Java 零基础入门学习（小白也能看懂！）一-阿里云开发者社区

1. 初始 Java

1.1 Java 概述

1.1.1什么是 Java

Java是一种优秀的程序设计语言，它具有令人赏心悦目的语法和易于理解的语义。

不仅如此，Java还是一个有一系列计算机软件和规范形成的技术体系，这个技术体系提供了完整的用于软件开发和跨平台部署的支持环境，并广泛应用于嵌入式系统、移动终端、企业服务器、大型机等各种场合。

1.1.2 Java 背景

Java 是美国sun公司在1995年推出的一门计算机高级编程语言。
Java 早期称为Oak（橡树），后期改名Java。
Java 之父：詹姆斯·高斯林（祖师爷）。
2009年 sun公司被 Oracle（甲骨文）公司收购。

1.1.3 为什么使用 Java

世界上最流行的编程语言之一，在国内使用最为广泛的编程语言
可移植性、安全可靠、性能较好
开发社区最完善、功能最丰富

1.1.4 Java能做什么

桌面应用开发
企业级应用开发
移动应用开发
服务器系统
大数据开发
游戏开发

1.1.5 Java 技术体系

技术体系	说明
Java SE：标准版	Java技术的核心和基础
Java EE：企业版	企业级应用开发的一套解决方案
Java ME：小型版	针对移动设备应用的解决方案

1.1.6 Java 发展史

1.1.7 Java的主要特征

以下 Java 特性来自 Java 白皮书

简单性：

Java 语言的语法与C语言和C++语言很接近，使得大多数程序员很容易学习和使用，另一方面，Java 丢弃了C++中很少使用的、很难理解的、令人迷惑的那些特性，如操作符重载、多继承、自动的强制类型转换。特别地，Java语言不使用指针，而是引用。并提供了自动的废料收集，使得程序员不必为内存管理而担忧。

面向对象：

Java语言提供类、接口和继承等面向对象的特性，为了简单起见，只支持类之间的单继承，但支持接口之间的实现机制（关键字为implements）。Java语言全面支持动态绑定，而C++语言只对虚函数使用动态绑定。总之，Java语言是一个纯的面向对象程序设计语言

分布式：

Java有一个丰富的例程库，用于处理像 HTTP 和FTP之类的TCP/IP协议。

Java应用程序能够通过URL打开和访问网络上的对象，其便捷程序就好像访问本地文件一样。

健壮性：

Java 的设计目标之一在于使得 Java 编写的程序具有多方面的可靠性。Java 非常强调进行早期的问题检测、后期动态的（运行时）检测，以及消除容易出错的情况… Java 与C/C++ 最大的不同在于Java 采用的指针模型可以消除重写内存和损坏数据的可能性。

安全性：

Java 要适用于网络/分布式环境。为了实现这个目标，安全性颇受重视。使用Java 可以构建放病毒、防篡改的系统。

Java 设计能够防范各种攻击，其中包括：

运行时堆栈溢出，这是蠕虫和病毒常用的攻击手段。

破坏自己的进程空间之外的内存，

未经授权读写文件

体系结构中立：

Java程序（后缀为java的文件）在Java平台上被编译为体系结构中立的字节码格式（后缀为class的文件），然后可以在实现这个Java平台的任何系统中运行。这种途径适合于异构的网络环境和软件的分发。

可移植性：

Java程序（后缀为java的文件）在Java平台上被编译为体系结构中立的字节码格式（后缀为class的文件），然后可以在实现这个Java平台的任何系统中运行。这种途径适合于异构的网络环境和软件的分发

解释型：

如前所述，Java程序在Java平台上被编译为字节码格式，然后可以在实现这个Java平台的任何系统中运行。在运行时，Java平台中的Java解释器对这些字节码进行解释执行，执行过程中需要的类在联接阶段被载入到运行环境中。

