Java小白学习笔记（二）——2020版Java语言基础

0 前言

对于java或者其他编程语言的学习，没有良好的学习认知和习惯是无法高效快速掌握的，为了避免繁文缛节，仅用关键句列出（方法学习自韩顺平老师）
（1）学习过程要高效且愉快——通过搭建游戏、好玩的项目边玩边学
（2）先建立一个整体框架，然后再做细节——要有整体的知识体系（笔记目录整体来看就是框架了）
（3）先知道怎么去做，然后再去琢磨为什么
（4）不是会了再做，而是做了才会，是“做中学”的过程
（5）适当囫囵吞枣，不需要每一个细节都抠
（6）用到什么再学什么
（7）学习软件编程的初始阶段应该是在琢磨别人怎么做，而不是我认为应该怎么做的过程

这次笔记的主要内容是计算机进制转换、java变量及运算、java语句结构、数组字符串。最后给出实例并学习java错误的调试方式。
笔记的核心原则是：精简易懂+容易复现

1 计算机进制转换

（1）概述

计算机在设计出来后，能够识别的数制是二进制；而我们日常生活所用的是十进制。拿我们日常的十进制来说：0-9，逢十进位，这就是十进制，其他二进制、八进制、十六进制等都可以依次类推。其中，十六进制的基本数字是0-9,ABCDEF

(2)进制转换

详细可阅读博文：计算机基础进制转换（二进制、八进制、十进制、十六进制）
此处仅给出总结性结论

（3）java编码实现
该代码仅用于数值转换使用，而非知识点学习，可囫囵吞枣只用即可，具体细节知识后续会提及。
代码源自网络

// 作者：网络
// 功能：用来实现进制数之间的转换功能。
// 日期：2020年5月24日package calculate;public class conversionNumber {/***② 算法思想是先把一个m进制的数转换为10进制*    再将转换的十进制数转换为要转换的n进制数。*/public static void main(String[] args){input();}/***该函数，用来实现十进制数转换为任意进制数***/public static void changeTenToNum(int ten,int number){int sum=0;int i=0;int j=0;while(ten>0){int remainder=ten%number;ten =ten/number;sum+=remainder*Math.pow(10,j);j++;}System.out.println("\n"+"结果为："+sum);}/***input函数用来实现数据的输入输出功能。*/public static void input(){boolean flag=true;System.out.println("输入0结束循环\n");while(flag){System.out.println("\n请输入要转换的进制数：\n");java.util.Scanner read=new java.util.Scanner(System.in);int fristNum=read.nextInt();if(fristNum==0){flag=false;System.out.println("\n你已结束了该算法，请重新进入！\n");break;}System.out.println("请输入该数字是几进位数：\n");int secondNum=read.nextInt();if(secondNum==0){flag=false;System.out.println("\n你已结束了该算法，请重新进入！\n");break;}int copy=fristNum;/*下面的while循环和if判断语句，用来实现判断输入数字的准确性。*/while(fristNum>0){int judgment=fristNum%10;fristNum /=10;if(judgment>=secondNum){System.out.println("你输入了一个错误的数字，可能是该数字与其进制数不匹配！");flag=false;break;}}if(flag==false){flag=true;continue;}fristNum=copy;System.out.println("请输入要转换为几进位数：\n");int thirdlyNum=read.nextInt();if(thirdlyNum==0){flag=false;System.out.println("\n你已结束了该算法，请重新进入！\n");break;}changeTenToNum(changeNumToTen(fristNum,secondNum),thirdlyNum);}}/***changeNumToTen函数用于实现n进制数转换为十进制数。*/public static int changeNumToTen(int n,int num){int i=0;int sum=0;int j=0;while(n>0){i=n%10;n/=10;sum+=i*Math.pow(num,j);j++;      }return sum;}
}

（4）二进制补码
计算机系统的内部，数值以二进制的补码形式存储。在java程序中输入的十进制数据都会被自动转换为二进制，java内部也以二进制来进行数值计算，但返回的结果是十进制
补码可以将符号位和其他位统一处理；最高位不再表示数值，而是最为符号位，可以讲数值折半；减法也可以按假发来处理

