面向过程篇

前面我们已经认识了Java语言的相关特性，并且已经成功配置好了开发环境，从这节课开始，我们就可以正式进入到Java语言的学习当中了。Java语言是一门面向对象的语言，但是在面向对象之前，我们还得先学会如何面向过程编程。

Java程序基础

首先我们还是从最基本的Java程序基础开始讲解。

程序代码基本结构

还记得我们之前使用的示例代码吗？

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

这段代码要实现的功能很简单，就是将 Hello World 输出到控制台就行。

由于我们还没有学习到类的相关性质，所以在第二章之前，各位小伙伴直接记住固定模式即可，首先我们创建的源文件名称需要为Main.java然后编写的代码第一行：

public class Main {
  
}

注意需要区分大小写，Java语言严格区分大小写，如果我们没有按照规则来编写，那么就会出现红色波浪线报错：

只要源代码中存在报错的地方，就无法正常完成编译得到二进制文件，会提示构建失败：

注意最后还有一个花括号，并且此花括号是成对出现的，一一对应。

所以说各位小伙伴在编写代码时一定要注意大小写。然后第二行，准确的说是最外层花括号内部就是：

public static void main(String[] args) {
  
}

这是我们整个Java程序的入口点，我们称为主方法（如果你学习过C肯定能够联想到主函数，只不过Java中不叫函数，叫方法）最后也会有一个花括号成对出现，而在主方法的花括号中编写的代码，就是按照从上往下的顺序依次执行的。

比如我们之前编写的：

System.out.println("Hello World!");

这段代码的意思就是将双引号括起来的内容（字符串，我们会在后面进行讲解）输出（打印）到控制台上，可以看到最后还加上了一个;符号，表示这一句代码结束。我们每一段代码结束时都需要加上一个分号表示这一句的结束，就像我们写作文一样。

比如下面的代码，我们就可以实现先打印Hello World!，然后再打印YYDS!到控制台。

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

效果如下：

如果两段代码没有加上分号分割，那么编译器会认为这两段代码是同一句代码中的，即使出现换行或者是空格：

这里IDEA很聪明，会提醒我们这里少加了分号，所以说这个IDEA能够在初期尽可能地帮助新手。

再比如下面的代码：

这里我们尝试在中途换行和添加空格，因为没有添加分号，所以说编译器依然会认为是一行代码，因此编译不会出现错误，能够正常通过。当然，为了代码写得工整和规范，我们一般不会随意进行换行编写或者是添加没必要的空格。

同样的，如果添加了分号，即使在同一行，也会被认为是两句代码：

如果在同一行就是从左往右的顺序，得到的结果跟上面是一样的。

注释

我们在编写代码时，可能有些时候需要标记一下这段代码表示什么意思：

但是如果直接写上文字的话，会导致编译不通过，因为这段文字也会被认为是程序的一部分。

这种情况，我们就可以告诉编译器，这段文字是我们做的笔记，并不是程序的一部分，那么要怎么告诉编译器这不是代码呢？很简单，我们只需要在前面加上双斜杠就可以了：

添加双斜杠之后（自动变成了灰色），后续的文本内容只要没有发生换行，那么都会被认为是一段注释，并不属于程序，在编译时会被直接忽略，之后这段注释也不会存在于程序中。但是一旦发生换行那就不行了：

那要是此时注释很多，一行写不完，我们想要编写很多行的注释呢？我们可以使用多行注释标记：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        /*
            这里面的内容
            无论多少行
            都可以
         */
        System.out.println("Hello World!");
    }
}

多行可以使用/和/的组合来囊括需要编写的注释内容。

当然还有一种方式就是使用/**来进行更加详细的文档注释：

这种注释可以用来自动生成文档，当我们鼠标移动到Main上时，会显示相关的信息，我们可以自由添加一些特殊的注释，比如作者、时间等信息，也可以是普通的文字信息。

变量与常量

我们的程序不可能永远都只进行上面那样的简单打印操作，有些时候可能需要计算某些数据，此时我们就需要用到变量了。

那么，什么是变量呢？我们在数学中其实已经学习过变量了：

变量，指值可以变的量。变量以非数字的符号来表达，一般用拉丁字母。变量的用处在于能一般化描述指令的方式。结果只能使用真实的值，指令只能应用于某些情况下。变量能够作为某特定种类的值中任何一个的保留器。

比如一个公式此时x就是一个变量，变量往往代表着某个值，比如这里的x就代表的是4这个值。在Java中，我们也可以让变量去代表一个具体的值，并且变量的值是可以发生变化的。

要声明一个变量，我们需要使用以下格式：

[数据类型] [变量名称];

这里的数据类型我们会在下节课开始逐步讲解，比如整数就是int类型，不同类型的变量可以存储不同的类型的值。后面的变量名称顾名思义，就像x一样，这个名称我们可以随便起一个，但是注意要满足以下要求：

标识符可以由大小写字母、数字、下划线(_)和美元符号($)组成，但是不能以数字开头。
变量不能重复定义，大小写敏感，比如A和a就是两个不同的变量。
不能有空格、@、#、+、-、/ 等符号。
应该使用有意义的名称，达到见名知意的目的（一般我们采用英文单词），最好以小写字母开头。
不可以是 true 和 false。
不能与Java语言的关键字或是基本数据类型重名，关键字列表如下：

当然各位小伙伴没必要刻意去进行记忆，我们会在学习的过程中逐步认识到这些关键字。新手要辨别一个单词是否为关键字，只需要通过IDEA的高亮颜色进行区分即可，比如：

深色模式下，关键字会高亮为橙色，浅色模式下会高亮为深蓝色，普通的代码都是正常的灰白色。

比如现在我们想要定义一个变量a，那么就可以这样编写：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int a;    //声明一个整数类型变量a
    }
}

