入门篇-其之二-Java基础知识

目录

• 对第一个Java程序的思考
  • 外层结构——类
  • 内层结构——main方法
  • 输出语句
• 注释
  • 单行注释
  • 多行注释
  • 文档注释
    • 文档注释常用标签
    • 使用javadoc命令生成网页风格的文档
    • 阿里巴巴Java开发手册关于文档注释的规范
• 关键字
• 标识符
• 变量
  • 变量的概念
  • 定义并初始化变量
  • 使用变量的注意事项

对第一个Java程序的思考

前面我们已经写过一个使用Java语言输出四行诗句的代码：

public class Huanghelou {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("昔人已乘黄鹤去，此地空余黄鹤楼。");
        System.out.println("黄鹤一去不复返，白云千载空悠悠。");
        System.out.println("晴川历历汉阳树，芳草萋萋鹦鹉洲。");
        System.out.println("日暮乡关何处是？烟波江上使人愁。");
    }
}

外层结构——类

观察这段代码的结构，它的外层是由public、class、文件名称（即Huanghelou）和一对大括号组成。

public class Huanghelou {

}

public和class是Java内置的关键字（本文后面会讲到关键字），也就是说，这两个关键字是Java语言本身就规定的，小白在写代码的时候不能随意更改（例如：将public写成Public，class一不小心写成了cLass等都是错误写法）。

class本意是“类”，class后面的标识符Huanghelou是当前这个类的名称，也就是说，这个类的类名是Huanghelou；

public是权限修饰符（后续文章会讲到这个关键字的具体使用，这里小白有一个印象就可以了）。

一个Java文件至多只能有一个由public修饰的类，并且这个类的类名必须和Java文件名保持一致。

由上述规定我们可以推断出：不由public修饰的类不必和当前java文件名保持一致。这里我创建一个名为MyThirdProgram的Java文件，其内部代码如下：

class Dog {

}

执行了javac命令时，我们发现它并没有生成MyThirdProgram.class文件，而是生成了Dog.class文件。这是因为前面我们的MyThirdProgram.java文件中只有一个Dog类，并不包含由public修饰的MyThirdProgram类。

当然，我们的代码中既可以由public修饰的类和不由public修饰的类共存。这里我创建一个名为MyFourthProgram的Java文件，其内部代码如下：

public class MyFourthProgram {

}

class Cat {

}

class Sheep {

}

class Duck {

}

我们使用java命令进行编译，此时就会出现MyFourthProgram、Cat、Sheep和Duck四个.class文件：

由此可以说明，一个Java文件中，如果有多个类，那么对这个Java文件执行编译命令时，就会生成多个相对应的字节码文件。

内层结构——main方法

在MySecondProgram类的内部，包含一个这样的结构：

public static void main(String[] args) {

}

前三个public、static、void是Java的关键字（固定写法）。这个结构在Java中称作方法，这个方法称作main方法（因为方法名叫做main方法），main方法是Java程序的入口，也就是说，程序在运行时，会先执行main方法。

main方法必须定义成public static void main(String[] args) {...}的结构，这是Java的规范。

输出语句

这段代码中，按行输出的语句是System.out.println();。也就是说，Java在执行这条语句的时候，会向控制台输出内容并换行。

当然，我们也可以选择不换行输出，System.out.print();语句就能保证输出的内容不换行。以下是示例代码：

public class PrintWithoutLine {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.print("昔人已乘黄鹤去，此地空余黄鹤楼。");
        System.out.print("黄鹤一去不复返，白云千载空悠悠。");
        System.out.print("晴川历历汉阳树，芳草萋萋鹦鹉洲。");
        System.out.print("日暮乡关何处是？烟波江上使人愁。");
    }
}

以下是使用javac encoding PrintWithoutLine.java和java PrintWithoutLine命令的执行结果：

注释

注释是用来向代码中添加解释和说明，编写注释可以让我们更好地阅读和理解代码。在代码上写注释是一个好习惯，今天我写了50行的代码，但是过了三个月以后，如果我再看这段代码，会有种不知所措的感觉：这代码是我写的吗？它要实现的功能是什么？如果在编写代码以后写了注释，以后在阅读代码的时候这种窘境会大大减少，提高我们对代码的理解。