计算机中正负数的关系是取反加一

补码计算：
二进制的最高位是符号位，0表示正数，1表示负数；正数的值是其本身，负数的值是最高位不变，其他位逐渐取反。两数相加，若最高位有进位，则进位被舍弃,例如：

正数+负数=模（某种类型数据的总数）

2 变量与数据类型

2.1 变量

（1）数据类型
java定义了基本数据类型、引用数据类型和自定义类型

（2）变量概述

在计算机的高级语言中用变量来管理引用类型的数据，
其中，变量是可变的量，相对应的常量就是不可变的量，字面量是指java常/变量中存放的具体数据
变量作用域：java用一对大括号作为语句块的范围，称为作用域，作用域中的变量是不能重复定义的
变量可以简化运算，能够保存多种数据类型

（3）变量的命名规则
首字母采用英文、$或下划线；名称由字母、数字和下划线组成
命名遵循见名知义的原则，首字母建议不用大写字母，用驼峰命名法命名多个单词组成的变量名。

（4）变量的定义、初始化
定义：类型变量名1 变量名2…；
每种变量必须属于一种数据类型
初始化：age=23；

（5）包装类
java为基本数据类型提供了对应的类，这些类称为包装类。包装类封装了一些很实用的方法和常量，在集合中用来定义集合元素的类型

2.2 数据类型

（1）整数类型

java有四种整数类型：byte/short/int/long
java默认整数计算的结果是int类型
整数的字面量是int类型，若字面量超过int类型的最大值，则字面量是long类型，那么后面要用L或者l表示该值是long类型
java底层byte和short按照32位计算

（2）浮点类型

浮点类型用于表示小数的数据类型，包括float和double两种，默认的计算结果和字面量都是double类型
科学计算法：

float类型共32位，1位位符号位，指数8位，尾数23位；精度是23位，小数是以尾数长度表示精确度

（3）字符类型

char的字面量可以是一个英文字母、字符和一个汉字，并且由单引号包括
java底层使用一个16位Unicode字符编码处理

（4）转义符

转义字符是“\”，通过转义字符，可表示一些特殊的字符

（5）布尔类型

布尔类型是用来表示肯定或否定两种可能，常用在分支语句、循环语句中，只有两个值：true和false表示；
定义：boolean isPass;

2.3 类型转换

java中经常出现不同类型数据进行相互转换的现象

（1）自动类型转换

小类型向大类型的转换会自动完成，即不需要程序员编写额外的代码，由JVM负责
自动类型转换也叫“隐式类型转换”
转换规则：符号位会自动扩展，负数补1，正数补0
自动转换包括的情况：

（2）强制转换

强制转换过程中可能发生数据溢出。

（3）转换一览图（图片来源：https://www.cnblogs.com/tyyt/p/10398270.html）

3 变量运算

（1）自运算
自增： i=i+1,space=space+""; ++i,（先加1）；i++（后加1）；i+=n
自减：–i （先减1）；i++（后加1）；i-=n
自乘：i*=n
自除：i/=n

（2）关系运算
关系运算种类如下，结果只有true和false两种

（3）逻辑运算
逻辑运算种类如下，结果只有true和false两种

4 结构语句

（1）if 判断语句
if语句用于判断不同的条件，根据关系运算、逻辑运算等得到的true、false等逻辑值来决定执行不同的代码
格式一：

if (Score>=60){System.out.println(score+"及格")
}

格式二：

if (a>b){sysytem.out.println(a+"max");
}
else{system.out.println(b+"min");
}

（2）Switch语句

switch语句称为情况选择语句，又称开关语句

Scanner scanner=new Scanner(System.in);
System.out.println("输入月份");
int month=scanner.nextInt();
switch(month){case 1;
case 3;
case 5;
case 7;
case 8;
case 10;
case 12;
System,out,println("31");
break;
case 4;
case 6;
case 9;
case 11;
System,out.println("30");
break;
case 2;
System,out.println("28");
break;
default;
system.out.println("输入的月份有误")；
}

