Java 入门 （超级详细）

一、什么是Java

Java是一种高级编程语言，由Sun Microsystems公司于1995年推出。Java具有跨平台性、面向对象、健壮性、安全性、可移植性等特点，被广泛应用于企业级应用开发、移动应用开发、大数据处理、云计算等领域。Java程序可以在不同的操作系统上运行，只需编译一次，就可以在任何支持Java虚拟机（JVM）的平台上运行。Java还提供了丰富的库和框架，可以加快开发过程，提高开发效率。

二、Java的优点

1. 面向对象：Java是一种面向对象的编程语言，支持封装、继承和多态等面向对象的特性，使得代码更易于理解、维护和重用。 
2. 跨平台性：Java应用程序可以在不同的操作系统上运行，只需编译一次，就可以在任何支持Java虚拟机（JVM）的平台上运行。 
3. 强大的生态系统：Java拥有庞大而活跃的开源社区，提供了丰富的库和框架，可以加快开发过程，提高开发效率。 
4. 内存管理：Java提供了自动的垃圾回收机制，开发者不需要手动管理内存，减少了内存泄漏和野指针等问题。 
5. 安全性：Java具有强大的安全性特性，包括沙箱安全模型、字节码验证和安全类加载等机制，可以防止恶意代码的执行。 
6. 多线程支持：Java内置了对多线程的支持，可以方便地创建和管理多线程应用程序，提高程序的并发性能。 
7. 广泛应用：Java广泛应用于企业级应用开发、移动应用开发、大数据处理、云计算等领域，具有良好的可扩展性和稳定性。 

三、第一个Java程序

首先安装好 JDK

Java 开发工具 JDK8 和 JDK17 介绍及安装 (超级详细)_#看心情的博客-CSDN博客

  1. 新建一个 A.java 文件

2. 使用记事本打开，输入：

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

   注意：java中的代码是严格区分大小写
              java中的标点符号必须是英文状态下输入，不能是中文状态
              java中的路径，文件名都不要使用中文

3. 在文件夹上目录上输入 cmd 回车

 4. 输入  javac A.java 编译Java文件

5. 编译完后会产生一个A.class 文件

5. 输入 java A 运行Java文件

编译：A.java -> jdk -> A.class

运行：A.class

Java开发工具IDEA安装（2023）-CSDN博客CSDN

四、Java 中的注释

1. 单行注释：//

2. 多行注释：/* */

3. 文档注释:：/** **/

五、数据类型

Java 基本数据类型

序号	数据类型	解释	位数	默认值	举例说明
1	byte	位	8	0	byte b = 10;
2	short	短整型	16	0	short s = 10;
3	int	整数	32	0	int i = 10;
4	long	长整型	64	0	long l = 10l;
5	float	单精度	32	0.0	float f = 10.0f;
6	double	双精度	64	0.0	double d = 10.0d;
7	char	字符	16	空	char c = 'c';
8	boolean	布尔	8	flase	boolean b = true;

注意：String 是对象，不属于8大基本数据类型！！！

数据类型转换

1. 自动转换(隐式转换)：小范围 -> 大范围

// 将 int 转换成 double (小范围 -> 大范围)
int a = 10;
double b = a;  // 10.00

2. 强制转换(显示转换): 大范围 -> 小范围

// 将 double 转换成 int (大范围 -> 小范围)
double a = 11.11;
int b = (int) a;    // 11

五、变量

为什么要使用变量？

1. 存储数据：变量用于存储数据，可以是数字、文本、布尔值等。通过给变量赋值，我们可以在程序中保存和操作数据。 
2. 数据共享：变量允许我们在程序中共享数据。通过将数据存储在变量中，我们可以在不同的代码块中访问和使用相同的数据。 
3. 数据处理：变量使得数据处理更加灵活和方便。我们可以对变量进行计算、操作和转换，从而实现各种功能和逻辑。 
4. 代码可读性：使用变量可以增加代码的可读性和可维护性。通过给变量取一个有意义的名称，可以更清晰地表达代码的意图，使代码更易于理解和修改。 
5. 代码重用：通过使用变量，我们可以在不同的地方重复使用相同的数据。这样可以减少代码的冗余，提高代码的复用性和效率。 

什么是变量？

变量是计算机程序中用于存储数据的一种数据类型。它是一个名称，代表了一个值或一个对象，可以在程序中多次使用。在程序中，我们可以给变量赋值，修改变量的值，以及使用变量来进行各种计算和操作。