注释不会影响程序的运行，Java编译器会将注释忽略。

在Java编程语言中，有三种类型的注释：单行注释、多行注释和文档注释。

单行注释

单行注释，顾名思义，就是只能在某一行上写注释，使用两个斜杠//表示，格式为：// 单行注释内容。

以前面写过的代码为例，如果我想在输出语句上方中添加一句注释：

// 输出一行内容
System.out.println("晴川历历汉阳树，芳草萋萋鹦鹉洲。");

当然，你也可以在这个输出语句后面所在行写注释：

System.out.println("晴川历历汉阳树，芳草萋萋鹦鹉洲。");		// 输出一行内容

扩展：《阿里巴巴Java开发手册》对单行注释内容的说明

1. 【强制】方法内部的单行注释，在被注释的语句上方另起一行，使用//注释。

也就是说，在我们日常开发的时候，编写注释时，推荐使用上述第一种注释风格。

2. 【强制】注释的双斜线与注释内容之间有且仅有一个空格。

正例：

3. 【推荐】与其“半吊子”英文来注释，不如用中文注释把问题说清楚。专有名词与关键字保持英文原文即可。

反例：“TCP 连接超时”解释成“传输控制协议连接超时”，理解反而费脑筋。

多行注释

多行注释使用/* */进行表示，在/*和*/之间你可以写多行注释。

/*
	这是一段多行注释
	println()方法用于换行输出
	print()方法用与不换行输出
*/
System.out.println("黄鹤一去不复返，白云千载空悠悠。");
System.out.print("晴川历历汉阳树，芳草萋萋鹦鹉洲。");

多行注释之间不要使用嵌套。

/*/*这是一段多行注释，这样嵌套多行注释的方式是错误的*/*/
System.out.println("黄鹤一去不复返，白云千载空悠悠。");

这样嵌套是错误的。以上述代码为例，Java编译器认为多行注释最开头的是/*，能和它配对的是最近的*/，也就是说，这段多行注释的内容是：/*这是一段多行注释，这样嵌套多行注释的方式是错误的。最外层的*/无法识别为多行注释符号而导致编译错误。

文档注释

文档注释是Java特有的一种注释，它用于对类、方法、变量等进行说明。

文档注释使用/**作为开头，*/作为结尾。

/**
 * 这个类中由一个main方法组成
 * 这个类的主要作用是通过控制台输出两句话
 *
 * @author iCode504
 * @version 1.0
 */
public class MyJavaDoc {
    /**
     * main方法用于输出两行诗句
     */
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("杨花落尽子规啼，闻道龙标过五溪。");
        System.out.println("我寄愁心与明月，随君直到夜郎西。");
    }
}

文档注释常用标签

在这段代码中，我们发现类上有一些特殊标签，它们以@作为开头，后面跟随一个指定的名字，例如：@author、@version等。

@author用于指明当前代码的作者或所属组织，如果有多个作者可以加多个此标签，适用于类、接口等。例如：

/**
 * @author iCode504
 * @author Zhangsan
 * @author Lisi
 */

@version用于指明当前代码的版本号，适用于类、接口等。例如：

/**
 * @version 1.1.0
 */

@return标签作用于方法的文档注释上，表明当前方法的返回值类型。例如：

/**
 * main方法用于输出两行诗句
 * @return 不返回任何内容，因为返回值类型为void
 */
public static void main(String[] args) {
    System.out.println("杨花落尽子规啼，闻道龙标过五溪。");
    System.out.println("我寄愁心与明月，随君直到夜郎西。");
}

@param标签用于描述方法的参数信息。以main方法为例，它的参数是字符串数组类型的。

/**
 * main方法用于输出两行诗句
 * @param args是main方法的参数，类型为字符串数组类型
 */
public static void main(String[] args) {
    System.out.println("杨花落尽子规啼，闻道龙标过五溪。");
    System.out.println("我寄愁心与明月，随君直到夜郎西。");
}

