1、Java基本介绍（java简介、JDK、运行机制、API文档、进制）

Java知识点总结：想看的可以从这里进入

目录

1、基础概述

1.1、软件开发

软件就是一系列人为组织好的指令的集合，它分为系统软件（windows、mac、linux）和应用软件（应用）。

我们在开发过程中与计算机的交互方式一般分为两种：

  1. 图形化界面GUI：交互较为简单，现在我们使用手机电脑的页面都是图形界面

  2. 命令行方式CLI：：交互需要一些特定的指令，比如DOS窗口、Linux等

    常用的DOS指令：
win+R键，输出cmd可以打开DOS窗口
盘符: 进入不同的盘（c:、d:）
dir 列出当前目录内的文件夹和文件
cd 进入指定的目录
md 创建新的目录
rd 删除目录
cd.. 返回上一级目录
cd\ 返回到根目录
del 删除文件
exit 退出DOS命令行

开发软件需要学习计算机语言，计算机语言就是人与计算机交互的方式，就类似于我们的汉语、英语一样。它的种类很多：C、C++、Java、PHP、Python等等。

  1. 第一代语言：机器语言，指令是以二进制代码形式存在的
  2. 第二代语言：汇编语言，用助记符代替机器指令的操作码，用地址符号或标号代替指令或操作数的地址。目前汇编语言主要应用在计算机底层设计，比如单片机等。
  3. 第三代语言：高级语言，就是目前主要学习的语言。
    • C语言：面向过程的语言
    • C++：面向过程+面向对象
    • Java、Python：面向对象

1.2、Java简介

Java是一门面向对象的程序设计语言，起源于Sun Microsystems 公司1991年的Green项目，由 James Gosling和同事们共同研发，于1996年发布JDK1.0版本，最初名字oak，后改名java。2010 年 Oracle 公司收购 Sun Microsystems，之后由 Oracle 公司负责 Java 的维护和版本升级。Java在发展期间，有两个比较重要的版本，分别是2004年的JDK1.5版本（更名为JDK5.0），2014年的JDK8.0。

Java的体系平台：

按应用范围，Java 可分为 3 个体系
1、JavaSE：平台标准版（基础），包含了java语言基础、JDBC 操作、I/O 操作、网络通信以及多线程等技术
2、JavaME：移动平台的嵌入式开发（基本淘汰）
3、JavaEE：企业级开发，web，服务器开发，以JavaSE为基础，是Java能流行的根本所在。

它由 Java 虚拟机（Java Virtual Machine，JVM）和 Java 应用编程接口（Application Programming Interface，API）构成，已经嵌入了几乎所有的操作系统，所以Java拥有一次编写到处运行的特点。

特性：

1、简单性
2、面向对象
3、可移植性：跨平台运行，一次编写到处运行，java的核心优势
4、高性能
5、分布式：操作分布（不同主机上布置相关操作）和数据分布（数据存放在多个不同主机上）
6、动态性
7、多线程
8、安全性：考虑了网络/分布式环境
9、健壮性

基础知识图解：

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1.3、Java运行

运行机制：（编译＋解释）java是先把源程序编译成字节码文件（.class），然后以解释的方式执行字节码。

1、编译型：程序执行之前，把程序编译成为机器语言的文件。执行效率高。
2、解释性：每执行一次就要翻译一次，效率比较低。

运行过程：

编写程序源代码（.java文件）→经过jdk的编译器→编译成字节码文件（.class）→字节码文件加载到虚拟机（JVM）→虚拟机解释执行.class文件→解释器解释成计算机语言→计算机读取

运行环境：（开发运行需要下载JDK 甲骨文公司）

1、JDK(Java Development Kit)：开发者工具包，是开发java程序的关键（包含JRE）
	- bin包：提供 JDK 工具程序（语言编译器、语言解释器等等）
	- include包：和JVM交互的头文件
	- lib包：类库
	- jre包：java运行环境
	- conf包：配置
2、JRE(Java Runtime Environment)：java运行时环境，需要调用相关的类库后，JVM才能执行相关的.class文件。包含JVM
3、JVM(Java Virtual Machine)：java虚拟机，属于虚拟的计算机，是java跨平台的核心部分。JVM直接运行在操作系统之上，不和硬件直接交互。
	- 字节码指令集
	- 寄存器
	- 栈：虚拟机栈、本地方法栈
	- 堆
	- 存储方法域
	- 垃圾回收。

JDK包含了JRE，JRE包含了JVM。

JVM就相当于一个独立的虚拟计算机，它架构在操作平台上，一面和Java源程序对接，一面和不同的计算机操作平台对接，而它的作用就是运行Java源程序编译后的字节码文件(.class)，并根据不同的平台翻译成不同的机器码。所以Java才可以在不同的平台上运行。