高性能：

与那些解释型的高级脚本语言相比，Java的确是高性能的。事实上，Java的运行速度随着JIT(Just-In-Time）编译器技术的发展越来越接近于C++

多线程：

在Java语言中，线程是一种特殊的对象，它必须由Thread类或其子（孙）类来创建。通常有两种方法来创建线程：其一，使用型构为Thread(Runnable)的构造子类将一个实现了Runnable接口的对象包装成一个线程，其二，从Thread类派生出子类并重写run方法，使用该子类创建的对象即为线程。值得注意的是Thread类已经实现了Runnable接口，因此，任何一个线程均有它的run方法，而run方法中包含了线程所要运行的代码。线程的活动由一组方法来控制。Java语言支持多个线程的同时执行，并提供多线程之间的同步机制（关键字为synchronized）

动态性：

Java语言的设计目标之一是适应于动态变化的环境。Java程序需要的类能够动态地被载入到运行环境，也可以通过网络来载入所需要的类。这也有利于软件的升级。另外，Java中的类有一个运行时刻的表示，能进行运行时刻的类型检查

因此：Java不仅仅是一门编程语言，也是一个由一些列计算机软件和规范组成的技术体系。

1.2 JDK

sum 公司提供了一套 Java 开发环境，简称 JDK（Java Java Development Kit）。JDK 包括 Java编译器、Java运行工具、Java 文档生成工具、Java 打包工具等。

sum 公司除了提供 JDK外，还提供了一种 JRE（Java Runtime Environment）工具，它是提供给普通用户使用的 Java 运行环境。与 JDK 相比，JRE 工具只包含 Java运行工具，不包含 Jav 编译工具。需要说明的是，为了方便使用，sum 公司在 JDK 工具总封装了一个 JRE 工具，即开发环境中包含了运行环境。

1.2.1 安装 JDK和配置环境变量

JDK安装教程

IntelliJ IDEA安装教程

1.2.2 JDK 目录介绍

JDK 安装完毕后，会在磁盘上生成一个目录，该目录被称为 JDK 目录。

PS：可能有些小伙伴会疑问自己为什么没有src这个文件夹，这里是因为博主解压了src这个压缩包。

bin 目录：该目录用于存放一些可执行程序，如：javac.exe（Java 编译器）、java.exe（Java 运行工具）、jar（打包工具）和javadoc.exe（文档生成工具）等。其中，最重要就是javac.exe和java.exe，下面我们对这两个程序进行讲解：

javac.exe 是 Java 编译器，它可以将编写的 Java 文件编译成 Java 字节码文件（可执行的 Java 程序）。

java.exe 是 Java 运行工具，它会启动一个 Java 虚拟机（JVM）进程，Java 虚拟机相当于一个虚拟的系统，专门运行由 Java 编译器生成的字节码文件（.class文件）

include 目录：由于 JDK 是使用 C/C++ 开发的，因此在启动时需要引入一些C语言的头文件，该目录就是用于存放这些头文件的。

jre 目录：jre 是 Java Runtime Environment 的缩写，意味 Java 程序运行时的环境。该目录是 Java 运行时环境的根目录，它包含 Java 虚拟机、运行时的类包、Java 应用启动器和一个bin 目录，但不包含开发环境中的开发工具。

lib 目录：lib 是 library 的缩写，意为 Java 类库或库文件，是开发工具使用的归档包文件。

src.zip和 javafx-src.zip 文件：这两个文件中放置的是 JDK 核心类的源代码和 JavaFX 源代码，通过这两个文件可以查看 Java 基础类的源代码。

1.2.3 【面试题】：JDK、JRE、JVM之间的关系？*

JDK(Java Development Kit):Java开发工具包，提供给Java程序员使用，包含了JRE，同时还包含了编译

器javac与自带的调试工具Jconsole、jstack等。

JRE(Java Runtime Environment):Java运行时环境，包含了JVM，Java基础类库。是使用Java语言编写程

序运行的所需环境。

JVM：Java虚拟机，运行Java代码

1.2.4 Java 跨平台、工作原理

一次编译，处处可用
Java文件编译生成跟平台无关的字节码文件（class文件）
JVM：Java虚拟机
由对应平台的JVM解析字节码为机器指令。

1.3 Java 程序开发

Java 程序，需要三个步骤：编写程序，编译程序，运行程序

1. 编写 Java 源文件

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

通过上述代码，我们可以看到一个完整的Java程序的结构，Java程序的结构由如下三个部分组成：

源文件（扩展名为*.java)：源文件带有类的定义。类用来表示程序的一个组件，小程序或许只会有一个

类。类的内容必须包含在花括号里面。

类：类中带有一个或多个方法。方法必须在类的内部声明。

方法：在方法的花括号中编写方法应该执行的语句。

总结：类存在于源文件里面；方法存在于类中；语句存在于方法中。

注意：在一个源文件中只能有一个public修饰的类，而且源文件名字必须与public修饰的类名字相同。注意：在一个源文件中只能有一个public修饰的类，而且源文件名字必须与public修饰的类名字相同。