声明变量的三要素

1. 变量名：用于标识变量的名称，必须符合一定的命名规则。

2. 变量类型：用于指定变量的数据类型，例如整数、浮点数、布尔值、字符串等。

3. 变量值：存储在变量中的具体数值或对象。

声明变量的四种方式

/*第一种: 声明变量并且赋值变量类型 变量名 = 值;
*/
int a = 10;/*第二种: 先声明变量，再赋值变量类型 变量名;变量名 = 值;
*/
int b;
b = 10;/*第三种: 同一种类型的变量，一行声明多个变量类型 变量名1,变量名2,变量名3;变量名1 = 值;变量名2 = 值;变量名3 = 值; 
*/
int c1, c2, c3;
c1 = 10;
c2 = 20;
c3 = 30;/*第四种: 同一种类型的变量，一行声明多个并且赋值变量类型 变量名1 = 值1, 变量名2 = 值2, 变量名3 = 值3;
*/
int d1 = 1, d2 = 2, d3 = 3;

变量交换

int a = 10;
int b = 20;
int c = a;  // 将 a 的值赋值给 c
a = b; // 将 b 的值赋值给 a (原值会覆盖)
b = c; // 将 c (原 a 的值) 赋值给 bSystem.out.println("a: " + a + ", b: " + b);  // a: 20, b: 10

变量命名规则

1. 首字母:  字母, _, $, 中文(不推荐使用)
2. 首字母后面:  首字母, 数字, 也可以没有
注意:  不能是java中的关键字

六、运算符

1. 算术运算符

加法(+)

int a = 10, b = 20;
System.out.println(a + b);  // 10 + 20 = 30// 如果一个数字加一个字符串,则会进行拼接
int c = 123;
String d = "hello";
System.out.println(c + d);  // 123 + hello = 123hello

减法(-)

int a = 20, b = 10;
System.out.println(a - b); // 20 - 10 = 10

乘法(*)

int a = 2, b = 5;
System.out.println(a * b); // 2 * 5 = 10

除法(/)

int a = 10;
int b = 2;
System.out.println(a / b); // 5int c = 5;
int d = 2;
System.out.println(c / d); // 2

取模(%)

int a = 5;
int b = 2;
System.out.println(a % b); // 1int c = 6;
int d = 2;
System.out.println(c % d); // 0

递增(++)

// 第一种先加在赋值
int a = 1;
System.out.println(++a); // 2;// 第二种先赋值在加
int b = 1;
System.out.println(b++); // 1

 递减(--)

// 第一种先减在赋值
int a = 1;
System.out.println(--a); // 0;// 第二种先赋值在减
int b = 1;
System.out.println(b--); // 1

2. 赋值运算符

赋值(=)

// 给 a 和 b 同时赋值
int a = 10, b = 20;
System.out.println("a: " + a + ", b: " + b);  // a: 10, b: 20// 字符串类型也可以进行 加法赋值
String a = "hello", b = " world";
a += b;
System.out.println(a);  // hello world

加法赋值(+=)

// 将第一个数字加与第二个数字
int a = 10, b = 20;
a+=b;
System.out.println(a); // 30

减法赋值(-=)

// 将第一个数字减与第二个数字
int a = 10, b = 20;
a-=b;
System.out.println(a); // -10

乘法赋值(*=)

// 将第一个数字乘与第二个数字
int a = 10, b = 20;
a*=b;
System.out.println(a); // 200

除法赋值(/=)

// 将第一个数字除与第二个数字
int a = 100, b = 20;
a/=b;
System.out.println(a); // 5

 取模赋值(%=)

// 将第一个数字模与第二个数字
int a = 5, b = 2;
a%=b;
System.out.println(a); // 1

3. 比较运算符

比较运算返回的结果是一个boolean值不是true就是false;

等于(==)

// 比较两个数是否相等
int a = 5, b = 2;
System.out.println(a==b); // false// 比较两个字符串是否相等
String a = "hello", b = "hello";
System.out.println(a==b); // true

不等于(!=)

// 比较第一个数是否不等于第二个数
int a = 5, b = 2;
System.out.println(a!=b); // true// 比较第一个字符串是否不等于第二个字符串
String a = "hello", b = "hello";
System.out.println(a!=b); // false

大于(>)

// 比较第一个数是否大于第二个数
int a = 5, b = 2;
System.out.println(a>b); // true

小于(<)

// 比较第一个数是否小于第二个数
int a = 5, b = 2;
System.out.println(a<b); // false

大于等于(>=)

// 比较第一个数是否大于或者等于第二个数
int a = 5, b = 2;
System.out.println(a>=b); // true

小于等于(<=)

// 比较第一个数是否小于或者等于第二个数
int a = 5, b = 2;
System.out.println(a<=b); // false

4. 逻辑运算符

逻辑运算的前提是需要两个表达式，返回的是boolean值。

与(&&)  

两个表达式同时为true时返回true，否则返回false

// 判断a 等于 b 并且 c 等于 d
int a = 5, b = 2;
int c = 10, d = 10;
System.out.println(a == b && c == d); // false

或(||)

有一个表达式为true时返回true，两个表达式都为false返回false

// 判断 a 等于 b  或者 c 等于 d
int a = 5, b = 2;
int c = 10, d = 10;
System.out.println(a == b || c == d); // true

非(!)

