Java 语言介绍
Java 发展简史
1991 年,James Gosling 在 SUN 公司的工程师小组想要设计这样一种小型计算机语言。该语言主要用于像电视盒这样的消费类电子产品。另外,由于不同的厂商选择不同的CPU 和操作系统,因此,要求该语言不能和特定的体系结构绑在一起,要求语言本身是中立的,也就是跨平台的。所以,将这个语言命名为“Green”,类似于绿色软件的意思。后来,改名为 Oak,橡树的意思。改名后发现已经有一种语言叫这个名字了,再改名叫 Java。
Java 语言发展到今天经历了一系列的过程:
1991 年,SUN 公司的 Green 项目,Oak
1995 年,推出 Java 测试版
1996 年,JDK1.0
1997 年,JDK1.1
1998 年,JDK1.2,大大改进了早期版本缺陷,是一个革命性的版本,更名为 Java2。
2004 年,J2SE 5.0 (1.5.0) Tiger 老虎
2006 年,J2SE 6.0 (1.6.0) Mustang 野马
2011 年,JavaSE7.0 Dolphin 海豚
2014 年,JavaSE8.0
2017 年,JAVA 9.0
2018 年 3 月,JAVA 10
2018 年 9 月,JAVA 11
2019 年 3 月,JAVA 12
2019 年 9 月,JAVA 13
2020 年 3 月,JAVA14
SUN 公司已经被 oracle 公司收购,目前每半年更新一次 java 的版本。但是,企业中的主流仍然以 8 为主。对于初学者,应该以企业主流应用版本为核心进行学习,没有必须在此处追求最新版本。
Java 的核心优势
Java 为消费类智能电子产品而设计,但智能家电产品并没有像最初想象的那样拥有大的发展。然而 90 年代,Internet 却进入了爆发式发展阶段,一夜之间,大家都在忙着将自己的计算机连接到网络上。这个时候,遇到了一个大的问题。人们发现连接到 Internet 的计算机各式各样,有 IBM PC、苹果机、各种服务器等等,不仅硬件 CPU 不同,操作系统也不同,整个的网络环境非常复杂。这个时候,程序员们希望他们编写的程序能够运行在不同的机器,不同的环境中,这需要一种体系中立的语言(即跨平台)。Java 的研发小组户然发现他们用于小范围的语言也可以适应 Internet 这个大环境。
跨平台是 Java 语言的核心优势,赶上最初互联网的发展,并随着互联网的发展而发展,建立了强大的生态体系,目前已经覆盖 IT 各行业的“第一大语言”,是计算机界的“英语”。虽然,目前也有很多跨平台的语言,但是已经失去先机,无法和 Java 强大的生态体系抗衡。Java 仍将在未来几十年成为编程语言的主流语言。
Java 各版本的含义
JavaSE(Java Standard Edition):标准版,定位在个人计算机上的应用这个版本是 Java 平台的核心,它提供了非常丰富的 API 来开发一般个人计算机上的应用程序,包括用户界面接口 AWT 及 Swing,网络功能与国际化、图像处理能力以及输入输出支持等。在上世纪 90 年代末互联网上大放异彩的 Applet 也属于这个版本。Applet 后来为 Flash 取代,Flash 即将被 HTML5 取代。
JavaEE(Java Enterprise Edition):企业版,定位在服务器端的应用
JavaEE 是 JavaSE 的扩展,增加了用于服务器开发的类库。如:JDBC 是让程序员能直接在 Java 内使用的 SQL 的语法来访问数据库内的数据;Servlet 能够延伸服务器的功能,通过请求-响应的模式来处理客户端的请求;JSP 是一种可以将 Java 程序代码内嵌在网页内的技术;
JavaME(Java Micro Edition):微型版,定位在消费性电子产品的应用上
JavaME 是 JavaSE 的内伸,包含 J2SE 的一部分核心类,也有自己的扩展类,增加了适合微小装置的类库:javax.microedition.io.*等。该版本针对资源有限的电子消费产品的需求精简核心类库,并提供了模块化的架构让不同类型产品能够随时增加支持的能力。
Java 的特性和优势
跨平台/可移植性
这是 Java 的核心优势。Java 在设计时就很注重移植和跨平台性。比如:Java 的 int 永远都是 32 位。不像 C++可能是 16,32,可能是根据编译器厂商规定的变化。这样的话程序的移植就会非常麻烦。
安全性
Java 适合于网络/分布式环境,为了达到这个目标,在安全性方面投入了很大的精力,使 Java 可以很容易构建防病毒,防篡改的系统。
面向对象
面向对象是一种程序设计技术,非常适合大型软件的设计和开发。由于 C++为了照顾大量 C 语言使用者而兼容了 C,使得自身仅仅成为了带类的 C 语言,多少影响了其面向对方象的彻底性!Java 则是完全的面向对象语言。
简单性
