一些小要点

最近深感自己编程功底不牢，大多数东西都大概只会用，问起细节啥的一点答不上，正好可能快考虑实习了，也没啥事干，就从头开始看一下打好些基础吧。

养成良好习惯，查阅官方API文档！

Java的基本程序结构

Java程序

Java程序必须从一个public类的public static void main(注意main是小写!)方法开始

源代码的文件名必须与public类的类名相同(如果有的话)，并以.java作为扩展名

编译：javac Example.java
执行：java Example

注释

三种注释方式:

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int a = 1; // a is 1

/* do something */
a = 2;

/**
 * class A
 */
class A {

}

第三种用于自动生成文档，详见第四章

数据类型

整形

java中没有无符号整形，如果需要使用非负整数值且确实需要额外一位，可以将有符号整数值解释为无符号数，由于二进制算术运算的性质，在不溢出的情况下，加减乘都可以正常计算。但对于其他运算，需要先转为有符号数，运算完再转回。Integer和Long类都提供了无符号除法和求余数的方法。

浮点数

根据IEEE754规范，浮点数有3个特殊值：+∞、-∞、NaN。Double和Float类也提供了三个常量用于表示这三个值：POSITIVE_INFINITY、NEGATIVE_INFINITY、NaN。判断时不能直接用等号（所有NaN的值都认为是不同的）

字符

Unicode是一个标准，规定了每个字符对应的代码值（即码点）。而UTF-8、UTF-16等则是不同的编码，决定底层具体如何储存这些字符。Java采用UTF-16可变长度编码，一个字符对应2或4bytes，char的大小为2bytes，一个char可能是一个字符，也可能只是一个字符的一半（单独出来无意义），因此最好不要直接使用char，而是作为字符串来处理。

转义序列\u可以在多个地方使用，包括字符串、字符字面量、标识符（如函数名、变量名）等，用Unicode码点代替文本字符，但不允许用于数字、布尔值等；其他的一些转义序列可以在字符字面量或字符串中代替文本。

变量与常量

变量

java中不区分声明与定义（所有都是声明），声明后必须显示赋值才能使用。

变量定义后需要显式初始化，若使用未初始化的变量，编译器会报错.

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var num = 12; // num is an int
var name = "AAA"; // name is a String

常量

可用final关键字指示常量，表示该变量只能被赋值一次，习惯上，常量名用全大写及下划线表示。

枚举类型

看一下例子简单了解一下，第5章会详细展开

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enum Size { SMALL, MIDDLE, LARGE, EXTRA_LARGE };
Size s = Size.SMALL;

枚举变量只能储存为声明中所列出的值或null

运算

算术运算符

数学函数

Math类中提供了常用的三角函数、指对数运算以及一些常量。但这些方法不能保证在所有机器上运行结果一样（为了速度，可能会使用不同cpu各自提供的指令实现），如果需要保证结果一致，请使用StrictMath类。

普通算术运算符溢出不会产生异常，如果想避免这种情况可以用Math.addExact等方法，这些方法会在溢出时抛出异常。

数值转换

如图所示，有损转换需要强制类型转换。

加减乘除时需要转为同样的数据类型再进行，遵循以下规则：
· 如果有一个是double，则全部转为double
· 否则，如果有一个是float，则全部转为float
· 否则，如果有一个是long，则全部转为long
· 否则，全部转为int

+=、*=等运算符会自动帮你完成强制类型转换。

switch表达式

请见3.8，与switch语句一起介绍。
操作数如果为null会抛出异常。

位运算符

即&、|、^、~、<<、>>(用符号位填充)、>>>(用0填充)

运算符优先级

建议直接加括号，别惦记那破优先级了，另外Java中没有逗号运算符

字符串

拼接

Java中所有对象都可以转为字符串，直接使用+来拼接字符串

码点与代码单元

length方法返回的是代码单元个数，如果想要得到实际长度（码点个数），可以使用codePointCount方法。同理有charAt、codePointAt方法，但最好不要使用char，这太底层了。

如果要遍历字符串，更方便且正确的方法是使用codePoints方法，生成一个int流，每个int对应一个码点。可以将流转为数组，码点数组转为字符串；如果只需要将一个码点（int）转为字符串，可以使用Character.toString(int)方法。

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int cpCount = s.codePointCount(0, s.length());
int[] codePoints = s.codePoints().toArray();
String str = new String(codePoints, 0, codePoints.length)

