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Java
Java是一门编程语言。
历史
前情提要，该部分主要描述Java从诞生到Java8正式发布期间，有关Java及中国软件行业的一些历史细节。
1990年，Sun（Stanford University Network，斯坦福大学校园网）公司启动绿色计划。该计划旨在开发一种编程语言，用于控制电视机机顶盒的运作。于是詹姆斯·高斯林等人开始开发 Java 语言的雏形，并将其命名为 Oak（橡树）。结果市场没啥反响，该语言开始服务家用电器业务，辗转反侧，依然不景气，最终，跟着浪潮进入互联网领域。
1992年，Oak的开发者觉得Oak不像是编程语言的名字，决定改名为Silk（丝绸），结果因为涉及专有名词没有审批通过。由于程序员喜欢喝咖啡，而印尼Java岛的咖啡很不错，于是更名为Java，寓意Java编程语言让写程序如同喝咖啡一样闲适。
1994年，高斯林在硅谷大会上演示JavaEE功能，实现动态网页效果，震惊世界，然后公司架设ftp服务器，供众人下载JDK。
1995年，Sun公司正式发布第一版Java。相继发布到版本1.4后，直接发布版本5，直到今天的版本15。
1997~1998年，中国开始出现网页。
2000年初，中国软件行业的寒冬，马化腾想卖掉QQ给新浪。要价100万。但新浪王志东只愿意出50万，最终没谈成。
2000年末，中国软件行业回暖，腾讯拿到风投，起死回生。
2003年5月10日，马云创办淘宝网。
2004~2005年，中国软件行业迅速发展，很好找工作。
2007年，中国的第一批智能手机诞生。
2009年，Java的桌面开发仍大有所为，往后开始进入互联网开发时代。
2014年3月18日，Java8发布。
简介
Java，一种编程语言。
版本
- Java SE：Standard Edition（标准版），包含标准的JVM和标准库。
- Java EE：Enterprise Edition（企业版），在Java SE的基础上加上了大量的API和库，以便开发Web应用、数据库、消息服务等。
- Java ME：Micro Edition（微机版），针对嵌入式设备的“瘦身版”，注意该版本不是Android，不要混淆。
专有名词
- JDK：Java Development Kit（Java开发工具包），用于Java开发工具软件，包含JRE、java.exe、javac.exe等。
- JRE：Java Runtime Environment（Java运行时环境），用于运行Java程序的软件，如用户不开发，只用Java软件，只装JRE即可，包含JVM和Java类库。
- JVM：Java Virtual Machine（Java虚拟机），虚拟机是指通过虚拟化技术模拟计算机硬件运行的一个软件。主要负责把 Java 程序生成的字节码文件（.class），解释成系统相应的机器指令，让其在各个系统上运行。
三者关系如下图：
┌─ ─ ─ ┌──────────────────────────────────┐
│ │ Compiler, debugger, etc. │
│ └──────────────────────────────────┘
JDK ┌─ ┌──────────────────────────────────┐
│ │ │ │
│ JRE │ JVM + Runtime Library │
│ │ │ │
└─ └─ └──────────────────────────────────┘
┌───────┐┌───────┐┌───────┐┌───────┐
│Windows││ Linux ││ macOS ││others │
└───────┘└───────┘└───────┘└───────┘
语法基础
关键字
| 用于定义数据类型的关键字 | ||||
|---|---|---|---|---|
| class | interface | |||
| void | ||||
| boolean | ||||
| byte | short | int | long | |
| float | double | |||
| char |
| 用于定义数据类型值的关键字 | ||
|---|---|---|
| true | false | null |
| 用于定义流程控制的关键字 | ||
|---|---|---|
| if | else | switch |
| case | default | while |
| do | for | break |
| continue | return |
标识符
在程序中自定义的名称。
注释
// 单行注释
/*
* 多行注释
*/
/**
* Java类简述
* @author Charlie
* @version 1.0
*/
/**
* 方法简述
* @param value
* @return data
*/
数据类型
分类
┌─ 整型:byte、short、int、long
┌─ 数值 <
| └─ 浮点型:float、double
┌─ 基本 |
│ 数据 < 字符:char
│ 类型 |
│ |
数据类型 < └─ 布尔:boolean
│
│ ┌─ 类:class
│ 引用 |
│ 数据 < 接口:interface
└─ 类型 |
└─ 数组:[]
基本数据类型
| 类型名称 | 关键字 | 占用内存 | 取值范围 |
|---|---|---|---|
| 字节型 | byte | 1 字节 | -128~127 |
| 短整型 | short | 2 字节 | -32768~32767 |
| 整型 | int | 4 字节 | -2147483648~2147483647 |
| 长整型 | long | 8 字节 | -9223372036854775808L~9223372036854775807L |
| 单精度浮点型 | float | 4 字节 | ±3.4E+38F（6~7 个有效位） |
| 双精度浮点型 | double | 8 字节 | ±1.8E+308 (15 个有效位） |
| 字符型 | char | 2 字节 | ISO 单一字符集 |
| 布尔型 | boolean | 1 字节 | true 或 false |
字节的由来
为了用二进制表示文字（英文），设计者做出如下统计：26个英文字母，大小写52个；加上10 个数字达到62 个；考虑到还有特殊字符（如－ ！ ＠＃$%〈＆ ＊｛｝ ｜等）和不可见的控制字符（如换行、制表），必然超过64 个，所以至少需要7个位用于记载2^7=128个字符。为了避免传输或存储时带来的误差，所以预留了一个奇偶校验位。至此，一个八位的字节诞生。
ASCII码表
ASCII码（American Standard Code for Information Interchange，美国信息交换标准代码），是计算机发展初期较成熟的字符集。
这里提及它的原因是该表拥有128个字符，同上文《字节的由来》中提到的“7个位用于记载128个字符”相吻合。