可以说不同平台的JVM不同的本质是其中的解释器不同，因为解释器需要根据不同的平台，解释出不同的机器码。一个程序开始运行，虚拟机就开始实例化，多个程序就会存在多个虚拟机，虚拟机之间不能共享数据，程序关闭虚拟机实例消亡。

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1.4、JDK安装

1.4.1、安装

  • 登录JDK网站：JDK 。下载相应版本的的JDK

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  • 安装：点击安装程序安装即可（安装的路径尽量不含中文）（带着版本号，方便后续更换版本）

  • 配置环境变量：计算机→右键选择属性→高级系统设置→环境变量

    • JAVA_HOME配置：更改不同的版本，这里配置的是哪个版本，使用的就是那个版本

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    • 在path中配置变量：%JAVA_HOME%\bin 和 %JAVA_HOME%\jre\bin

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  • 在cmd中输入命令测试是否安装成功：java -version

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1.4.2、卸载

  • 删除JDK的安装目录
  • 在环境变量中删除配置的JAVA_HOME，删除path下关于java的目录
  • cmd中使用命令：java -version 检验

1.5、Hello Java

安装好JDK后可以编写一个程序测试一下，可以直接使用文本编辑器简单测试一下（建议下载Notepad++）：新建一个文件，按Java的格式编辑好后，保存为.java后缀的文件。

public class HelloJava{
	/**
	*	这是一个main方法，用来运行
	*/
	public static void main(String[] args){
		String message = "Hello Java";
		//打印语句
		System.out.println(message);
	}
}

进入cmd，跳到文件所在的文件夹，先编译，编译后会产生一个.class的文件，然后再运行这个 .class的文件，进行输出：

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1.5.1、class类

public class 类名 表示这是一个类，我们的Java代码就是在一个个的类中进行编写的，其中class是一个关键字，表示为一个类，而public是一个修饰符，表示类是公开的，一个 .java 文件中可以写多个类，但是只能有一个类由public修饰符修饰，其此类的名字要和文件名相同。

而且类中的执行语句后面要以 ；结束。

public class HelloJava{
	public static void main(String[] args){
		String str ="";   //执行语句以 ；结束
	}
}
//一个文件中可以有多个类，但别public修饰的只能有一个
class Person{
}
class Student{
}

1.5.2、main方法

main是一个方法，它是一个程序的主入口，可以运行，会被JVM识别并自动加载。格式是固定的：

public static void main(String[] args) {

}

其中 public static void main(String[] 变量名) 这个格式是固定的，一个类最多只能有一个main函数（可以没有），程序的入口是main函数。（mian函数不是成员函数，无法被其他方法/类所调用）。

程序在运行时最先执行的就是main方法，JVM通过main找到需要启动的运行程序，并检查main所在的类是否被加载，如果没有就进行加载（mian方法的调用会优先于类，所以才会规定为public static）。mian方法内可以直接调用类的静态资源，非静态的可以通过new创建对象后再调用。

1.5.3、注释

注释在JAVA运行过程中是不执行的，它是为了方便程序员阅读代码。一些复杂的代码，可以在类上、方法上、和代码行上添加注释，可以更快速的帮助我们阅读代码的含义。

1、单行注释：idea快捷键 Ctrl+/
 //注释内容
2、多行注释：idea快捷键 Ctrl+Shift+/
 /*
 	代码
 */
3、文档注释：中间通常包含一些信息  idea快捷键 /**+Ent：放在类、接口、成员变量、方法之前，以通过 Javadoc 生成 API 帮助文档
 /**
 *@author （对类的说明）开发作者
 *@version（对类的说明）开发版本
 *@since	指明需要最早使用的JDK版本                    
 *@param （对方法的说明）方法中的参数说明
 *@return （对方法的说明）返回值
 *@see （对方法的说明）可以在注释中实现链接跳转.@see可以指向包,类,方法,属性.
 *@throws （对方法的说明）方法抛出的异常
 */
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1.6、输入和输出

//输入	Java.util.Scanner
	Scanner scanner = new Scanner(System.in);	//常见Scanner输入对象
	int a = scanner.nextInt();	//输入一个整数
	String str = scanner.next(); //输入一个字符串，无法带空格
	String str = scanner.nextLine(); //输入一个字符串，可含空格
	char c = scanner.next().charAt(0);	//输入字符串的第一个字符
	double d = scanner.nextDouble();	//输入一个double
	float f = scanner.nextFloat();	//输入一个float
//输出，打印 print
	System.out.print();		//不换行打印
	System.out.println();	//换行打印
	System.out.printf("",);	//格式化打印  整数%d、字符串%s、字符%c、实数%f
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1.7、规范