Java 就是 C++语法的简化版,我们也可以将 Java 称之为“C++-”。跟我念“C 加加减”,指的就是将军 C++的一些内容去掉;比如:文件,指针运算,结构,联合,操作符重载,虚基类等等。同时,由于语法基于 C 语言,因此学习起来完全不费力。
高性能
Java 最初发展阶段,总是被人诟病“性能低”;客观上,高级语言运行效率总是低于低级语言的话,这个无法避免。Java 语言本身在发展中通过虚拟机的优化提升了几十倍的运行效率。比如,通过 JIT(JUST IN TIME)即时编译技术提高运行效率。 将一些“热点”字节码编译成本地机器码,并将结果缓存起来,在需要的时候重新调用。这样的话,使 Java 程序执行效率大大提高,某些代码甚至可以接待 C++的效率。
因此,Java 低性能的短腿,已经被完全解决了。业界发展上,我们也看到很多 C++应用转到 Java 开发,很多 C++程序员转型为 Java 程序员。
分布式
Java 是为 Internet 分布式环境设计的,因为它能够处理 TCP/IP 协议。事实上,通过 URL 访问一个网络资源和访问本地文件是一样的。Java 还支持远程方法调用(RMI,Remote Method Invocation),使程序能够通过网络调用方法。
多线程
多线程的使用可以带来更好的交互响应和实时行为。 Java 多线程的简单性是 Java 成为主流服务器端开发语言的主要原因之一。
健壮性
Java 是一种健壮的语言,吸收了 C/C++ 语言的优点,但去掉了其影响程序健壮性的部分(如:指针、内存的申请与释放等)。Java 程序不可能造成计算机崩溃。即使 Java 程序列也可能有错误。如果出现某种出乎意料之事,程序也不会崩溃,而是把该异常抛出,再通异常处理机制加以处理
Java类和对象的概念
Java是一门面向对象的编程语言,理解Java,首先要理解类与对象这两个概念。Java中的类可以看做C语言中结构体的升级版。结构体是一种构造数据类型,可以包含不同的成员(变量),每个成员的数据类型可以不一样;可以通过结构体来定义结构体变量,每个变量拥有相同的性质。例如:
运行结果:小明的年龄是 15,成绩是 92.500000Java中的类也是一种构造数据类型,但是进行了一些扩展,类的成员不但可以是变量,还可以是函数;通过类定义出来的变量也有特定的称呼,叫做“对象”。例如:
运行结果:小明的年龄是 15,成绩是 92.5在C语言中,通过结构体名称就可以完成结构体变量的定义,并分配内存空间;但是在Java中,仅仅通过类来定义变量不会分配内存空间,必须使用new关键字来完成内存空间的分配。可以将类比喻成图纸,对象比喻成零件,图纸说明了零件的参数及其承担的任务;一张图纸可以生产出具有相同性质的零件,不同图纸可以生产不同类型的零件。
在Java中,使用new关键字,就可以通过类来创建对象,即将图纸生产成零件,这个过程叫做类的实例化,因此也称对象是类的一个实例。注意:类只是一张图纸,起到说明的作用,不占用内存空间;对象才是具体的零件,要有地方来存放,才会占用内存空间。类所包含的变量和函数都有特定的称呼,变量被称为属性(通常也称成员变量),函数被称为方法,属性和方法统称为类的成员。
类是一个通用的概念,Java、C++、C#、PHP等很多编程语言中都有类,都可以通过类创建对象。可以将类看做是结构体的升级版,C语言的晚辈们看到了C语言的不足,尝试加以改善,继承了结构体的思想,并进行了升级,让程序员在开发或扩展大中型项目时更加容易。因为Java、C++等语言都支持类和对象,所以使用这些语言编写程序也被称为面向对象编程,这些语言也被称为面向对象的编程语言。C语言因为不支持类和对象的概念,被称为面向过程的编程语言。实际上,面向对象只是面向过程的升级。在C语言中,可以将完成某个功能的重复使用的代码块定义为函数,将具有一类功能的函数声明在一个头文件中,不同类型的函数声明在不同的头文件,以便对函数进行更好的管理,方便编写和调用。在Java中,可以将完成某个功能的代码块定义为方法,将具有相似功能的方法定义在一个类中,也就是定义在一个源文件中(因为一个源文件只能包含一个公共的类),多个源文件可以位于一个文件夹,这个文件夹有特定的称呼,叫做包。
图1 C语言中项目的组织结构
图2 Java中项目的组织结构
面向对象编程在软件执行效率上绝对没有任何优势,它的主要目的是方便程序员组织和管理代码,快速梳理编程思路,带来编程思想上的革新。
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详解 Java 的八大基本类型,写得非常好
原文:https://dev.to/renegadecoder94/the-8-primitive-types-in-java-10cl
作者:Jeremy Grifski,译者:弯月,责编:郭芮
出品:CSDN(ID:CSDNnews)
自从Java发布以来,基本数据类型就是Java语言中重要的一部分,本文就来详细介绍下每种基本类型的具体使用方法和限制。
