100;
        System.out.println(num3[2]);
        //访问长度
        System.out.println(num3.length);

3.注意事项

数据类型[] 数组名也可以写作数据类型数组名[]
数组不能存储与其数据类型不符的数据
数组被定义之后，其数据类型和长度就已经固定

八、方法

1.定义

与其他语言中所说的函数相同，封装一定的操作，输入指定类型的数据，执行操作输出指定的结果

修饰符 返回值类型 方法名(形参列表){
  方法体;
  return 返回值;
}

//示例
public static int Sum(int a,int b){
  int c=a+b;
  return c;
}

2.注意点

Java中方法编写的顺序无所谓
方法内不能进行嵌套定义

3.方法重载

方法重载：同一个类中，多个方法名称相同，但形参列表不同

  //方法重载
  public static void func(){
      System.out.println("调用函数，函数参数：空");
  }
  public static void func(int a){
      System.out.println("调用函数，函数参数：int");
  }
  public static void func(int a,int b){
      System.out.println("调用函数，函数参数：int,int");
  }

九、面向对象编程

1.定义类

public class 类名{
    //1.成员变量
    //2.成员方法
    //3.构造器
    //4.代码块
    //5.内部类
}

注意：在同一文件中，使用public修饰的类只能有一个，且类名要与文件名相同，建议一个文件只定义一个类

2.创建对象

类名 对象名 = new 类名();

3.构造器

//构造器用于初始化类对象，并返回类的地址

修饰符 类名(参数列表){

}

注意：定义有参构造器会导致无参构造器不再默认生成，如果需要使用无参构造器，则需要手动定义

4.this关键字

代表当前对象的地址，用于访问当前对象的成员变量和成员方法

public class my_class{
    int num;

    public my_class(int num)
    {
        num = num; //这里修改的是传入的参数
        this.num = num; //这里修改的是类的成员
    }
}

5.private关键字

类中通过private关键字可以将类中的成员变为私有

public class my_class{
    private int _num;//成员为私有，无法从外部访问

    //提供方法操作私有成员
    public void setNum(int num)
    {
        _num = num;
    }
}

6.JavaBean

JavaBean：可以理解为实体类，其对象可以在程序中封装数据

要求

成员变量使用private修饰
提供每一个成员变量的set和get函数
提供一个无参构造器

public class my_class{
  private String _name;
  private int _age;
  private int _score;

  public void setName(String name)
  {
      _name = name;
  }
  public String getName()
  {
      return _name;
  }

  public void setName(int age)
  {
      _age = age;
  }
  public int getName()
  {
      return _age;
  }

  public void setScore(int score)
  {
      _score = score;
  }
  public int getScore()
  {
      return _score;
  }

  public my_class()
  {

  }
}

十、String类

1.简介

位置：java.lang.String
String类定义的变量用于存储字符串，提供了操作字符串的功能
String的对象在创建之后不能被更改

2.创建String类对象

方式一：直接使用""定义
```
String 对象名 = "字符串";
```

方式二：使用构造器

构造器	说明
public String()	创建空白字符串对象
public String(String original)	根据传入的字符串内容创建对象
public String(char[] chs)	根据字符数组的内容创建对象
public String(byte[] chs)	根据字节数组的内容创建对象

区别
- 使用""定义：存储在字符串常量池中，相同内容只会存储一份
- 使用构造器：存储在堆内存中，每new一次会多存储一个对象

3.String常用API

字符串比较API
- 使用==进行比较时，相同内容如果一个存储在堆内存，一个存储在字符串常量池，则会导致不相等，因此字符串不适合使用==判断
```
//比较字符串内容
字符串对象.equals(字符串);

//忽略大小写比较字符串内容
字符串对象.equalsIgnoreCase(字符串);
```
其他API
- public int length()：获取字符串长度
- public char charAt(int index)：获取某个索引位置的字符
- public char[] toCharArray()：将字符串转换为字符数组
- public String substring(int beginIndex,int endIndex)：截取内容，左闭右开
- public String replace(CharSequence target,CharSequence replacement)：用target替换replacement
- public boolean contains(CharSequence s)：查找字符串内是否存在s
- public boolean startWith(String prefix)：判断字符串是否以prefix开头
- public String[] split(String s)：按照s将字符串分割为字符串数组，会删除s

十一、ArrayList集合

1.简介

集合与数组类似，是用于存储数据的一个容器，集合的大小不固定，启动后可以动态变化，类型也可以选择不固定
ArrayList是集合中的一种，它支持索引

2.创建ArrayList类

public ArrayList<约束类型>()：无参构造器

3.ArrayList常用API

public boolean add(E e)：在集合末尾插入元素
public void add(int index,E e)：在指定位置插入元素
public E get(int index)：返回索引处的元素
public int size()：返回集合元素的个数
public E remove(int index)：删除指定索引处的元素，返回被删除的元素
public boolean remove(Object o)：删除指定的元素，返回删除是否成功
public E set(int index,E element)：修改指定索引处的元素，返回被修改的元素

十二、IDEA项目结构

project（项目、工程）
module（模块）
package（包）
class（类）

附录：Java常用API

0.API简介

API：Application Programing Interface，应用程序编程接口
Java API文档：http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/index.html

1.Scanner

import java.util.Scanner

2.Random

import java.util.Random

一、Java入门

1.使用Java输出hello world

2.Java程序执行的原理

3.JDK和JRE

4.配置环境变量

二、注释

1.单行注释

2.多行注释

3.文档注释

三、字面量

1.定义

2.分类

四、变量

1.定义

2.格式

3.改变变量的值

4.注意事项

5.数据类型

6.数据类型转换

五、运算符

1.算术运算符

2.关系运算符

3.逻辑运算符

4.三元运算符

六、程序流程控制

1.顺序结构

2.if分支结构

3.switch分支结构

4.for循环结构

5.while循环结构

6.do-while循环结构

7.流程控制语句

七、数组

1.定义

2.访问数组

3.注意事项

八、方法

1.定义

2.注意点

3.方法重载

九、面向对象编程

1.定义类

2.创建对象

3.构造器

4.this关键字

5.private关键字

6.JavaBean

十、String类

1.简介

2.创建String类对象

3.String常用API

十一、ArrayList集合

1.简介

2.创建ArrayList类

3.ArrayList常用API

十二、IDEA项目结构

附录：Java常用API

0.API简介

1.Scanner

2.Random

04.Anaconda与数据分析

05.机器学习

旅者

学习之旅