命名规范

  1. 包名由小写字母组成。

    1、个人项目
	个体项目（individual：指个人发起，但非自己独自完成的项目，可公开或私有项目，copyright主要属于发起者。
		包名为“indi.发起者名.项目名.模块名……”
	单人项目（one-man）：指个人发起，但非自己独自完成的项目，可公开或私有项目，copyright主要属于发起者。
		包名为“onem.发起者名.项目名.模块名……”
	个人项目（personal），指个人发起，独自完成，可分享的项目，copyright主要属于个人。
		包名为“pers.个人名.项目名.模块名.……”
	私有项目（private）：指个人发起，独自完成，非公开的私人使用的项目，copyright属于个人。
		包名为“priv.个人名.项目名.模块名.……”
2、团体的项目命名
	team：团队项目，指由团队发起，并由该团队开发的项目，copyright属于该团队所有。
		包名为“team.团队名.项目名.模块名.……”
	com ：公司项目，copyright由项目发起的公司所有。
		包名为“com.公司名.项目名.模块名.……”

  2. 类名每个单词大写字母开头，后续小写字母。驼峰式命名

  3. 对象名称第一个单词全小写，后面的单词由大写字母开头。

  4. 常量的名称都大写，并且指出完整含义。

  5. 参数的名称无其他具体规定。

  6. 数组的命名使用“类型[] 数组名”的形式

编码格式规范：

  1. package必须是类中可执行的第一行代码，且只能有一句，可以有多层，每一层用.隔开
  2. 在单一的语句后有用 ；结束，在一对括号{}后不使用 ；
  3. 如果定义类的时候没有使用package，那么java就认为我们所定义的类位于默认包里面(default package)。
  4. ：import导入包时使用，在package之下，类主体之上
  5. 类和方法的内容都写在{ }内部
package com.***.***;		//类所在的包,必须在第一行
import java.util.*			//导入java内util内的所有文件，*是导入所有
class 类名{
    .......
}

1.8、API文档

API（Application Programming Interface,应用程序编程接口）是Java 提供的基本编程接口。可以帮助我们学习Java

中文版：API中文版，版本为JDK6的API。

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官方网址下载API

1.9、开发工具

  1. 文本编辑工具：NotePad++
  2. Java集成开发环境 IDE：eclipse、MyEclipse、IntelliJ IDEA 、

1.10、进制

1.10.1、简介

进制就是当一个数，满足该进制的最大数时，该数前位+1，本位清零。我们最熟悉的就是十进制：9进一位就是10,19进一位就是20。

常用的进制一般有4种：

  1. 二进制：计算机底层都是二进制，0和1，满二进一，前缀一般为0b。

  2. 十进制：我们正常使用的进制为十进制，0~9，满十进一，无前缀为默认进制

  3. 八进制：0-7，满八进一，以数字0为前缀。

  4. 十六进制：0-9和A-F，满十六进一，以0X或0x为前缀

    十进制二进制八进制十六进制
    00b0000x0
    10b1010x1
    20b10020x2
    30b11030x9
    40b100040x4
    50b101050x5
    60b110060x6
    70b111070x7
    80b10000100x8
    90b10010110x9
    100b10100120xA
    110b10110130xB
    120b11000140xC
    130b11010150xD
    140b111000160xE
    150b11110170xF
    160b100000200x10
    170b100010210x11

1.10.2、二进制

计算机底层都是二进制形式。而二进制有三种方式：原码、反码、补码。对于一个正数来说，三个码表示出来都是一样的结果。

  • 原码：直接将一个数转换成二进制，其最高位是符号位
  • 反码：对原码进行取反操作，只改变最高位
  • 补码：反码+1

比如1个byte的变量为1个字节，8个bit，在二进制的形式下13和-13的原码为：

13： 0 0 0 0 1 1 0 1

-13：1 0 0 0 1 1 0 1

正数的反码和原码相同，负数的反码就是在它原码的基础上，除符号位外，其他位置取反。

13反码： 0 0 0 0 1 1 0 1

-13反码：1 1 1 1 0 0 1 0

负数补码就是在反码的基础上加上一个1

13补码： 0 0 0 0 1 1 0 1

-13补码：1 1 1 1 0 0 1 1

在计算机底层二进制的存储中，所有的数值，无论正负，都是以补码的方式存储的。

1.10.3、进制转换

  • 十进制转换为其他进制：转换成几进制就对几进行求余

    • 转换成2进制：

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    • 转换成8进制

    • 转换成16进制

  • 其他进制转换成10进制：

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  • 转换成二进制

    • 8进制转换成二进制

    • 16进制转换成2进制

      image-20230119152547718

  • 二进制转换为8进制：需要将 3 个连续的数拼成一组，然后再独立转成八进制中的数字。

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  • 二进制转换16进制：需要将 4 个连续的数拼成一组，然后再独立转换为十六进制中对应的数字

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