Java编程原理——编程基础

1. Java基本数据类型

1.1 整数类型：包括byte, short, int和long；分别占用1, 2, 4和8个字节。取值范围如下：

类型名	取值范围
byte	-2^7 ~ 2^(7-1)
short	-2^15 ~ 2^(15-1)
int	-2^31 ~ 2^(31-1)
long	-2^63 ~ 2^(63-1)

1.2 小数类型：有float和double，分别占用4和8个字节

类型名	取值范围
float	1.4E-45 ~ 3.4E+38 -3.4E+38~-1.4E-45
double	4.9E-324 ~ 1.7E+308 -1.7E+308~-4.9E-324

2. Java特殊数据类型

2.1 数组类型

数组类型在内存中有两块：一块是用于存储数组本身，另一块是用于存储数组内容的位置。 因此给数组变量赋值和给数组中的元素赋值是完全不同的两个概念。

3. Java运算符

3.1 “+”, “-“, “*”, “/“, “%”

运算符的使用需要注意：

1. 整数相除不是四舍五入，而是直接舍去小数位；
2. a++表示先使用原值a后再进行自增；a—同理；
3. ++a表示先对原始值a进行自增再进行使用；—a同理；
4. a += b相当于 a = a + b; a -= b同理，同样对乘除取模运算一样；

4. Java逻辑运算

1. 与运算符(&)：两个都为true才是true，有一个为false就是false;
2. 或运算符(|)：只要有一个为true就是true，只有都为false才是false;
3. 非运算符(!)：true的非运算就是false，反之同理;
4. 异或运算符(^)：相同为false，不相同就是true;
5. 短路与(&&)：作用跟&类似，boolean flag = a || b++ > 0, 当a为true忽略后面的运算；
6. 短路或(||)：作用于|类似，boolean flag = a && b++ > 0，当a为true时，忽略后面的运算；

5. Java条件语法

• 选择结构：if/else相当于三元运算符—> operator ? a : b;
• 多重if/else if/else if/else相当于switch—> switch-case语法：

  if (cond1) {
      // op1
  } else if (cond2) {
      // op2
  } else if (cond3) {
      // op3
  } else {
      // op4
  }
  
  switch(cond) {
      case cond1:
          // op1
          break;
      case cond2:
          // op2
          break;
      case cond3:
          // op3
          break;
  }

系统层面下：if/eise使用的操作系统中的跳转指令实现的，而switch使用的是跳转表（跳转表使用二分查找实现，效率较高） 实现的。在switch分支少的情况下会使用跳转指令实现。

6. Java循环语法

1. while循环

while (cond) {
    loop body
}

只要循环条件为true，就一直执行循环体内，否则就中止执行；

2. do-while循环

do {
    loop body
} while (cond)

不管循环条件是什么，循环体至少会执行一次；

3. for循环

for (init; cond; step) {
    loop body
}

• 1.执行初始化命令；
• 2.检查循环条件是否为true，如果为false执行步骤6
• 3.循环条件为true，执行循环体；
• 4.执行步进操作；
• 5.步进操作执行结束后，跳转至步骤2
• 6.for循环后续的语句；

4. foreach语法

for (DataType element : DataTypeArr) {
    loop body
}

每次迭代循环element时，指针会自动更新；

5. 循环控制

• break：提前结束循环，不再执行循环体内的剩余代码；
• continue:跳过循环体内剩余的代码，然后执行步进操作；

7. Java函数

函数是一种操作，一种处理模块，也是用来减少重复代码和分解复杂操作的重要手段。

1. 函数参数支持可变长度参数，语法为在数据类型的后面加上(…)，在函数内可变长度参数可以看做是数组。可变长度参数必须是参数列表中的最后一个，一个函数也只能有一个可变长度参数。
2. return用于显示执行函数返回，即便函数返回值是void也可以使用return关键字。
3. 返回值可以是数组或者是对象，根据具体需求来选择；
4. 函数重名但是参数列表不同的现象称之为函数的重载；
5. 函数自己调用自己的行为称之为函数的递归；递归函数实现简单，但是十分占用资源开销比较大，并且不易调试；
6. 函数中的参数以及函数中定义的变量都是在栈中分配内存，当栈的内存不够使用后就会出现StackOverflowError错误。
7. 函数中使用到的数组，数组的地址是在栈中分配内存，数组中的元素是在堆中分配内存。当栈中数组元素没有指向堆中的内存，JVM将会收回分配在堆中的内存。
8. 总结：函数主要是通过内存中的栈来进行内存分配的，系统就函数调用者和函数如何使用栈做了约定，返回值可以简单地认为是通过一个专门的返回值存储器存储的。