@throws和@exception标签用于描述方法可能会抛出的异常，例如：

/**
 * main方法用于输出两行诗句
 * @param args是main方法的参数，类型为字符串数组类型
 * @throws IOException 可能会抛出文件IO异常
 */
public static void main(String[] args) throws IOException {
    System.out.println("杨花落尽子规啼，闻道龙标过五溪。");
    System.out.println("我寄愁心与明月，随君直到夜郎西。");
}

使用javadoc命令生成网页风格的文档

我们可以使用javadoc命令对代码中的文档注释进行解析，生成一套网页形式的文档。命令格式为：

javadoc -d 文件路径 -encoding UTF-8 --label1 -label2 文件名.java

这里的label1和label2是指文档注释中由@开头的标签，如果执行命令中写了那个标签，就会在网页中显示。当然，你的java文件中写了多少个不同类型的标签，你就可以在命令中写多少个--标签。

以上述内容为例，如果我想输出所有文档注释和标签到网页，可以执行如下命令：

此时我们进入G:\Code\MyWorkspace\day02\MyFirstDoc路径中，我们可以看到如下内容，直接使用浏览器打开index.html：

此时我们就能在网页中更加直观地看到我们写的文档注释内容了：

阿里巴巴Java开发手册关于文档注释的规范

1. 【强制】类、类属性、类方法的注释必须使用 Javadoc 规范，使用/**内容*/格式，不得使用// xxx方式。

说明：在 IDE 编辑窗口中，Javadoc 方式会提示相关注释，生成 Javadoc 可以正确输出相应注释；在 IDE中，工程调用方法时，不进入方法即可悬浮提示方法、参数、返回值的意义，提高阅读效率。

2. 【强制】所有的类都必须添加创建者和创建日期。

说明：在设置模板时，注意 IDEA 的@author 为${USER}，而 eclipse 的@author 为`${user}`，大小写有区别，而日期的设置统一为 yyyy/MM/dd 的格式。

正例：

/**
 * @author iCode504
 * @date 2023/08/31
 */

3. 【推荐】代码修改的同时，注释也要进行相应的修改，尤其是参数、返回值、异常、核心逻辑等的修改。

说明：代码与注释更新不同步，就像路网与导航软件更新不同步一样，如果导航软件严重滞后，就失去了导航的意义。

关键字

Java关键字是由Java语言预先定义的保留的标识符，关键字不能用作变量名、方法名、类名等。这些关键字在Java语言中具有特殊的含义和用途，以下是Java常见的关键字（不需要记忆，因为这些关键字的用法会在后续文章中陆续讲到）：

• 数据类型相关的关键字：byte、short、char、int、long、float、double、boolean、void。
• 流程控制相关的关键字：if、else、switch、case、default、for、while、do、break、continue、return
• 权限控制关键字：public、protected、private
• 类和对象相关关键字：class、new、extends、interface、implements、this、super、instanceof、static、abstract、final、enum
• 异常处理关键字：try、catch、finally、throw、throws、assert
• 包相关的关键字：import、package
• 多线程及同步相关的关键字：synchronized、volatile
• 序列化相关的关键字：transient
• 保留字：goto、const
• 其他关键字：native、var（JDK 10新增关键字）、null（不推荐做变量名）、strictfp

所有关键字的名称全部是小写，不是小写的一定不是关键字。

标识符

Java中类名、方法名、变量名（关于变量名会在后面讲到）都称作标识符。以前面的代码为例：

public class MyJavaDoc {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("");
        System.out.println("");
    }
}