（3）循环语句
循环语句有while和for循环两类

· while 循环

int i=1;
while(i<=20){System.out.println("上课迟到，罚做俯卧撑"+i+"次");
i++;
}

int i=1;
do{System.out.println("上课迟到，罚做俯卧撑"+i+"次");
i++;
}while (i<=20);

·for循环

for (int i=1;i<=20;i++){System,out.println("上课迟到，罚做俯卧撑"+i+"次");
}

5 数组与字符串

5.1 数组

（1）定义

数组是有序数据的集合，数组中的每个元素具有相同的数组名和下标来做标识

（2）分类

一维、二维、多维

（3）数组的声明
声明形式有如下两种

但是，为数组分配内存空间，如果不分配内存，将不能访问它的任何元素，我们使用new关键字来为数组分配内存空间

int arrayDemo[];
arrayDemo=new int[3];
int[] acore;
acore =new int[3];

(4)数组的初始化

初始化方式有两种：静态初始化和动态初始化

（5）数组的使用

int score[]={43,34,5,66,12};
int max,min;
max=min=scaore[0];
for(int i=0;i<score.length;i++){if(score[i]>max){max=score[0];
}
if(score[i]<min){min=score[0];
}
System.out.println(max);
System.out.println(min);

（6）二维数组
声明、内存分配和一维数组类似

int score[][];
score = new int [5][5];
for (int i=0;li<score,length;i++){for(int j=0;j<socre[i].length;j++){System.out.println(score[i][j]+" ");
}
System.out.println();
}

静态初始化

int score[][]={{100,90},{67,70},{50,78,80}};

5.2 字符串

（1）字符串概述
·实例化String对象，直接赋值或者用new,通过new关键字创建占用空间较大。

String str="Hello";
String str=new String("hello");
System,out.println(str);

注意：字符串内容不可更改

字符串常用方法：
字符串长度：length（）方法

String str="Sonny";
System,out,println(str.length());
}

字符串转换为数组：toCharArray();

char data[]=str,toCharArray();
for(int i=0;i<data,length;i++){System,out,println(data[i]);
}

从字符串中取出特定位置的字符：charAt();

char data[]=str,toCharArray();
System,out,println(str.charAt(3));

字符串与byte数组的转换方法：getBytes()

byte data[]=str.getBytes();
for(int i=0;i<data,length;i++){System,out,println(new String(data));
}

过滤字符串中存在的字符indexOf()

String str="SONNY@gmail.con";
System,out,println(str.indexOf("@"));

去掉字符串中的空格：trim();
从字符串中取出子字符串:subString()
大小写转换:toLowerCase() toUpperCase()
判断字符串开头结尾字符:endsWith() startWith()
替换String字符串中的一个字符：replace()
（2）args数组

通过main方法的args数组可以从控制台获取一组字符串数据

（3）scanner

Scanner类用于扫描从控制台输入的数据，可以接收字符串和基本数据类型的数据，位于java.util.Scanner包中
string next()：接收控制台输入的一个字符串
string nextLine()：接收控制台输入的一个字符串（可以接收空格）
string nextInt()：接收控制台输入的一个int数据
string nextDouble()：接收控制台输入的一个double数据
string nextBoolean()：接收控制台输入的一个boolean数据

可以通过charAt()方法从next（）或nextLine()中获取输入的字符
例如：
“abc”.charAt(0)，可获取第一个字母a
步骤：
Scanner scanner =new Scanner(System.in);
System.out.println("")
String name = scanner.next();

(4)StringBuffer
缓冲区，本身也是操作字符串，但是与String不同，它是可以更改的
属于一种操作类，必须通过实例化操作
常用方法：
append（）：追加内容
insert（）：插入内容
replace()::替换内容
indexOf():过滤字符串

StringBuffer sb=new StringBuffer();
sb.append("Sonny");
sb.insert(0,"love");
System.out.println(sb);

（5）StringBuilder
一个可变的字符序列，被设计作用为StringBuffer的一个简易替换，用在字符串缓冲区被单个线程使用的时候，建议优先考虑该类，速度比StringBuffer要快。但是如果涉及到线程安全方面，建议使用StringBuffer
常用方法：
append（）：追加内容
insert（）：插入内容