// 取反
boolean b = true;
System.out.println(!b); // false// 结合表达式使用
int a = 10, b = 10;
System.out.println(!(a == b)); // false

5. 位运算符

按位与(&)

将两个操作数的对应位进行按位与操作，只有在对应位都为 1 时，结果位才为 1。

int a = 5; // 二进制表示为 0101
int b = 3; // 二进制表示为 0011
int result = a & b; // 二进制结果为 0001，即 1
System.out.println(result);  // 1

按位或(|)

将两个操作数的对应位进行按位或操作，只要对应位中有一个为 1，结果位就为 1。

int a = 5; // 二进制表示为 0101
int b = 3; // 二进制表示为 0011
int result = a | b; // 二进制结果为 0111，即 7
System.out.println(result);   // 7

按位异(^)

将两个操作数的对应位进行按位异或操作，当对应位不同时，结果位为 1；当对应位相同时，结果位为 0。

int a = 5; // 二进制表示为 0101
int b = 3; // 二进制表示为 0011
int result = a ^ b; // 二进制结果为 0110，即 6
System.out.println(result);  // 6

取反(~)

对操作数进行按位取反操作，将 0 变为 1，将 1 变为 0。取反操作是针对二进制补码表示的。

int a = 5; // 二进制表示为 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101
int result = ~a; // 二进制结果为 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1010，即 -6
System.out.println(result);  // -6

左移(<<)

将操作数的所有位向左移动指定的位数，右侧用 0 填充。

int a = 5; // 二进制表示为 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101
int result = a << 2; // 二进制结果为 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0100，即 20
System.out.println(result); // 20

右移(>>)

将操作数的所有位向右移动指定的位数，左侧用原有的最高位填充（保持符号位不变）。

int a = -10; // 二进制表示为 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0110
int result = a >> 2; // 二进制结果为 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1101，即 -3
System.out.println(result); // -3

6. 三元运算符

根据条件选择不同类型的值相当于if-else，形式为：条件 ? 值1 : 值2

int a = 10, b = 5;
String result = a > b ? "a 大于 b":"a 小于 b";
System.out.println(result); // a 大于 b

7. instanceof 运算符

instanceof 运算符用于检查一个对象是否属于某个类或其子类的实例

// 动物类
class Animal{}// 狗类 继承 动物类
class Dog extends Animal{}public class Test {public static void main(String[] args) {// Dog 是 Animal 的子类，所以返回 trueSystem.out.println(new Dog() instanceof Animal); // true// Animal 不是 Dog 的子类，所以返回 falseSystem.out.println(new Animal() instanceof Dog);  // false}}

8. 运算符优先级

从高到低

1. 一元运算符（如 ++、--、+、-、!）

2. 乘法和除法（*、/、%）

3. 加法和减法（+、-）

4. 移位运算符（<<、>>、>>>）

5. 比较运算符（<、<=、>、>=、instanceof）

6. 相等运算符（==、!=）

7. 位与（&）

8. 位异或（^）

9. 位或（|）

10. 逻辑与（&&）

11. 逻辑或（||）

12. 条件运算符（? :）

13. 赋值运算符（=、+=、-=、*=、/= 等）

七、条件判断 if-else

If-else 语句是 Java 中用于根据条件执行代码的一种结构。它由一个条件、一个 then 子句和一个 else 子句组成。条件是一个布尔表达式，它可以是 true 或 false。如果条件为 true，则执行 then 子句。如果条件为 false，则执行 else 子句。