2. 运行 Java 程序

Java是一门半编译型、半解释型语言。先通过javac编译程序把源文件进行编译，编译后生成的.class文件是由字节码组成的平台无关、面向JVM的文件。最后启动java虚拟机来运行.class文件，此时JVM会将字节码转换成平台能够理解的形式来运行。

编译程序：javac 文件名.java

javac HelloWorld.java

运行程序：java 文件名

java HelloWorld

注意事项：

第一个Java程序尽量用记事本写

建议代码文件名全英文，首字母大写，满足驼峰模式，源代码文件后缀为.java

1.4 注释

1.4.1 什么注释

注释是写程序中对代码进行解释说明的文字，方便自己和其他人查看，以便理解程序的。

1.4.2 注释有哪些

单行注释：//
多行注释：/* */
文档注释：/** */

1.4.3 注释的特点

注释不影响程序的执行，编译后的class文件里面没有注释

1.5 标识符

标识符：在程序中由用户给类名、方法名或者变量所取的名字。

【硬性规则】

标识符中可以包含：字母、数字以及下划线和 $ 符号等等

注意：标识符不能以数字开头，不能是关键字，且严格区分大小写。

【软性建议】

类名：每个单词的首字母大写（大驼峰）
方法名：首字母小写，后面每个单词的首字母大写（小驼峰）
变量名：与方法名规则相同。

1.6 关键字

关键字是由Java语言提前定义好的，有特殊含义的标识符，或者保留字

注意：用户不能使用关键字定义标识符

2. 数据类型和变量

2.1 字面常量

常量即程序运行时期，固定不变的量称为常量。

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello world!");
        System.out.println(100);
        System.out.println(3.14);
        System.out.println('A');
        System.out.println(true);
        System.out.println(false);
    }
}

其中，“Hello world!”，100，3.14，‘A’，true/false都是常量，将其称为字面常量。

字面量的分类：

字符串常量：由"“括起来的，比如"12345”、“hello”、“你好”。

整型常量：程序中直接写的数字（注意没有小数点），比如：100、1000

浮点型常量：程序中直接写的小数，比如：3.14、0.49

字符常量：由’'括起来的单个字符，如：‘A’，‘1’

布尔常量：只有两种true和false

空常量：null

注意：字符串、整型、浮点型、字符型以及不而行，在Java中都称为数据类型。

2.2 数据类型

Java 是一种强类型语言。这意味着必须每一个变量声明一个类型。

Java 中数据类型主要分为两类：基本数据类型和引用数据类型。

数据类型	关键字	内存占用	范围
字节型	byte	1字节	-128~127
短整型	short	2字节	-32768~32767

整型	int	4字节	-2³¹~2³¹-1
长整型	long	8字节	-2⁶³~2⁶³-1

单精度浮点数	float	4字节	有范围，一般不关注
双精度浮点数	double	8字节	有范围，一般不关注
字符型	char	2字节	0~65535
布尔型	boolean	没有明确规定	true和false

注意：

无论是在32为系统还是64为系统，int都占用4个字节，long都占8个字节

整型和浮点型都是带有符号的

整型默认是int型，浮点型默认是double

字符串属于引用类型，后序介绍。

什么是字节?

字节是计算机中表示空间大小的基本单位.

计算机使用二进制表示数据. 我们认为 8 个二进制位(bit) 为一个字节(Byte).

我们平时的计算机为16GB 内存, 意思是16G 个字节.

其中 1KB = 1024 Byte, 1MB = 1024 KB, 1GB = 1024 MB.

所以 16GB 相当于 160 多亿个字节.