Java9之前String是用char数组实现的，而这之后使用了更紧凑的表示，把只包含单字节代码单元的字符串用byte数组实现，其它仍使用char数组。

StringBuilder

这个类可以提高效率，避免拼接字符串时每步都构建String对象的问题。创建对象后依次调用append方法，最后调用toString方法即可。

StringBuffer与这个类效果一样，允许多线程。

文本块

可以提供跨多行的字符串字面量，以"""开头，后面是一个换行符，并以"""结尾（结尾没有要求换行），比较适合用于SQL、HTML等。

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String s = """
Hello,
world.
""";

一般不对引号转义，除非文本块以一个引号结尾或文本块包含三个及以上引号的序列。反斜线\必须转义，不转义意味着将这一行与下一行连接起来。

结束时会进行标准化，删除末尾空白符(如果需要空白，请用\s转义序列)并把Windows的行结束符\r\n改为简单的换行符\n,去除所有行的公共缩进，不考虑空行(因此结尾”””前的空白很重要，请缩进到要去除的空白符的末尾)。

输入与输出

读取输入

用标准输入流System.in构造一个Scanner对象，随后使用nextInt等函数读取输入。

但这种输入对所有人可见，不适于从控制台读取密码，这种情况可以使用Console类来实现。不过Console类不如Scanner方便，一次必须读入一行，且不提供读取单个单词、数字的方法。

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Scanner in = new Scanner(System.in);
String name = in.nextLine();

Console cons = System.console();
String userName = cons.readLine("User name: ");
char[] passwd = cons.readPassword("Password: "); // 安全起见，把密码储存在字符数组而非字符串中，处理完后应当立刻覆盖掉这个数组

格式化输出

直接用System.out.print(x)输出，会以x的类型允许的最大非0位数打印x，如10000.0 / 3.0 会输出为 3333.3333333333335。

也可提供多个参数，如 System.out.print(“Hello, %s. Next year, you’ll be %d.”, name, age)

关于以%开头的格式说明符，具体格式如下：

flag(控制输出外观)：

width表示最小宽度，没有设置flag且长度不足时，数字会右对齐，并且在前面填充空格，而字符串会左对齐，并且在后面填充空格

conversion character(表示数值类型):

也可以用静态的String.format方法创建格式化的字符串而不输出。

文件输入与输出

读取一个文件需要Scanner对象，写入一个文件需要PrintWriter对象，随后像System.in/out一样使用即可。

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Scanner in = new Scanner(Path.of("myfile.txt"), StandardCharsets.UTF_8);
PrintWriter out = new PrintWriter("myfile.txt", StandardCharsets.UTF_8);

控制流程

if、for、while、do while等与c++一致，就省略了喵，至于带标签的break、continue等，建议不要使用，也不做笔记了。

块作用域

块作用域即用大括号{}括起来的部分，确定变量的作用域。

c++中允许在嵌套的块中重定义一个变量，内层遮蔽外层，但Java中不允许这样做。

switch

一共有四种形式，有直通行为是指需要加break，不然会一直往下执行；yield用于返回表达式的值。

大数

即BigInteger和BigDecimal两个类，可以处理包含任意长度数字序列的值。

可以使用对应的valueOf方法将普通的数转为大数，但对于BigDecimal类，更应该用带字符串参数的构造器而不是使用double参数的构造器，因为这可能会产生误差，如0.1无法用二进制有限位表示。

具体的各种运算请参照API文档。

数组

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int[] a; // better
int b[];
int[] c = { 2, 3, 4 };
int[] d = new int[] { 3, 4, 5 };
int[] e = new int[5]; // 会初始化为默认值 0/false/null
int f = c[10]; // Error! Java中会进行下标越界检查,越界会抛出异常

对象变量只是一个引用，如果要拷贝一份新的，需要调用Arrays.copyOf方法

增强的for循环

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for (variable : collection) statement

collection表达式的结果需要是数组或实现了Iterable接口的类对象

命令行参数

排序

对数值型数组进行排序，直接调用Arrays.sort方法即可，使用的是优化的快排算法。

非数值型，需要提供比较器，参考后续部分

多维数组

实际上，Java没有多维数组，只有数组的数组，因此，在内存中不一定是连续的，也可以轻松构造不规则数组。

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double[][] b = new double[10][6]; // java
不同于
double b[10][6]; // c++
double (*b)[6] = new double[10][6]; // c++
而是
double** b = new double*[10]; // c++
for (i = 0; i < 10; i++) {
  b[i] = new double[6];
}