Java的基本程序结构设计

Dear 丶 2021-09-23 06:20 342阅读 0赞

*  一个简单的Java应用程序
 *  注释
 *  数据类型
 *  变量
 *  运算符
 *  字符串
 *  输入输出
 *  控制流程
 *  大数值
 *  数组

**1.一个简单的Java应用程序**  
最简单的Java例子：

public class FirstSample{
    	public static void main(){
    		System.out.println("Hello World");
    	}
    }

逐一分析：

1.  关键字public修饰，代表控制程序的其它部分队这段代码的访问级别。
2.  关键字class表明Java程序中的全部内容都包含在类中。这里只需要将类作为一个加载程序逻辑的容器，程序逻辑定义了应用程序的行为。
3.  class后面紧跟类名。名字必须以字母开头，后面任意和字母与数字组合，类名规范首字母必须大写，需遵循驼峰命名，如：CaneCas。
4.  源代码的文件名必须与公共类名相同，并以.java做为后缀名。
5.  类的源文件必须包含一个main方法根据Java语言规范，main方法发必须声明为public，也可以将自定义的方法添加到类中。
6.  用"\{\}"划分程序的各个部分，通常称为块，表示方法体的开始与结束。
7.  这里使用了System.out对象调用方法“."用于调用方法

**2.注释**  
长篇注释，即可以每行前面标记//，也可以使用`/* */`  
文档注释：`/** */`  
注：`/* */`不能嵌套

**3.数据类型**  
在Java中一共有8种基本类型，其中4种整型、2种浮点类型、1种字符类型char和一种表示真假值的boolean类型。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQzMjUxMDMy_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
**4.变量与常量**  
**变量：**  
在Java中，每个变量都有一个类型。在声明变量时，变量的类型位于变量前部。例：  
int age;  
double salary;  
int i,j; //不提倡使用这种风格，逐一声明可以提高性能。  
每个声明都已分号结束。  
声明一个变量后，要对这个变量进行初始化，不然，Java编译器认为这样的语法是错误的，如：  
int age;  
System.out.println(age); //会报错  
在Java中，变量的声明要尽可能的靠近第一次使用的地方，这是一种良好的程序编写风格。

**常量**  
在Java中，利用final指示常量，例：  
final double CM\_PER\_INCH=1.23;  
利用final表示这个变量只能被赋值一次。一旦赋值后就不能在更改了。习惯上常量名使用全大写。  
使用关键字static final修饰的常量为类常量，类常量位于main方法外部。如果一个常量被声明为public，例：  
public static final double CM\_PER\_INCH=1.23;  
那么其它类方法也可以使用这个常量。

**5.运算符**  
在Java中，使用算术运算符+、-、\*、/表示加减乘除运算。当参数与/运算的两个操作数都是整数时，表示整数除法；否则表示浮点除法。整数的求余操作用%表示，例如：15/7等于2，15%7等于1，15.0/2等于7.5。但整数被0除将会产生异常，而浮点数被0除将会得到无穷大或NaN。  
**Math类：**

*  计算一个数值的平方根，例： double x=4; double  
    y=Math.sqrt(x); //sqrt方法处理的不是对象，是静态方法。
 *  幂运算，例： double y=Math.pow(x,a); //将y设置为x的a次幂。
 *  取余方法：floorMod(x,5);
 *  三角函数：Math.sin/Math.cos/Math.tan/Math.atan/Math.atan2
 *  指数：Math.exp
 *  反函数：Math.log
 *  以10为低的对数： Math.log10
 *  兀和e常量的近似值：Math.PI\\Math.E

**强制类型转换**  
例：double x=9.997;  
int nx=(int)x;  
nx结果为9。  
int nb=(int)Math.round(x);  
nx结果为10。其原因，round返回1结果为long类型，称此为显式的强制类型转换。

**赋值运算**  
（=、\*=、%=）  
例：  
x是int类型  
x+=3.5;  
是合法的，运算符的到一个值，其类型与左侧操作的类型不同，就会发生强制类型转换。转换格式：(int)(x+3.5)。  
**自增自减运算**  
n++;\\n–;  
5++;//不是一个合法语句  
例：

int n=7;
    int m=7;
    int a=2*n++;		//a=14,n=8;
    int b=2*++m;		//b=16,m=8

**关系运算和boolean**

==、<、>、<=、>=、!=
    例：3==7；值为false

**逻辑运算符**  
&&表示逻辑与，||表示逻辑或，！表示非。  
三元运算符语法：？：

**位运算符**  
处理整数类型时，可以直接对组成整型数值的各个位完成操作。位运算符包括：  
&(“and”) ,|(“or”) ,^(“xor”) ,~(“not”)  
">>和<<"表示左右移。需要建立位模式·来完成位掩码时，这两个运算符会很方便：  
int ab=(n&(1<<3))>>3;  
">>>运算符"会用0填充高位，这与>>不同，它会用符号位填充高位。不存在<<<运算符。  
移位运算符的右操作要完成模32的运算(除非右操作数是long类型，在这种情况下需要对右操作数模64).例如，1<<35的值等同于1<<3或8。