2.3 变量

2.3.1 变量的概念

在程序中，除了有始终不变的常量外，有些内容可以回经常改变，比如：人的年龄、身高、成绩分数、数学函数的计算结果等，对于这些经常改变的内容，在 Java 中称为变量。而数据类型就是用来定义不同种类变量

2.3.2 语法格式

定义变量的语法格式为：

数据类型 变量名 = 初始值;

比如：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10; // 定义整形变量a，a是变量名也称为标识符，该变量中放置的值为10
        double d = 3.14;
        char c = 'A';
        Boolean b = true;

        System.out.println(a);
        System.out.println(d);
        System.out.println(c);
        System.out.println(b);

        a = 100;
        // a是变量，a中的值是可以修改的，
        // 注意：= 在java中表示赋值，即将100交给a，a中保存的值就是100
        System.out.println(a);

        // 注意：在一行可以定义多个相同类型的变量
        int a1 = 10,a2 = 20, a3 = 30;
        System.out.println(a1);
        System.out.println(a2);
        System.out.println(a3);
    }
}

2.3.3 整型变量

2.3.3.1 整型变量

方法一：定义时给出初始值

// 方法一:定义时给出初始值
int a = 10;
System.out.println(a);

方法二：定义时没有给初始值，但使用前必须设置初值

// 方法二：定义时没有给初始值，但使用前必须设置初值
int b;
b = 20;
System.out.println(b);

// 使用方式二定义后，在使用前如果没有赋值，则编译期间会报错
int c;
System.out.println(c);

int型变量所能表示的范围：

// int型变量所能表示的范围：
System.out.println(Integer.MIN_VALUE);// -2147483648
System.out.println(Integer.MAX_VALUE);// 2147483647

// 注意：在定义int性变量时，所赋值不能超过int的范围
int d = 12345678901234;  // 编译时报错，初值超过了int的范围
System.out.println(d);

注意事项：

int不论在何种系统下都是4个字节
推荐使用方式一定义，如果没有合适的初始值，可以设置为0
在给变量设置初始值时，值不能超过int的表示范围，否则会导致溢出
变量在使用之前必须要赋初值，否则编译报错
int的包装类型为 Integer

2.3.3.2 长整型变量

int a = 10;
long b = 10;   // long定义的长整型变量

long c = 10L; // 为了区分int和long类型，一般建议：long类型变量的初始值之后加L或者l
long d = 10l; // 一般更加以加大写L，因为小写l与1不好区分

// long型变量所能表示的范围：这个数据范围远超过 int 的表示范围. 足够绝大部分的工程场景使用.
System.out.println(Long.MIN_VALUE);// -9223372036854775808
System.out.println(Long.MAX_VALUE);// 9223372036854775807

注意事项：

长整型变量的初始值后加L或者l，推荐加L
长整型不论在那个系统下都占8个字节
长整型的表示范围为：-2⁶³~2⁶³-1
long的包装类型为Long

2.3.3.3 短整型变量

short a = 10;
System.out.println(a);

// short型变量所能表示的范围：
System.out.println(Short.MIN_VALUE);// -32768
System.out.println(Short.MAX_VALUE);// 32767

注意事项：

short在任何系统下都占2个字节
short的表示范围为：-32768 ~ 32767
使用时注意不要超过范围(一般使用比较少)
short的包装类型为Short

2.3.3.4 字节型变量

byte b = 10;
System.out.println(b);
// byte型变量所能表示的范围：
System.out.println(Byte.MIN_VALUE);// -128
System.out.println(Byte.MAX_VALUE);// 127

注意事项：

byte在任何系统下都占1个字节
byte的范围是：-128 ~ 127 3. 字节的包装类型为Byte

2.3.4 浮点型变量

2.3.4.1 双精度浮点型

double d = 3.14;
System.out.println(d);

代码一：

int a = 1;
int b = 2;
System.out.println(a / b); // 0
// 为什么不输出0.5?

