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Java 基础语法

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小牛编辑
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2023-12-01

本小节我们将介绍 Java 语言的基础语法,包括我们在编写第一个 Java 程序时已接触过的类、主方法的概念,以及在编程中给源代码文件和类起名字的时候应该注意什么,什么样的名字是可以使用的,什么样的名字是不可以使用的,还有如何为代码添加注释等内容。

只有掌握了这些最基础的知识,才能减少后续学习中的困扰,避免踩坑。

1. 基本语法

我们在前面完成了第一个 Java 程序,我们现在来回顾一下:

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public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello World!");
    }
}
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整个程序看似简单,但包含很多基础的知识点。下面我们将围绕这个程序来介绍几部分内容:

  1. 大小写敏感
  2. 主方法
  3. 源代码文件

1.1 大小写敏感

Java 语言是大小写敏感的,这个知识点很好理解:所有的命名都区分大小写 (文件名、类名、方法名等等)。

例如:HelloWorldhelloWorld 是不同的;Hello.javaHellO.java 也是不同的。

1.2 类

Java 是纯面向对象的编程语言,因此 (class) 是一个程序的基本单位。所有的 Java 程序想要运行,都离不开类。

我们可以来看看代码的第一行:

public class HelloWorld {

其中,public 是一个关键字,它属于访问控制符,它表示这个类是公开的。关于什么是访问控制符,在初学阶段不必理解。

紧接着的 class 也是一个关键字用于声明类, HelloWorld 是类名,类名的首字母要大写。如果类名由多个单词组成,那么每个单词的首字母都要大写。例如,我们可以这样声明一个表示慕课网学生的类:

public class ImoocStudent {
  	...
}

1.3 主方法

什么是主方法呢?请观察示例代码的 class 内部(指的是类名 HelloWorld 后面用大括号 {} 包含的内容),这个方法被称为主方法。每个类只能拥有一个主方法。

需要特别注意的是:所有的 Java 程序都从主方法开始执行。 以下的写法是固定的,所以你暂时无需深究:

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

而在主方法内部(指的是 main() 后面一对大括号中间包含的内容)我们可以定义一些指令,例如:

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

我们称这个指令为输出语句,它的作用是向屏幕输出 Hello World! 。输出语句在后面会经常用到。

我们也可以在主方法内部多次调用输出语句,以输出多条内容:

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public class ImoocStudent {
  	public static void main(String[] args) {
		System.out.println("第一行输出:慕课网学生");
      	System.out.println("第二行输出:快来慕课学编程");
    }
}
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另外补充一点,类的内部不仅可以包含一个主方法,也可以包含多个方法。在学习方法的概念之前,我们将主要在主方法中编写示例代码。

1.4 源代码文件

既然源代码需要提供给计算机执行,我们就要将源代码以文件的形式保存在计算机的磁盘上。

需要注意的是:源代码文件的命名必须与类名相同,且后缀名为.java。例如:HelloWorld 类对应的源代码文件名应该为 HelloWorld.java,而 ImmocStudent.java 源代码文件的对应类名为 ImmocStudent

2. Java 标识符

2.1 概念

在计算机编程语言中,标识符是开发者编程时使用的名字,用于给变量、常量、函数、语句块等命名,以建立起名称与使用之间的关系。标识符通常由字母和数字以及其它字符构成。

在 Java 中,标识符通常用来给类、对象、变量、方法、接口、自定义数据类型命名。

2.2 命名规范

标识符都以字母(A-Z 或者 a-z),美元符号($)或下划线(_)开始;首字母后可以是字母、数字、下划线的任意组合;正如我们前面所提到的,标识符是大小写敏感的;需要特别注意的是,Java 中的关键字(本节最后将会介绍)不能被用作标识符。

以下是合法的标识符命名实例:

  • $name

  • _World

  • Imooc

  • imooc1

以下不合法的标识符命名实例:

  • ¥color
  • 12name
  • *abc
  • final

3. Java 注释和空行

3.1 概念

3.1.1 注释

注释是一种便于给人阅读程序的文本,它不会被编译器解析。养成多些注释的习惯,不但有助于自己理解程序,也有助于别人更好地理解自己的程序。在团队协作的项目中,代码注释更加重要,代码的研发人员通过编写通俗易懂的注释,可以极大地降低协作成员之间沟通成本。

下图灰色部分为 Java 源码中的注释:

3.1.2 空行

空行就是空白行,与注释一样,同样不会被编译器解析。

适当地使用空行,可以让代码的结构看起来更好看,例如,下面程序中第 2 行、第 5 行和第 8 行都是空行:

1 class HelloImooc {
2    
3    public static void main(String[] args) {
4    	 System.out.println("你好慕课网");
5        
6        System.out.println("Hello, Imooc!");
7   }
8    
9}

3.2 注释的分类

Java 语言提供了三种类别的注释:

  1. 单行注释
  2. 多行注释
  3. 文档注释

3.2.1 单行注释

单行注释用于注释一行文本,它以双斜线开始,后面跟上要注释的内容,其写法为:

// 被注释的内容

在 Java 代码中,它是这样的:

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public class HelloImooc {
  	// 定义入口方法
  	public static void main(String[] args) {
      	// 打印输出:你好慕课网
      	System.out.println("你好慕课网");
    }
}
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3.2.2 多行注释

多行注释用于注释多行文本,它以 /* 开头,以 */ 结尾,其写法为:

/*
被注释的第一行内容
被注释的第二行内容
被注释的第三行内容
*/

当我们在开发时为了方便调试,需要注释一段多行的逻辑代码,可以使用多行注释:

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public class Dog {
  	private int age;
 	private String name;
  
  	/*
  	多行注释,注释了这段代码
  	public Dog (String name, int age) {
  		this.name = name;
      	this.age = age;
    }
    */
    public static void main(String[] args) {
    }
}
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3.2.3 文档注释

Java 中还有一种特殊的多行注释 —— 文档注释,它以 /** 开头,以 */ 结尾,如果有多行,则每行都以 * 开头,其在代码中的写法为:

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/**
 * HelloWorld 类
 * 它是我的第一个 Java 程序
 * @Author: Colorful
 * @Date: 2020/02/02
 */
public class HelloWorld {
    /**
     * 主方法,向屏幕打印 Hello World!
     * @param args 主方法的固定参数
     */
  	public static void main(String[] args) {
      	System.out.println("Hello World!");
    }
}
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这种特殊的多行注释需要写在类和方法的定义处,可以使用 javadoc 这样的命令来自动创建文档。另外通常在程序开头加入作者,时间,版本,要实现的功能等内容注释,方便程序的维护以及程序员的交流。

4 关键字和保留字

4.1 概念

关键字 (Keyword) 是 Java 语言中的特殊标记。它已经被语言本身预先使用,因此我们不能使用关键字作为我们标识符的命名。

例如 Java 基本类型的 intboolean,流程控制语句中的 iffor,访问修饰符 public,以及一些用于声明和定义 Java 类、包、接口的 classpackageinterface

而保留字 (Reserved word) 可能是未来的关键字,也就是说可能在未来的版本中,Java 语言作为特殊标记。

Tips:无论是关键字还是保留字,我们都要记住:不能使用它们作为我们的代码中的标识符。

4.2 Java 中有哪些关键字

关键字一律用小写字母标识,Java 语言中定义了如下表所示的关键字:

关键字说明
abstract表明类或者成员方法具有抽象属性
assert断言,常用于程序的调试
boolean基本数据类型:布尔类型
break提前跳出一个块
byte基本数据类型,字节类型
case用在 switch 语句之中,表示其中的一个分支
catch用在异常处理中,用来捕捉异常
char基本数据类型:字符类型
class用于声明一个类
const保留关键字
continue回到一个块的开始处
default默认,用在 switch 语句中,表明一个默认的分支;JDK1.8 以后也作用于声明接口函数的默认实现
do用在 do-while 循环结构中
double基本数据类型:双精度浮点数类型
else用在条件语句中,表明当条件不成立时的分支
enum枚举
extends表明一个类型是另一个类型的子类型。对于类,可以是另一个类或者抽象类;对于接口,可以是另一个接口
final用来说明最终属性,表明一个类不能派生出子类,或者成员方法不能被覆盖,或者成员域的值不能被改变,用来定义常量
finally用于处理异常情况,用来声明一个基本肯定会被执行到的语句块
float基本数据类型之一,单精度浮点数类型
for一种循环结构的引导词
goto保留关键字,没有具体含义
if条件语句的引导词
implements表明一个类实现了给定的接口
import表明要访问指定的类或包
instanceof用来测试一个对象是否是指定类型的实例对象
int基本数据类型之一,整数类型
interface接口
long基本数据类型之一,长整数类型
native用来声明一个方法是由与计算机相关的语言(如 C/C++/FORTRAN 语言)实现的
new用来创建新实例对象
package
private一种访问控制方式:私用模式
protected一种访问控制方式:保护模式
public一种访问控制方式:共用模式
return从成员方法中返回数据
short基本数据类型之一,短整数类型
static表明具有静态属性
strictfp用来声明 FP_strict(单精度或双精度浮点数)表达式遵循 IEEE 754 算术规范
super表明当前对象的父类型的引用或者父类型的构造方法
switch分支语句结构的引导词
synchronized表明一段代码需要同步执行
this指向当前实例对象的引用
throw抛出一个异常
throws声明在当前定义的成员方法中所有需要抛出的异常
transient声明不用序列化的成员域
try尝试一个可能抛出异常的程序块
void声明当前成员方法没有返回值
volatile表明两个或者多个变量必须同步地发生变化
while用在循环结构中

5. 小结

本小节我们学习了 Java 的基础语法。我们知道了 Java 语言区分大小写,类是一个程序的基本单位,所以说我们要编写 Java 代码,就要知道如何声明一个类,而类中的主方法是一个程序执行的起点。标识符是我们程序员在编程时所使用的名字,当我们为标识符命名时,一定不能使用 Java 中的关键字。理解了注释的概念和分类,另外也建议大家在编写代码的过程中多写注释,在学习别人代码的过程中多看注释。我们也将在后面的示例代码中加入大量的注释来帮助你理解程序。