**运算符优先级**  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQzMjUxMDMy_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
**枚举类型**  
枚举类型包括有限个命名的值。  
例：

enum Size {SMALL, MEDIUM, LARGE};
    //声明类型
    Size s= Size.MEDIUM;

**6.字符串**  
概念上，Java字符串就是Unicode字符序列。例如：”Java\\u2122"。Java没有内置的字符串类型，而是在标准Java类库中提供了一个预定义类，叫String。  
关于String的方法:

*  子串：substring。例

String grt="hello"
    String s=grt.substring(0,3); --->hel

*  拼接：可以使用“+”对字符串进行拼接。另一种使用静态join方法：String all=String.join("/",“s”,“m”);
 *  检测字符串是否相等：equals方法。表达式：s.equals(t)，返回结果true或false。s和t可以是字符串变量也可以是字符串字面量。想忽略字母大小写，可以使用equalsIgnoreCase方法。一定不能用==运算符，当比较字符串常量才可以使用。
 *  空串与Null串：空串“ ”是长度为0的字符串。例：  
    if(str.length()==0) 或if(str.equals(""))。  
    空串是一个Java对象，有自己的串长度(0)和内容(空)。一般我们常常见到：  
    if(str!=null && str.length()!=0)
 *  Spring API(约50多个，这里列举一些常用的)：  
    char charAt(int index):返回给定位置的代码单元。  
    int codePointAt(int index):返回从给定位置开始的码点。  
    int offsetByCodePoints(int startIndex,int cpCount):返回从startIndex代码点开始，位移cpCount后的码点索引。  
    int compareTo(String other):按照字典顺序，如果字符串位于other之前，返回负数，之后返回正数，相等返回0。  
    IntStream codePoints()：将这个字符串的码点作为一个流返回。调用toArray将它们放在同一个数组中。  
    boolean equals(Object other):判断  
    boolean startsWith(String prefix):判断字符串是否以prefix开头  
    boolean endsWith(String suffix)  
    int indexOf(String str)  
    int indexOf(String str,int fromIndex)  
    int indexOf(int cp)  
    int indexOf(int cp,int fromIndex)  
    返回与字符串str或代码点cp匹配的第一个字符串的开始位置。这个位置从索引0或fromIndex开始计算。如果在原始串中不存在str,返回-1。  
    int lastIndexOf(Strring str)  
    int lastIndexOf(String str,int fromIndex)  
    int lastIndexOf(int cp)  
    int indexOf(int cp,int fromIndex)  
    返回与字符串str或代码点cp匹配的最后一个子串的开始位置。这个位置从原始串尾端或fromIndex开始计算。  
    int length():返回字符串长度  
    int codePointCount(int startIndex,int endIndex)  
    返回startIndex到endIndex-1之间的代码点的数量  
    String replace(CharSequence oldString,CharSequence newString)  
    返回一个新字符串。这个字符串用newString代替原始字符串中所有的oldString。可以用String或StringBuffer对象作为CharSequence参数  
    String substring(int beginIndex)  
    String substring(int beginIndex,int endIndex)  
    返回一个新的字符串，字符串选取从beginIndex到串尾endIndex-1的代码单元。  
    String toLowerCase()：大写字母改小写  
    String toUpperCase()： 小写字母改大写  
    String trim():去除头部和尾部的空格  
    String join
 *  构建字符串StringBuilder  
    一个空的字符串构造器：StringBuilder builder = new StringBuilder();  
    方法：  
    int length()单元数量  
    StringBuilder append(String str):追加一个字符串并返回this  
    StringBuilder append(char c):追加一个代码单元  
    StringBuilder appendCodePoint(int cp)追加一个代码点，并将其返回一个或两个代码单元并返回this  
    void setCharAt(int i,char c):将第i个代码单元设置为c  
    StringBuilder insert(int offset,String str):在offset插入一个代码单元并返回this  
    StringBuilder delete(int startIndex,int endIndex)删除偏移量从startIndex到endIndex-1的代码单元  
    String toString()返回一个与构造器缓冲内容相同的字符串。

**7.输入输出**

*  读取输入Scanner  
    构造一个Scanner: Scanner in=new Scanner(System.in);  
    方法：  
    nextLine:输入一行 String name=in.nextLine();  
    next:读取一个单词 String name=in.next();  
    nextInt:读取一个整数 String name=in.nextInt();  
    nextDouble:读取一个浮点数 String name=in.nextDouble();  
    static Console console(),读取密码时用到。  
    例：

Console cons = System.console();
    String username=  cons.readLine("username:");
    char[] passwd = cons.readPassword("password:");

*  输出  
    语句：System.out.print(123);  
    格式化输出：System.out.print("%8.2f",x);
 *  文件输入与输出  
    对文件读取：Scanner in new Scanner(Paths.get(“xx.text”),UTF-8);  
    写入文件：PrintWriter out = new PrintWriter(“xx.text”);  
    Scanner(File f) 构造一个从给定文件读取数据的Scanner。  
    Scanner(String data) 构造一个从给定字符串读数据的Scanner。  
    PrintWriter(String fileName) 构造一个将数据写入文件的PrintWriter。文件名由参数指定。  
    static Path get(String pathname) 根据给定的路径构造一个Path。