| ASCII值 | 控制字符 | ASCII值 | 控制字符 | ASCII值 | 控制字符 | ASCII值 | 控制字符 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | NUT | 32 | (space) | 64 | @ | 96 | 、 |
| 1 | SOH | 33 | ! | 65 | A | 97 | a |
| 2 | STX | 34 | " | 66 | B | 98 | b |
| 3 | ETX | 35 | # | 67 | C | 99 | c |
| 4 | EOT | 36 | $ | 68 | D | 100 | d |
| 5 | ENQ | 37 | % | 69 | E | 101 | e |
| 6 | ACK | 38 | & | 70 | F | 102 | f |
| 7 | BEL | 39 | , | 71 | G | 103 | g |
| 8 | BS | 40 | ( | 72 | H | 104 | h |
| 9 | HT | 41 | ) | 73 | I | 105 | i |
| 10 | LF | 42 | * | 74 | J | 106 | j |
| 11 | VT | 43 | + | 75 | K | 107 | k |
| 12 | FF | 44 | , | 76 | L | 108 | l |
| 13 | CR | 45 | - | 77 | M | 109 | m |
| 14 | SO | 46 | . | 78 | N | 110 | n |
| 15 | SI | 47 | / | 79 | O | 111 | o |
| 16 | DLE | 48 | 0 | 80 | P | 112 | p |
| 17 | DCI | 49 | 1 | 81 | Q | 113 | q |
| 18 | DC2 | 50 | 2 | 82 | R | 114 | r |
| 19 | DC3 | 51 | 3 | 83 | S | 115 | s |
| 20 | DC4 | 52 | 4 | 84 | T | 116 | t |
| 21 | NAK | 53 | 5 | 85 | U | 117 | u |
| 22 | SYN | 54 | 6 | 86 | V | 118 | v |
| 23 | TB | 55 | 7 | 87 | W | 119 | w |
| 24 | CAN | 56 | 8 | 88 | X | 120 | x |
| 25 | EM | 57 | 9 | 89 | Y | 121 | y |
| 26 | SUB | 58 | : | 90 | Z | 122 | z |
| 27 | ESC | 59 | ; | 91 | [ | 123 | { |
| 28 | FS | 60 | < | 92 | / | 124 | | |
| 29 | GS | 61 | = | 93 | ] | 125 | } |
| 30 | RS | 62 | > | 94 | ^ | 126 | ` |
| 31 | US | 63 | ? | 95 | _ | 127 | DEL |
补码的存在意义
计算机中的二进制数都是以补码的形式存在，这里我们简单说明一下补码的存在意义。
为了用二进制表示有符号的数字，设计者将最高位定义为符号位（0为正，1为负），那么就会出现正零和负零，而聪明的印度设计者将所有的负数统统取反加一，规定为补码。以一个字节为例，这样使原先的-0变成-128，而-1变成-127，以此类推，直到-127变成-1。完美解决正负零问题，并充分利用了每个位。
浮点数的底层原理
浮点数，顾名思义，它的小数点可以浮来浮去，由此联想到科学计数法，通过改变指数，从而改变小数点的位置。
那么，按照科学计数法的要求，以-0.15625为例，就是-1.5625×10-1 。
而在计算机中是以2进制存储数据的，那么就只能以2为底数，而不是10，如：1111(B)=23+22+21+20+0×2-1。根据IEEE 754规定，浮点数的表示方法为：± F×2E，其中
- 符号位：0正，1负。
- 阶码E（指数）：可以存放0～255，为了让浮点数的E能够表示正数和负数，在计算时要将E减去127，这样的话阶码E就可以表示-127 ～ 128。
- 尾数F（有效数字）：23个位，以二进制存放有效数字，1.xxx…xxx(23个0或1)。
其内部存储结构为1个符号位，8个指数位（二进制中用阶码表示），23个有效数字位（二进制中用尾数表示）。
-0.15625在float中的表现形式为：-0.125×1.25=-0.001(B)×（1+0.01(B)）
精度丢失
并不是所有的小数都可以无误差的转换成2进制，但具体丢失细节，本人暂无精力研究透彻。
只需注意存放需要计算的数据时，不要用浮点数，因为其精度丢失容易出现问题。
运算符
- 算术运算符：+、-、*、/、%、++、–
- 赋值运算符：+=、-=、*=、/=、%=
- 关系运算符（比较运算符）：==、!=、>、<、>=、<=
- 位运算符(用补码运算！)：&、|、~、^、<<、>>、>>>
- 逻辑运算符：&&、||、！
- 三元运算符（条件运算符）：?:
- 其他运算符：instanceof
修饰符
- 访问控制修饰符：private、public、protected
- 非访问修饰符：static、final、abstract、synchronized、volatile、transient
语句
循环
- while
- do…while
- for
- for each
条件
- if…else
- if…else if…else（一旦其中一个 else if 语句检测为 true，其他的 else if 以及 else 语句都将跳过执行。）
- switch case default
数组
package cn.charliejohn.fundamantal;
public class LearningArray {
public static void main(String[] args) {
// 容量需要初始化，并且无法扩容
int array[] = new int[10];
array[0] = 1;
System.out.println(array.length);
}
}
/** console log output
* 10
*/
输入
package cn.charliejohn.fundamantal;
import java.util.Scanner;
public class LearningScanner {
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
String[] values = scanner.nextLine().split(" ");
for (String value : values){
System.out.println(value);
}
scanner.close();
}
}
/** console log output
* 1 0 1 0
* 1
* 0
* 1
* 0
*/