尚硅谷Java入门视频教程导读及第一章
- JAVA基础学习导读-编程入门
- 0.1概述
- 0.2 计算机硬件介绍
- 中央处理器（CPU）
- 存储设备
- 内存
- 比特(bit)和字节(byte)
- 内存
- 输入和输出设备
- 通信设备
- 0.3 计算机发展史上的鼻祖
- 0.4 操作系统
- 0.5 万维网
- 第1章 Java语言概述
- 1.1 软件开发介绍
- 1.2 计算机编程语言介绍
- 1.3 Java语言概述
- 1.4 Java程序运行机制及运行过程
- 1.4.1 ==Java语言的特点==
- 1.4.2 Java两种核心机制
- 1.5 Java语言的环境搭建
- 1.6 开发体验——HelloWorld
- 1.7 常见问题及解决方法
- 1.8 注释(Comment)
- 1.9 Java API文档
JAVA基础学习导读-编程入门
Java语言的三个层面：
① 基本语法：变量、运算符、流程控制、数组等；
② 面向对象：Java语言的核心；
③ 高级应用：多线程、集合、IO流、网络编程、反射、NIO等。
0.1概述
计算机包括硬件(hardware)和软件(software)两部分。硬件包括计算机中可以看得见的物理部分。而软件提供看不见的指令。这些指令控制硬件并且使得硬件完成特定的任务。
0.2 计算机硬件介绍
冯·诺依曼体系结构是现代计算机的基础，现在大多计算机仍是冯·诺依曼计算机的组织结构，只是作了一些改进而已，并没有从根本上突破冯体系结构的束缚。冯·诺依曼也因此被人们称为“计算机之父”。
中央处理器（CPU）
中央处理器(Central Processing Unit,CPU) 是计算机的大脑。它从内存中获取指令，然后执行这些指令。
包括：控制单元(control unit)和算术/逻辑单元(arithmetic/login unit)。
控制单元：用于控制和协调其他组件的动作。
算术/逻辑单元：用于完成数值运算(+、-、*、/)和逻辑运算(比较)。
每台计算机都有一个内部时钟，该时钟以固定速度发射电子脉冲。时钟速度越快，在给定的时间段内执行的指令就越多。速度的计量单位是赫兹(Hz)，1Hz相当于每秒1个脉冲。随着CPU速度不断提高，目前以千兆赫(GHz)来表述。
（1khz=1024hz，1Mhz=1024khz，1Ghz=1024Mhz）
核是处理器中实现指令读取和执行的部分。一个多核CPU是一个具有两个或者更多独立核的组件。可提高CPU的处理能力。
存储设备
内存中的信息在断电时会丢失。那我们可以考虑将程序和数据永久的保存在存储设备上。当计算机确实需要这些数据时，再移入内存，因为从内存中读取比从存储设备读取要快得多。
存储设备主要有以下三种：
磁盘驱动器：每台计算机至少有一个硬盘驱动器。硬盘(hard disk)用于永久的保存数据和程序。；
光盘驱动器(CD和DVD)；
USB闪存驱动器（U盘）。
内存
比特(bit)和字节(byte)
计算机就是一系列的电路开关。每个开关存在两种状态：关(off)和开(on)。如果电路是开的，它的值是1。如果电路是关的，它的值是0。
一个0或者一个1存储为一个比特(bit)，是计算机中最小的存储单位。
计算机中是最基本的存储单元是字节(byte) 。每个字节由8个比特构成。
计算机的存储能力是以字节和多字节来衡量的。如下：
千字节(kilobyte,KB) = 1024B
兆字节(megabyte,MB) = 1024KB
千兆字节(gigabyte,GB) = 1024MB
万亿字节(terabyte,TB) = 1024GB
内存
内存(也叫 Random-Access Memory,RAM)：由一个有序的字节序列组成，用于存储程序及程序需要的数据。
每个字节都有一个唯一的地址。见右图。使用这个地址确定字节的位置，以便于存储和获取数据。
一个程序和它的数据在被CPU执行前必须移到计算机的内存中。