在 Java 中，int除以int的值仍然是int（会直接舍弃小数部分）。如果想要得到0.5，需要使用double类型计算。

double a = 1.0;
double b = 2.0;
System.out.println(a / b);// 0.5

代码二：

double num = 1.1;
System.out.println(num * num); // 输出1.21?
// 1.2100000000000002

注意事项：

double在任何系统下都占8个字节

浮点数与整数在内存中的存储方式不同，不能单纯使用的形式来计算

double的包装类型为Double

double 类型的内存布局遵守 IEEE 754 标准(和C语言一样), 尝试使用有限的内存空间表示可能无限的小数, 势必会存在一定的精度误差，因此浮点数是个近似值，并不是精确值

2.3.4.2 单精度浮点型

loat num = 1.0f;    // 写作 1.0F 也可以
System.out.println(num);

注意事项：

float 类型在 Java 中占四个字节, 同样遵守 IEEE 754 标准.
由于表示的数据精度范围较小, 一般在工程上用到浮点数都优先考虑 double, 不太推荐使用 float.
float的包装类型为Float。

2.3.5 字符型变量

2.3.5 字符型变量
char

注意事项：

Java 中使用单引号 + 单个字母的形式表示字符字面值.
计算机中的字符本质上是一个整数. 在 C 语言中使用 ASCII 表示字符, 而 Java 中使用 Unicode 表示字符. 因此一个字符占用两个字节, 表示的字符种类更多, 包括中文.

char c3 = '帅';
System.out.println(c3);

char的包装类型为Characte

2.3.6 布尔类型变量

布尔类型常用来表示真假，在现实生活中也是经常出现的，比如：听说xxx同学买彩票中了一个亿…，听到后估计大部分人第一反应就是：我x，真的假的？

boolboolean b = true;
System.out.println(b);
 
b = false;
System.out.println(b);

注意事项：

boolean 类型的变量只有两种取值, true 表示真, false 表示假.
Java 的 boolean 类型和 int 不能相互转换, 不存在 1 表示 true, 0 表示 false 这样的用法.

Java虚拟机规范中，并没有明确规定boolean占几个字节，也没有专门用来处理boolean的字节码指令，在 Oracle公司的虚拟机实现中，boolean占1个字节.

boolean的包装类型为Boolean。

2.3.7 类型转换

我们经常需要将一种数据类型转换为另一种数据类型。

图中6个实线箭头，表示无信息丢失的转换；另外有3个虚线剪头，表示可能有精度损失的转换。

2.3.7.1 自动类型转换（隐式）

自动类型转换即：代码不需要经过任何处理，在代码编译时，编译器会自动进行处理。特点：数据范围小的转为数据范围大的时会自动进行。

 System.out.println(1024);   // 整型默认情况下是int
 System.out.println(3.14);   // 浮点型默认情况下是double
int a = 100;
long b = 10L;
b = a;   
// a和b都是整形，a的范围小，b的范围大，当将a赋值给b时，编译器会自动将a提升为long类型，然后赋值
a = b;   
// 编译报错，long的范围比int范围大，会有数据丢失，不安全

float f = 3.14F;
double d = 5.12;

d = f; // 编译器会将f转换为double，然后进行赋值
f = d; // double表示数据范围大，直接将float交给double会有数据丢失，不安全

byte b1 = 100;  // 编译通过，100没有超过byte的范围，编译器隐式将100转换为byte
byte b2 = 257;  // 编译失败，257超过了byte的数据范围，有数据丢失

2.3.7.2 强制类型转换（显式）

强制类型转换：当进行操作时，代码需要经过一定的格式处理，不能自动完成。特点：数据范围大的到数据范围小的。

int a = 10;
long b = 100L;
b = a;        // int-->long，数据范围由小到大，隐式转换
a = (int)b;   // long-->int, 数据范围由大到小，需要强转，否则编译失败

float f = 3.14F;
double d = 5.12;
d = f;        // float-->double，数据范围由小到大，隐式转换
f = (float)d; // double-->float, 数据范围由大到小，需要强转，否则编译失败

a = d;   // 报错，类型不兼容
a = (int)d;   // int没有double表示的数据范围大，需要强转，小数点之后全部丢弃

byte b1 = 100;        // 100默认为int，没有超过byte范围，隐式转换
byte b2 = (byte)257;  // 257默认为int，超过byte范围，需要显示转换，否则报错

boolean flag = true;
a = flag;   // 编译失败：类型不兼容
flag = a;   // 编译失败：类型不兼容

注意事项：

不同数字类型的变量之间赋值, 表示范围更小的类型能隐式转换成范围较大的类型
如果需要把范围大的类型赋值给范围小的, 需要强制类型转换, 但是可能精度丢失
将一个字面值常量进行赋值的时候, Java 会自动针对数字范围进行检查
强制类型转换不一定能成功，不相干的类型不能互相转换