但是这个变量一开始没有任何值，比如现在我们要让这个变量表示10，那么就可以将10赋值给这个变量：

public static void main(String[] args) {
    int a = 10;   //直接在定义变量后面添加 = 10，表示这个变量的初始值为10，这里的10就是一个常量数字
}

或者我们可以在使用时再对其进行赋值：

public static void main(String[] args) {
    int a;
    a = 10;   //使用时再赋值也可以
}

是不是感觉跟数学差不多？这种写法对于我们人来说，实际上是很好理解的，意思表达很清晰。

我们可以一次性定义多个变量，比如现在我们想定义两个int类型的变量：

public static void main(String[] args) {
    int a, b;   //定义变量a和变量b，中间使用逗号隔开就行了
}

或者两个变量单独声明也可以：

public static void main(String[] args) {
    int a;   //分两句进行声明
    int b;
}

为了更直观地查看变量的值，我们可以直接将变量的值也给打印到控制台：

public static void main(String[] args) {
    int a = 666;
    System.out.println(a);    //之前我们在小括号写的是""，现在我们直接将变量给进去就可以打印变量的值了
  	System.out.println(888);   //甚至直接输出一个常量值都可以
}

得到结果：

变量的值也可以在中途进行修改：

public static void main(String[] args) {
    int a = 666;
    a = 777;
    System.out.println(a);   //这里打印得到的值就是777了
}

变量的值也可以直接指定为其他变量的值：

public static void main(String[] args) {
    int a = 10;
    int b = a;   //直接让b等于a，那么a的值就会给到b
    System.out.println(b);   //这里输出的就是10了
}

我们还可以让变量与数值之间做加减法（运算符会在后面详细介绍）：

public static void main(String[] args) {
    int a = 9;   //a初始值为9
    a = a + 1;   //a = a + 1也就是将a+1的结果赋值给a，跟数学是一样的，很好理解对吧
    System.out.println(a);   //最后得到的结果就是10了
}

有时候我们希望变量的值一直保持不变，我们就可以将其指定为常量，这里我们介绍Java中第一个需要认识的关键字：

public static void main(String[] args) {
    final int a = 666;   //在变量前面添加final关键字，表示这是一个常量
    a = 777;    //常量的值不允许发生修改
}

编译时出现：

常量的值只有第一次赋值可以修改，其他任何情况下都不行：

public static void main(String[] args) {
    final int a;
    a = 777;   //第一次赋值
}

至此，Java的基础语法部分介绍完毕，下一部分我们将开始介绍Java中的几大基本数据类型。

基本数据类型

我们的程序中可能需要表示各种各样的数据，比如整数、小数、字符等等，这一部分我们将探索Java中的八大基本数据类型。只不过在开始之前，我们还需要先补充一点简单的计算机小知识。

计算机中的二进制表示

在计算机中，所有的内容都是二进制形式表示。十进制是以10为进位，如9+1=10；二进制则是满2进位（因为我们的计算机是电子的，电平信号只有高位和低位，你也可以暂且理解为通电和不通电，高电平代表1，低电平代表0，由于只有0和1，因此只能使用2进制表示我们的数字！）比如1+1=10=2^1+0，一个位也叫一个bit，8个bit称为1字节，16个bit称为一个字，32个bit称为一个双字，64个bit称为一个四字，我们一般采用字节来描述数据大小。

注意这里的bit跟我们生活中的网速MB/s是不一样的，小b代表的是bit，大B代表的是Byte字节（8bit = 1Byte字节），所以说我们办理宽带的时候，100Mbps这里的b是小写的，所以说实际的网速就是100/8 = 12.5 MB/s了。

十进制的7 -> 在二进制中为 111 = 22 + 21 + 2^0

现在有4个bit位，最大能够表示多大的数字呢？

最小：0000 => 0
最大：1111 => 23+22+21+20 => 8 + 4 + 2 + 1 = 15

在Java中，无论是小数还是整数，他们都要带有符号（和C语言不同，C语言有无符号数）所以，首位就作为我们的符号位，还是以4个bit为例，首位现在作为符号位（1代表负数，0代表正数）：

最小：1111 => -(22+21+2^0) => -7
最大：0111 => +(22+21+2^0) => +7 => 7

现在，我们4bit能够表示的范围变为了-7~+7，这样的表示方式称为原码。虽然原码表示简单，但是原码在做加减法的时候，很麻烦！以4bit位为例：

1+(-1) = 0001 + 1001 = 怎么让计算机去计算？（虽然我们知道该去怎么算，但是计算机不知道！）

我们得创造一种更好的表示方式！于是我们引入了反码：

正数的反码是其本身
负数的反码是在其原码的基础上, 符号位不变，其余各个位取反

经过上面的定义，我们再来进行加减法：

1+(-1) = 0001 + 1110 = 1111 => -0 （直接相加，这样就简单多了！）

思考：1111代表-0，0000代表+0，在我们实数的范围内，0有正负之分吗？0既不是正数也不是负数，那么显然这样的表示依然不够合理！根据上面的问题，我们引入了最终的解决方案，那就是补码，定义如下：

正数的补码就是其本身（不变！）
负数的补码是在其原码的基础上, 符号位不变, 其余各位取反, 最后+1（即在反码的基础上+1，此时1000表示-8）
对补码再求一次补码就可得该补码对应的原码。

该博客转载自B站UP青空的霞光