第3章 Java的基本程序设计结构

概述

• 简单Java程序
• 注释
• 数据类型
• 变量和常量
• 运算符
• 字符串
• 输入与输出
• 控制流程
• 大数
• 数组

一、 一个简单的Java程序

public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        /* println方法输出后换行，print方法输出后不换行 */
        System.out.println("Hello World!");
    }
}

知识点：

第一行，public称为访问修饰符（access modifier），用于控制程序的访问级别。class称为类
，类是所有Java应用构建模块。

源代码的文件名必须与公共类的类名相同

Java虚拟机总是从指定类中的main方法开始执行，且main方法必须声明为public。

Java程序中main方法的声明格式：

public class ClassName {
    public static void main(String[] args) {
        //program statements
    }
}

二、注释

注释分为三种：

1. 单行注释：// ...
2. 多行注释：/*... */
3. 文档注释 /** ... */

// this is a single-line comment

/* this is a multi-line comment */

/**
 * @date 2023/5/10 上午12:56
 * @description
 *  this is a document comment
 * @param
 */

注意

注释是不能够嵌套使用的

三、数据类型

Java是强类型语言。

补充

强类型语言即强制类型定义的语言，一旦某变量类型已经定义，那么如果不经强制转换，那么它永远都是该数据类型。例如：C++、Java

与之相反的弱类型语言则是某一个变量被定义类型，该变量可以根据环境变化自动进行转换，不需要经过强制转换。例如：JavaScript、PHP

Java中共有8中基本类型（primitive type），4中整型、2种浮点型、1中字符型char和一种用于表示真值的boolean类型。

相较于C++“见机行事”的基本数据类型大小，Java明确规定具体的大小：

一般常用到int类型，其基本能够满足需求，byte和short类型主要运用在特定的应用环境下，比如：底层的文件处理或存储空间较小的数组中。

前文提到，Java中基本类型是固定的，所以很好的解决整型等基本数据类型溢出的问题，因为其数据类型范围与执行Java代码的机器无关。

补充

• 长整型拥有后缀L或l，例如：4000000000000L
• 十六进制数拥有前缀0x或0X，例如：0x1P-7
• 八进制数拥有前缀-1，例如：033（但是由于此表示方法易混淆，所以很少使用八进制数）
• 二进制数拥有前缀0b或0B，例如：0b10110101，还可以写成0b1011_0101（下画线仅帮助阅读，javac会去除这些下画线）

注意

Java并不存在无符号（unsigned）形式的数据类型

浮点型用于表示含有小数部分数值，Java中的浮点型有：

在大多数情况下，float类型并不能够满足日常需求，所以在大多数情况下都是使用double类型。

补充

float类型具有后缀f或F，若没有此后缀默认为double类型

double类型具有后缀d或D，当然没有后缀也是可以的

特殊的字符和转义序列

建议

由于在Java中，char类型描述为UTF-16编码的一个代码单元

所以强烈建议不要在程序中使用char类型，除非确实需要处理UTF-16代码单元，最好的方式是将字符串作为抽象数据类型来处理

注意

在C++中可以使用数值或指针来代替布尔值，例如：值0表示false，但是在Java中则不会。

四、变量和常量

Java声明变量和变量的规则与C++类似。需要注意的是：Java对“字母”、“数字”等其他符号的范围更大，例如：在Java中可以使用中文作为变量名，但是在C++下不行。但是，强烈建议
不要使用中文作为变量名。

补充

想要知道哪些Unicode字符可以作为标识符，可以使用Character.isJavaIdentifierStart
和Character.isJavaIdentifierPart方法检查

区别

从Java 10开始，对于局部变量可以通过关键字var声明作为变量的“类型”，编译器会通过其变量的初始值推断出它的类型，而无需声明类型。

例如：

var test_variable=12;  /* this variable type is int */

同时Java并不会像C++一样区分声明和定义，在C++中：

int i ;   /* 这是一个定义 */
extern int j ; /* 这是一个声明 */

在Java中使用final关键词来只是常量。若某个常量需要在一个类中多个方法中使用，则需要创建类常量
，关键词为：static final。

五、运算符

常见的+、-、*、/就不必说，注意点：①、当除数与被除数都为整数时，进行整数除法，其余都进行浮点除法；②、当除数为零时，将会得到无穷大或NaN的结果。

@startuml

left to right direction
[byte] --> [short]
[short] --> [int]
[int]->[long]
[char]->[int]
[int] -> [float] #line.dashed;
[int]->[double]
[float]->[double]
[long]->[float] #line.dashed;
[long]->[double] #line.dashed;

@enduml

总体上，从小到大数据是不会丢失的，特殊为：int -> float、long->float、long->
double。其次，若使用二元运算符连接两个数，总体上遵守转换为精度更高的数。

强制类型转换通过截断方式进行，例如：

        double number=9.997;
        int number_1=(int)number;   /* number_1 is 9 */
        int number_2=Math.round(number); /* number_2 is 10 */

若想通过舍入的方式获取更为精确的值，可以使用Math.round方法，其返回类型为long。

注意

不要将boolean类型进行强制类型转换，如有要求请使用：b?1:0

赋值其实是一个表达式（expression），所以以下赋值正确的：

int x=1;
int y=x+=3; /* y is 4 */

当然，这样的方式颇具恶趣味，O(∩_∩)O哈哈~

为了帮助理解赋值是表达式这个观念，上述的方式赋值无疑是冗余的，勿模仿。🐱