2.3.8 类型提升

不同类型的数据之间相互运算时，数据类型小的会被提升到数据类型大的。

int与long之间：int会被提升为long

int a = 10;
long b = 20;
int c = a + b; // 编译出错: a + b==》int + long--> long + long 赋值给int时会丢失数据
long d = a + b; // 编译成功：a + b==>int + long--->long + long 赋值给long

byte与byte的运算

byte a = 10;
byte b = 20;
byte c = a + b;
System.out.println(c);

结论： byte 和 byte 都是相同类型, 但是出现编译报错. 原因是, 虽然 a 和 b 都是 byte, 但是计算 a + b 会先将 a 和 b 都提升成 int, 再进行计算, 得到的结果也是 int, 这是赋给 c, 就会出现上述错误.

由于计算机的 CPU 通常是按照 4 个字节为单位从内存中读写数据. 为了硬件上实现方便, 诸如 byte 和 short 这种低于 4 个字节的类型, 会先提升成 int, 再参与计算

正确的写法：

byte a = 10;
byte b = 20;
byte c = (byte)(a + b);
System.out.println(c);

【类型提升小结:】

不同类型的数据混合运算, 范围小的会提升成范围大的.
对于 short, byte 这种比 4 个字节小的类型, 会先提升成 4 个字节的 int , 再运算.

2.4 字符串类型

在Java中使用String类定义字符串类型，比如：

String s1 = "hello";
String s2 = " world";
System.out.println(s1);
System.out.println(s2);
System.out.println(s1+s2);   // s1+s2表示：将s1和s2进行拼接

在有些情况下，需要将字符串和整形数字之间进行转换：

int 转成 String

int num = 10;
 // 方法1
 String str1 = num + "";  
// 方法2
 String str2 = String.valueOf(num);

在有些情况下，需要将字符串和整形数字之间进行转换：

int 转成 String

int num = 10;
 // 方法1
 String str1 = num + "";  
// 方法2
 String str2 = String.valueOf(num);

String 转成 int

String str = "100";
int num = Integer.parseInt(str);

本节对只是对字符串进行简单的介绍，大家能够正常使用即可，后序会详细给大家介绍。

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Java 零基础入门学习（小白也能看懂！）一

1. 初始 Java

1.1 Java 概述

1.1.1什么是 Java

1.1.2 Java 背景

1.1.3 为什么使用 Java

1.1.4 Java能做什么

1.1.5 Java 技术体系

1.1.6 Java 发展史

1.1.7 Java的主要特征

1.2 JDK

1.2.1 安装 JDK和配置环境变量

1.2.2 JDK 目录介绍

1.2.3 【面试题】：JDK、JRE、JVM之间的关系？*

1.2.4 Java 跨平台、工作原理

1.3 Java 程序开发

1. 编写 Java 源文件

2. 运行 Java 程序

1.4 注释

1.4.1 什么注释

1.4.2 注释有哪些

1.4.3 注释的特点

1.5 标识符

1.6 关键字

2. 数据类型和变量

2.1 字面常量

2.2 数据类型

2.3 变量

2.3.1 变量的概念

2.3.2 语法格式

2.3.3 整型变量

2.3.3.1 整型变量

2.3.3.2 长整型变量

2.3.3.3 短整型变量

2.3.3.4 字节型变量

2.3.4 浮点型变量

2.3.4.1 双精度浮点型

2.3.4.2 单精度浮点型

2.3.5 字符型变量

2.3.6 布尔类型变量

2.3.7 类型转换

2.3.7.1 自动类型转换（隐式）

2.3.7.2 强制类型转换（显式）

2.3.8 类型提升

2.4 字符串类型

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