这个类的类名叫做MyJavaDoc，方法名称作main。

关于Java标识符，需要遵守如下规范（必须遵守，否则无法通过编译）：

1. 标识符由大小写英文字母、数字、美元符号$、下划线组成。例如：ABC、_MyProgram、$Sheep都是正确写法；-Sheep、ABC+等都是非法的。

2. 关键字不能作为标识符。例如：static关键字不可以做类名和方法名。

3. Java对标识符大小写是敏感的。例如：sheepCount和SheepCount就是两个不同的标识符。

4. 数字不能作为标识符的开头，例如：标识符4Sheep就是错误写法。

扩展：《阿里巴巴Java开发手册》对标识符相关内容做出如下规范：

1. 【强制】代码中的命名均不能以下划线或美元符号开始，也不能以下划线或美元符号结束。

反例：_name / __name / $name / name_ / name$ / name__

2. 【强制】所有编程相关的命名严禁使用拼音与英文混合的方式，更不允许直接使用中文的方式。

说明：正确的英文拼写和语法可以让阅读者易于理解，避免歧义。注意，纯拼音命名方式更要避免采用。

正例：ali / alibaba / taobao / cainiao / aliyun/ youku / hangzhou等国际通用的名称，可视同英文。

反例：DaZhePromotion [打折] / getPingfenByName() [评分] / int 某变量 = 3

3. 【强制】类名使用 UpperCamelCase 风格（大驼峰命名方式，每个单词首字母大写），但以下情形例外：DO / BO / DTO / VO / AO / PO / UID 等。

正例：ForceCode / UserDO / HtmlDTO / XmlService / TcpUdpDeal / TaPromotion

反例：forcecode / UserDo / HTMLDto / XMLService / TCPUDPDeal / TAPromotion

4. 【强制】方法名、参数名、成员变量、局部变量都统一使用 lowerCamelCase（除了第一个单词首字母小写以外，其他单词首字母大写）风格。

正例：localValue / getHttpMessage() / inputUserId

5. 【强制】杜绝完全不规范的缩写，避免望文不知义。

反例：AbstractClass“缩写”命名成 AbsClass；condition“缩写”命名成 condi，此类随意缩写严重降低了代码的可阅读性。

变量

在Java编程语言中，变量是一种存储数据的“容器”，它们能存储各种类型的数据，例如：整数、浮点数、字符、布尔类型等。

变量的概念

变量是内存中的一个存储区域，正如其名：变量，变量存储的数据是可以变化的。

变量三要素：数据类型、变量名和变量值。在内存中的关系图如下：

变量主要用于在内存中存储数据。

定义并初始化变量

创建Java变量的一般语法是：数据类型 变量名 = 变量值

• 变量名可以自定义，但是需要遵守标识符命名规范。
• 数据类型分为基础数据类型和引用数据类型，这里举例使用整数类型int，更多关于数据类型的内容详见下一篇文章。

这里以存储整数类型的int来举例：变量number的值为22，那么可以定义成：

int number = 22;

当然我们也可以先定义变量number，在对变量进行赋值。

int number;
number = 22;

以下是变量在代码中的使用案例：

public class MyVariable {
	public static void main(String[] args) {
        // 变量的定义和赋值都在同一行
        int age = 20;
        System.out.println(age);

        // 先定义变量，再为变量进行赋值
        int number;
        number = 22;
        System.out.println(number);

        // 变量是可以变化的：给number再次赋值为24，这个值会将原有的22进行覆盖
        number = 24;
        System.out.println(number);
    }
}

运行结果：

使用变量的注意事项

1. 变量必须先声明，后使用。凭空出现的变量是无法通过编译的。以下是错误写法：

public static void main(String[] args) {
    number = 1;		// 编译不通过，因为number并没有被声明
}

2. 使用变量名来访问这块区域的内存数据。以上述MyVariable类为例，当我们输出结果的时候，并没有直接使用变量值20和22进行输出，而是使用变量名age和number进行输出，因为通过变量名可以访问到这块区域的内存，存储的值是多少。

3. 变量的作用域：作用域在最近的外层大括号内，变量只有定义在作用域内才有效。以上述MyVariable类为例，变量age和number的作用域只能在main方法中，因为两个变量最近的外层大括号就是在main方法的范围，出了main方法会导致Java将无法识别这个变量而出现编译错误。

4. 同一个作用域内，不能定义重名的变量。下面代码是错误写法：

public static void main(String[] args) {
    int number = 23;
    int number = 29;	// 错误写法，因为作用域内只能定义一个名为number的变量
}