几年前,我开始编写了一系列有关Java入门的文章,我觉得有必要将其中一些非常细节的内容单独拿出来写成文章。这样,那些入门内容就更容易理解了。首先,我来介绍一下有关Java 8中的基本类型。
如题所述,Java语言本身有8种基本类型。在下面几节中,就让我们一起来看看这8种基本类型。我将针对每种基本类型,介绍具体的使用方法和限制。
int基本类型
首先,Java的整数是32位有符号(即包括正值和负值)整数,由int关键字表示:
当然,像所有基本类型一样,整型有自己的限制。由于它只有32位,所以其取值范围为-2147483648到2147483647。这数字很大嘛!当然,我们可以在DrJava的交互面板中用下述技巧来确认:
自然地,对于简单的计算而言,int是最常用的整数类型。如果你需要更大的数字范围,请参照下面的long。
double基本类型
与int不同,Java的双精度类型是64位浮点数,由double关键字表示:
需要提醒的是,浮点数实际上就是实数。换句话说,双精度浮点数中包含小数点。由于双精度类型是64位,它能表示的数字要比整型多很多。同样,我们可以利用交互面板来确认双精度类型的范围:
需要注意的是,负的指数表示的是非常小的数字,而不是非常大的负数。所以这里的取值范围跟整数不是完全一样。一般而言,double是在Java中使用浮点数的默认选择。另一个选择是float。
char基本类型
我们已经看到,Java的字符类型表示16位字符,由char关键字表示:
Java中所有的字符都用单引号表示。同时,双引号用来表示字符串。我们稍后会讨论字符串。与往常一样,我们可以通过下面的代码找出字符的范围:
为了让这个范围有意义,我们可以将结果转换成整数(稍后会更多地介绍):
可见,char类型是Java中唯一的无符号类型。换句话说,字符的取值范围为0到65535,每个值映射到特定的字符。如果需要创建该范围之外的字符,可以将一对字符组合起来。
参见“在Java中反转字符串”(https://therenegadecoder.com/code/reverse-a-string-in-java/)这篇文章中的例子。
byte基本类型
当我们讨论二进制时,我们讨论的实际上是比特的概念。而8个比特组成一个字节,字节是Java支持的基本类型之一。本质上,byte类型只不过是取值范围为-128到127的8位整数。
可以猜到,字节由byte关键字表示:
同样,可以利用下面的代码片段来确认byte类型的取值范围:
根据我的经验,byte类型在读取和处理原始数据时非常有用。但是一般而言,我们不会使用它,因为取值范围太小了。
short基本类型
short是另一种整数类型,但它占用的空间要比int类型更小。实际上,它的占用空间正好是int类型的一半,为16位,由short关键字表示:
short类型的取值范围也只有整数的一半,我们可以用下述代码确认:
在实际应用中,short只有65546个可能的值。在内存空间和磁盘空间受限的情况下,我们会使用byte和short。但在其他情况下,在定义整数时默认使用int更为安全。
long基本类型
与short相反的是long基本类型,即长整数。该类型用来表示比int类型还要大的非常大的数。long类型是64位有符号整数,其取值范围超过了10的18次方。通常,长整数用long关键字表示:
下面的代码可以查看64位值究竟有多大:
也许,long可以用来计算光在一定时间内走过的距离。光在一秒内大约传播30万千米。如果编写一个程序来跟踪光走过的距离,那么7秒后int类型就超出范围类,而long类型能够计算大约975年。
不相信吗?可以看看这个gist
(https://gist.github.com/jrg94/820d3f0f482dd19f0170964346381df0)中的计算。
float基本类型
虽然我们通常使用64位浮点数类型double,但Java还支持另一种浮点数类型,叫做float。但与int类似,Java默认情况下使用double表示浮点数。不管怎样,我们可以用float来表示32位浮点数类型:
float类型的范围如下:
可见,32位浮点数的范围和精度都要小得多。如果不需要double的精度,同时节省一半的空间,那么可以选择float类型。
boolean基本类型
最后我们来讨论一下boolean类型。定义布尔类型可以使用boolean关键字:
布尔类型有些特殊,不像其他基本类型那样,它们表示的不是数字值。实际上,之前使用的MAX_VALUE和MIN_VALUE技巧在这里不能使用。相反,它表示的是true或false,即真和假。
在此,我不打算详细介绍布尔类型,因为在Java中做任何事情都会涉及到布尔类型。尽管如此,我们通常不会明确地声明布尔类型。相反,许多代码逻辑中的比较操作的结果都是布尔类型。)
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