/* 第一种 if 单独使用if(条件){条件满足执行}*/
if (i > 100) {System.out.println("i 大于 100 时执行");
}/* 第二种 if else 结合使用if(条件){条件满足执行}else{条件不满足执行}*/
if (i > 100) {System.out.println("i 大于 100 时执行");
} else {System.out.println("i 小于 100 时执行");
}// 简写 省略大括号
if (i > 100) System.out.println("i 大于 100 时执行");else System.out.println("i 小于 100 时执行");// 简写 使用三元运算符
String str = (i > 100) ? "i 大于 100 时执行":"i 小于 100 时执行";
System.out.println(str);/* 第三种 多重if
if(条件1){满足条件1执行
} else if(条件2){满足条件2执行
} else if(条件3){满足条件3执行
}else{都不满足执行
}*/
if (i > 10) {System.out.println("i 大于 10");
} else if (i < 10) {System.out.println("i 小于 10");
} else {System.out.println("i 等于 10");
}/* 第四种 嵌套if
if(条件1){if(条件2){满足条件1，满足条件2执行}else{满足条件1，不满足条件2执行}
} else {if(条件3){不满足条件1，满足条件3执行}else{不满足条件1，不满足条件3执行}
}*/
if (i >= 100) {if (i >= 120) {System.out.println("i 大于等于 120 执行");} else {System.out.println("i 大于等于 100 小于 120 执行");}
} else {if (i >= 80) {System.out.println("i 在执行");} else {System.out.println("i 小于 80 执行");}
}

八、switch

switch 语句是根据一个表达式的值执行不同的代码块的一种结构。switch 语句由一个关键字 switch、一个表达式和一个或多个 case 语句组成。表达式必须是一个整数、字符或字符串。case 语句由一个关键字 case 和一个常量组成。每个 case 语句后面跟着一个冒号，然后是该 case 语句要执行的代码块。

// 猜拳游戏: 1-石头，2-剪刀，3-布
int i = 1;
String str;
switch (i) {case 1:str = "石头";break;case 2:str = "剪刀";break;case 3:str = "布";break;default:str = "其他";break;
}System.out.println("你出的是：" + str);// 简写
String str = switch (i) {case 1 -> "石头";case 2 -> "剪刀";case 3 -> "布";default -> "其他";
};

九、Scanner 和 Random 的使用

1. 扫描器 scanner

// 创建一个 Scanner 对象
Scanner scanner = new Scanner(System.in);// 接受用户输入的整数
System.out.println("输入一个整数");
int i = scanner.nextInt();
System.out.println("输入的整数为：" + i);// 接受用户输入的字符
System.out.println("输入一个字符串");
String str = scanner.next();
System.out.println("输入的字符串为："+str);

2. 随机数  random

// 创建一个 Random 对象
Random random = new Random();// 生成一个随机数
int i = random.nextInt();System.out.println("生成的数为: " + i);

生成指定范围的随机数

// 创建一个 Random 对象
Random random = new Random();// 生成 25-55之间的随机数，公式：(最大值-最小值+1) + 最小值
int i = random.nextInt(31) + 25;
System.out.println("生成数为：" + i);

十、循环

1. while 循环

循环3要素
1.  变量初始化
2.  循环的条件
3.  变量改变

语法：

变量初始化
while(循环的条件){循环体(变量改变)
}

 示例：

// 打印1-10
int i = 0;          // 变量初始化
while (i < 10) {    // 循环条件i++;            // 变量改变System.out.println(i);
}

2. do...while 循环

语法：

变量初始化
do{循环体(变量改变)
}while(循环的条件);

 示例：

// 打印1-10
int i = 0;          // 变量初始化
do {i++;            // 变量改变System.out.println("do...while 循环打印：" + i);
}while (i < 10);    // 循环条件

3. for 循环

语法：

for(变量初始化; 循环条件;  变量改变){循环体
}

 示例：

// 打印1-10
for (int i = 1; i <= 10; i++) {System.out.println("for 循环打印：" + i);
}

 4. 循环使用场景

       1. 知道具体的循环次数，优先使用for循环

        2. while是先判断循环条件，在执行循环体

        3. do...while是执行一次的循环体，在判断循环条件

        4. do...while至少会执行一次

5. 循环嵌套

// 打印九九乘法表
for (int i = 1; i <= 9; i++) {for (int j = 1; j <= i; j++) {System.out.print(i + "X" + j + "= " + i * j + "\t");}System.out.println();
}

6. 跳出 break

终止当前循环

// 如果输出的数为 4 则终止循环
for (int i = 0; i < 10; i++) {if(i == 4){break;}System.out.println(i);
}

 

7. 继续 continue

终止当次循环，进入下一次循环

// 跳过 4
for (int i = 0; i < 10; i++) {if(i == 4){continue;}System.out.println(i);
}

 

8. 返回 return

终止所有循环，直接返回

// 如果输出的数为4终止所有循环
for (int i = 0; i < 10; i++) {if(i == 4){return;}System.out.println(i);
}