Java基礎教程之Hello World到面向對象

2019-11-26 15:26:45

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Java是完全面向對象的語言。Java通過虛擬機的運行機制，實現“跨平臺”的理念。我在這里想要呈現一個適合初學者的教程，希望對大家有用。

"Hello World!"

先來看一個HelloWorld.java程序。這個程序在屏幕上打印出一串字符"Hello World!":

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

程序中包括Java的一些基本特征：

1.類(class)：上面程序定義了一個類HelloWorld，該類的名字與.java文件的名字相同。
2.方法(method)：類的內部定義了該類的一個方法main。
3.語句(statement)：真正的“打印”功能由一個語句實現，即: System.out.println("Hello World!");

下面兩點有關Java的書寫方式：

1.Java中的語句要以;結尾 (與C/C++相同)。
2.用花括號{}來整合語句，形成程序塊。通過程序塊，我們可以知道程序的不同部分的范圍，比如類從哪里開始，到哪里結束。

編譯與運行

Java程序要經過編譯器編譯才能執行。在Linux或Mac下，可以下載安裝Java JDK。

使用javac來編譯。在命令行中輸入下面語句編譯:

復制代碼代碼如下:

$javac HelloWorld.java

當前路徑下，將有一個名為HelloWorld.class的文件生成。

使用java命令來運行。Java會搜尋該類中的main方法，并執行。

復制代碼代碼如下:

$java HelloWorld

變量

計算機語言通常需要在內存中存放數據，比如C語言中的變量，Java也有類似的變量。Java和C語言都是靜態類型的語言。在使用變量之前，要聲明變量的類型。

變量(variable)占據一定的內存空間。不同類型的變量占據不同的大小。Java中的變量類型如下：

復制代碼代碼如下:

名稱存儲大小例值注釋

byte 1byte 3 字節

int 4bytes 3 整數

short 2bytes 3 短整數

long 8bytes 3 長整數

float 4bytes 1.2 單精度浮點數

double 8bytes 1.2 雙精度浮點數

char 2bytes 'a' 字符

boolean 1bit true 布爾值

在Java中，變量需要先聲明(declare)才能使用。在聲明中，我說明變量的類型，賦予變量以特別名字，以便在后面的程序中調用它。你可以在程序中的任意位置聲明變量。

比如:

復制代碼代碼如下:

public class Test
{
    public static void main(String[] args)
    {
        System.out.println("Declare in the middle:");
        int a;
        a = 5;
        System.out.println(a);  // print an integer
    }
}

上面a是變量名?？梢栽诼暶髯兞康耐瑫r，給變量賦值，比如 int a = 5;

*** “變量”的概念實際上來自于面向過程的編程語言。在Java中，所謂的變量實際上是“基本類型” (premitive type)。我們將在類的講解中更多深入。

上面的程序還可以看到，Java中，可用//引領注釋。

數組

Java中有數組(array)。數組包含相同類型的多個數據。我用下面方法來聲明一個整數數組:

復制代碼代碼如下:

int[] a;

在聲明數組時，數組所需的空間并沒有真正分配給數組。我可以在聲明的同時，用new來創建數組所需空間:

復制代碼代碼如下:

int[] a = new int[100];

這里創建了可以容納100個整數的數組。相應的內存分配也完成了。

我還可以在聲明的同時，給數組賦值。數組的大小也同時確定。

復制代碼代碼如下:

int[] a = new int[] {1, 3, 5, 7, 9};

使用int[i]來調用數組的i下標元素。i從0開始。

其他類型的數組與整數數組相似。

表達式

表達式是變量、常量和運算符的組合，它表示一個數據。1 + 1是常見的表達式。再比如:

復制代碼代碼如下:

public class Test
{
    public static void main(String[] args)
    {
        System.out.println("Declare in the middle:");
        int a;
        a = 5 + 1;
        System.out.println(a);  // print an integer
    }
}

上面的5 + 1也是一個表達式，等于6。

數學表達式

數學運算，結果為一個數值

復制代碼代碼如下:

1 + 2 加法

4 - 3.4 減法

7 * 1.5 乘法

3.5 / 7 除法

7 % 2 求余數

關系表達式

判斷表達式是否成立。即一個boolean值，真假

復制代碼代碼如下:

a > 4.2 大于

3.4 >= b 大于等于

1.5 < 9 小于

6 <= 1 小于等于

2 == 2 等于

2 != 2 不等于

布爾表達式

兩個boolean值的與、或、非的邏輯關系

復制代碼代碼如下:

true && false and

(3 > 1) || (2 == 1) or

!true not

位運算

對整數的二進制形式逐位進行邏輯運算，得到一個整數

復制代碼代碼如下:

& and

| or

^ xor

~ not

5 << 3 0b101 left shift 3 bits

6 >> 1 0b110 right shift 1 bit

還有下列在C中常見的運算符，我會在用到的時候進一步解釋:

復制代碼代碼如下:

m++ 變量m加1

n-- 變量n減1

condition ? x1 : x2 condition為一個boolean值。根據condition，取x1或x2的值

控制結構

Java中控制結構(control flow)的語法與C類似。它們都使用{}來表達隸屬關系。

選擇 (if)

復制代碼代碼如下:

if (conditon1) {
    statements;
    ...
}
else if (condition2) {
    statements;
    ...
}
else {
    statements;
    ...
}

上面的condition是一個表示真假值的表達式。statements;是語句。

練習寫一個Java程序，判斷2013年是否是閏年。

循環 (while)

復制代碼代碼如下:

while (condition) {

statements;

}

循環 (do... while)

復制代碼代碼如下:

do {

statements;

} while(condition); // 注意結尾的;

循環 (for)

復制代碼代碼如下:

for (initial; condition; update) {

statements;

}

跳過或跳出循環

在循環中，可以使用

復制代碼代碼如下:

break; // 跳出循環

continue; // 直接進入下一環

練習寫一個Java程序，計算從1加2，加3…… 一直加到999的總和

選擇 (switch)

復制代碼代碼如下:

switch(expression) {

case 1:

statements;

break;

case 2:

statements;

break;

...

default:

statements;

break;

}

面向對象

“對象”是計算機抽象世界的一種方式?！懊嫦驅ο蟆笨梢杂煤芏喾绞奖磉_。下面是一種并不精確，但比較直觀的理解方式：

1.世界上的每一個事物都可以稱為一個對象(object)，比如張三。對象有身份(Identity)，狀態(State)和行為(Behavior)。
2.對象的狀態由數據成員(data member)表示。數據成員又被稱作域(field)。我們用其他對象作為該對象的數據成員。比如一個表示身高的整數，比如一個鼻子。
3.對象的行為由成員方法(member method)表示。我們簡稱為方法(method)。一個對象可以有多個方法，比如呼吸，睡覺。
4.對象可以歸類(class)，或者說歸為同一類型(type)。同一類型的對象有相同的方法，有同類型的數據成員。某個類型的一個對象被稱為該類型的一個實例(instance)。

類與對象

定義類的語法:

復制代碼代碼如下:

class ClassName

{

member1;

member2;

...

}

我們定義一個human類:

復制代碼代碼如下:

class Human
{
    void breath()
    {
        System.out.println("hu...hu...");
    }

int height;
}

在{}范圍內，Human類有兩個成員：一個數據成員height，一個方法breath()。

1.數據成員height是整數類型，可以用于存儲一個整數。
2.方法代表了對象所能進行的動作，也就是計算機所能進行的操作。方法可以接受參數，并能返回值。在breath()的定義中，breath后面的()中為參數列表。由于參數列表為空，所以breath()不接受參數。在breath()之前的void為返回值的類型，說明breath不返回值。

(方法與面向過程語言中的函數類似)

現在，我們創建對象aPerson，并調用對象的方法breath:

復制代碼代碼如下:

public class Test
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Human aPerson = new Human();
        aPerson.breath();
        System.out.println(aPerson.height);
    }

}

class Human
{
    void breath()
    {
       System.out.println("hu...hu...");
    }

int height;
}

在main方法中，使用new關鍵字創建對象。即使是來自同一個類的對象，各個對象占據的內存也不相同，即對象的身份也不同。

Human aPerson聲明了aPerson對象屬于Human類，即說明了對象的類型。

對象建立后，我們可以用對象.數據成員來引用數據成員，使用對象.方法() 的方式來調用方法。正如我們在后面打印aPerson.height。

總結

Java的許多語法形式與C/C++類似，但在細節和具體實現上又有差別，需要小心。
對象，類
對象: 方法，域(數據成員)
Java是完全面向對象的語言。

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