6 错误调试

6.1 错误调试

（1）程序错误类型

程序的错误分为编译期语法错误、运行期异常错误、运行期逻辑错误

（2）调试——Debug

先将下面的程序输入到eclipse中

package com.sonny.exc;public class debug00 {public static void main(String[] args) {// TODO Auto-generated method stubint a=100;int b=10;System.out.println("a="+a+"\tb="+b);a=b;b=a;System.out.println("a="+a+"\tb="+b);}}

debug调试按钮如图

如果没有跳出debug窗口，可在右上角选择debug

断点是在源代码的可执行部分的指定行（断点设置位置应该是程序员怀疑错误代码的附近位置）设置一个标志，通过设置断点可以快速执行断点之前的代码，然后在调试运行方式下，程序运行到该断点标志处会自动暂停，等待下一步操作；这时可以换单个命令运行的方式来运行程序，查找程序中的逻辑错误。

6.2 异常处理

（1）异常是什么
异常是导致程序中断运行的一种指令流，如果不对异常进行正确处理，则可能导致程序的中断执行，造成不必要的损失。

例如错误的代码：

package com.sonny.exc;class Exc{int i =10;
}
public class exceotiionDemo01 {public static void main(String[] args) {int a=10;int b=0;int **temp=a/b;**System.out.println(temp);
}
}

（2）异常的格式：

try里面放置的是可能出现异常的语句，在catch中对异常进行捕获，可以多个模块一起进行，finally是程序一定会运行的部分，不管是否有异常
对前面提到的异常程序进行捕获：

package com.sonny.exc;class Exc{int i =10;
}
public class exceotiionDemo01 {public static void main(String[] args) {int a=10;int b=0;int temp=0;try {temp=a/b;} catch (Exception e) {System.out.println(e);// TODO: handle exception}System.out.println(temp);
}
}

输出异常：
多个catch块处理异常

package com.sonny.exc;class Exc{int a =10;int b =10;
}
public class exceotiionDemo01 {public static void main(String[] args) {int temp=0;Exc e=null;try {temp=e.a/e.b;System.out.println("程序推出");} catch (NullPointerException e2) {System.out.println("空指针异常"+e2);}catch (ArithmeticException e2) {System.out.println("算数异常"+e2);}finally {System.out.println("程序推出");}}
}

（3）常见异常
数组越界异常：ArraylndexOutOfBoundsException
数字格式化异常：NumberFormatException
算数异常:ArithmeticException
空指针异常：NullPointerException

（4） Throws 关键字
定义一个方法时可以调用throws关键字声明，使用throws声明的方法表示此方法不处理异常，抛给方法的调用者处理

格式：

package com.sonny.exc;public class exceptionDemo02 {public static void main(String[] args) {try {tell(10, 0);} catch (Exception e) {// TODO: handle exceptionSystem.out.println(e);}}public static void tell(int i,int j) throws ArithmeticException{int temp=0;temp=i/j;System.out.println(temp);}
}

throws关键字将异常抛出，交给方法的调用者进行处理，如果主方法抛出异常，那么将由jvm处理

package com.sonny.exc;public class exceptionDemo02 {public static void main(String[] args) throws Exception {tell(10, 0);        }public static void tell(int i,int j) throws ArithmeticException{int temp=0;temp=i/j;System.out.println(temp);}
}

throws抛出一个异常，抛出的时候直接抛出异常类的实例化对象即可

package com.sonny.exc;public class exceptionDemo03 {public static void main(String[] args) {try {throw new Exception("实例化异常对象");} catch (Exception e) {// TODO: handle exceptionSystem.out.println(e);}}
}

（5）自定义异常

自定义异常直接继承Exception就可以完成自定义异常类

package com.sonny.exc;class MyException extends Exception{public MyException(String msg) {super(msg);}
}
public class exceptionDemo04 {public static void main(String[] args) {// TODO Auto-generated method stub
try {throw new MyException("自定义异常");
} catch (MyException e) {// TODO: handle exceptionSystem.out.println(e);
}}}