**8.控制流程**

*  块(block)作用域  
    块(即复合语句)是指由一对大括号括起来的若干条简单的Java语句。块确定了变量的作用域。一个块可以嵌套在另一个块中。不能在嵌套的两个块中声明同名变量。
 *  条件语句  
    Java中的条件语句的格式为if(condition) statement  
    一般的条件语句格式为if(condition) statement else statement2。且else与最邻近的if配对
 *  循环  
    while循环：当条件为true时，while循环执行一条语句。一般格式为while(condition) statement。如果开始的循环条件就为false，则while循环体一次也不执行。有些情况下需要使用先执行循环体，这时就应该使用do statement while (comdition)语法格式  
    for循环：for循环语句是支持迭代的一种通用结构，利用每次迭代之后更新的计数器或类似的变量来控制迭代次数,是while语句的一种简单转化。  
    语法：for(计数器初始化；循环条件；如何更新计时器)\{\}  
    例子：从n个数字中抽取k个数字  
    n\*(n-1)*(n-2)*…*(n-k+1)/1*2*3*…*k用for语句表示：  
    int x=1;  
    for(int i=1;i<=k;i++)  
    \{x = x*(n-i-1)/i;\}  
    for each循环： for(variable:collection) statement。表示循环遍历collection，常与数组集合连用。
 *  多重选择：switch语句

句式：switch(条件判断)\{case 1:  
…  
break;  
case2:  
…  
break;  
…  
\}  
如果没有相匹配的case标签，就会选择default子句。如果分支结尾处没有break语句，那么会接着执行下一条语句，这种情况很危险。  
case标签可以是：  
类型为char、byte、short、或int的常量表达式。也可以是枚举常量。或字符串字面量。

*  break与continue的区别：  
    break跳出当前循环方法，continue跳出当先循环语句执行后面的循环语句。

**9.大数值**  
如果基本的整数和浮点数精度不能满足需求，那么可以使用java.math包中的两个很有用的类：BigInteger和BigDecimal。这两个类可以处理包含任意长度数字序列的数值。  
用法：BigInteger a= BigInteger.valueOf(100);  
API方法：BigInteger add(BigInteger other)  
BigInteger subtract(BigInteger other)  
BigInteger divide(BigInteger other)  
…  
BigDecimal add(BigDecimal other)  
BigDecimal subtract(BigDecimal other)  
…

**10.数组**  
数组是一种数据结构，用来存储同一类型值的集合。通过一个整型下标可以访问数组中的每一个值。  
数组的声明：  
int\[\] a; 或 int a\[\]; //这条语句只声明了变量a，并没有将a初始化为一个真正的数组。  
int\[\] a=new int\[100\]; //这条语句创建了一个可以存储100个整数的数组。  
创建一个数字数组时，所有元素初始化为0，boolean数组的元素会初始化为false,对象数组的元素会初始化为null。

*  数组初始化及匿名数组  
    创建数组对象并同时赋予初始值的形式 int\[\] x=\{1,2,3,4,5\};  
    初始化匿名数组： new int\[\]\{1,2,3,4,5\}；  
    x=int\[\]\{1,2,3\};是 int\[\] x=\{1,2,3,4\}; x=x;的简写。
 *  数组的拷贝  
    采用Arrays类的copyOf方法：  
    例：int\[\] x=Arrays.copyOf(y,y.length);  
    若表示为int\[\] x =Arrays.copyOf(y,2\*y.length);  
    多余的元素将被赋值为0。
 *  数组排序  
    使用Arrays类中的sort,该方法让使用了优化后的快速排序算法。  
    int\[\] a=new int\[1000\];  
    …  
    Arrays.sort(a);  
    类Arrays提供的API：  
    toString(type\[\] a);返回包含A中数据元素的字符串。  
    copyOf(type\[\] a, int length);复制  
    copyOfRange(type\[\] a,int start, int end); 返回A类型相同的数组，并为其设置固定下标长度。  
    sort(type\[\] a);排序  
    binarySearch(type\[\] a,type v);  
    binarySearch(type\[\] a, int start, int end, type v);采用二分搜索算法查找值v。如果查找成功，则返回相应的下表值；否则，返回一个负数值r。  
    fill(type\[\] a, type v);将数组中所有数据设置为类型v。  
    equals(type\[\] a,type\[\] b);判断两个数组是否相同。
 *  多维数组  
    多维数组将使用多个下标访问数组元素，它适用于表示表格或更加复杂的排列形式。  
    在Java中声明一个二维数组：double\[\]\[\] x;可以这样对它初始化：x=new double\[\]\[\];  
    如果知道数组元素就可以不调用new，例如：  
    int\[\]\[\] x=\{ \{1,2,3\},\{2,4,1\}\};  
    对于for each循环语句是按照行来处理的，也就是一维数组来处理的。对于二维数组可以有下面例子:  
    for(double\[\] raw : a)  
    for(double value: row)  
    do something wit value  
    想要打印一个二维数组的数据元素列表，可以调用：  
    System.out.println(Arrays.deepToString(a));

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