实测发现：内存存取数据的速度比硬盘的存取速度快10倍，在某些环境里，硬盘和内存之间的速度差距可能会更大。而CPU的速度比内存不知还要快多少倍。当我们把程序从硬盘放到内存以后，CPU就直接在内存运行程序，这样比CPU直接在硬盘运行程序就要快很多。
但内存是带电存储的(一旦断电数据就会消失)，而且容量有限，所以要长时间储存程序或数据就需要使用硬盘。
内存在这里起了两个作用：
**1. 保存从硬盘读取的数据，提供给CPU使用
- 保存CPU的一些临时执行结果，以便CPU下次使用或保存到硬盘**
一个计算机具有的RAM越多，它的运行速度越快，但是此规律是有限制的。
内存与CPU一样，也构建在表面嵌有数百万晶体管的硅半导
体芯片上。但内存芯片更简单、更低速、更便宜。
输入和输出设备
- 常见的输入设备：键盘（keyboard）和鼠标（mouse
- 常见的输出设备：显示器（monitor）和打印机（printer）
显示器屏幕分辨率：是指显示设备水平和垂直方向上显示的像素(px)数。
分辨率可以手工设置。分辨率越高，图像越锐化、越清晰。
像素密度ppi=√[(长度像素数)2+(宽度像素数)2]/屏幕尺寸
通信设备
计算机可以通过通信设备进行联网。
常见的设备有：
- 拨号调制解调器：使用的是电话线，传输速度可达56000bps(bps:每秒比特)
- DSL（数字用户线）：使用的也是电话线，但传输速度叫上面的快20倍
- 电缆调制解调器：利用有线电视电缆进行数据传输，通常速度比DSL快
- 网络接口卡（NIC）：将计算机接入局域网（LAN）的设备。局域网通常用于大学、商业组织和政府组织。速度甚至可达1000Mbp
- 无线网络：在家庭、商业和学校中极其常见。计算机可通过无线适配器连接到局域网或internet上。
0.3 计算机发展史上的鼻祖
阿兰·图灵(Alan Turing)：是当之无愧的计算机科学和人工智能之父。甚至认为，他在技术上的贡献及对未来世界的影响几乎可与牛顿、爱因斯坦等巨人比肩。
图灵论文中的“用有限的指令和有限的存储空间可算尽一切可算之物”理论让当时所有的科学家震惊。
美国计算机学会（ACM）的年度“图灵奖”，自从1966年设立以来，一直是世界计算机科学领域的最高荣誉，相当于计算机科学界的诺贝尔奖。至今，中国人只有姚期智院士获该奖项。
冯·诺依曼(John von Neumann)：20世纪最重要的数学家之一，在现代计算机、博弈论、核武器和生化武器等诸多领域内有杰出建树的最伟大的科学全才之一，被后人称为“计算机之父”和“博弈论之父”。
计算机基本工作原理是存储程序和程序控制，它是由世界著名数学家冯·诺依曼提出的。最简单的来说，冯诺依曼理论的要点是：数字计算机的数制采用二进制；计算机应该按照程序顺序执行。
根据冯诺依曼体系结构构成的计算机，必须具有如下功能：
- 把需要的程序和数据送至计算机中。
- 必须具有长期记忆程序、数据、中间结果及最终运算结果的能力。
- 能够完成各种算术、逻辑运算和数据传送等数据加工处理的能力。
- 能够根据需要控制程序走向，并能根据指令控制机器的各部件协调操作。
- 能够按照要求将处理结果输出给用户。
0.4 操作系统
- 操作系统(Operating System)是运行在计算机上的最重要的程序，它可以管理和控制计算机的活动。
- 硬件、操作系统、应用程序和用户之间的关系如图。
- 操作系统的主要任务：
控制和监视系统的活动
分配和调配系统资源
调度操作
0.5 万维网
万维网（World Wide Web,www,环球信息网）常简称为Web,发明者蒂姆·伯纳斯·李。分为Web客户端和Web服务器程序。 WWW可以让Web客户端（常用浏览器）访问浏览Web服务器上的页面。 是一个由许多互相链接的超文本组成的系统，通过互联网访问。在这个系统中，每个有用的事物，称为一样“资源”；并且由一个全局“统一资源标识符”（URI）标识；这些资源通过**超文本传输协议（Hypertext Transfer Protocol）**传送给用户，而后者通过点击链接来获得资源。
互联网>因特网>万维网
因特网Internet是互联网的一种。万维网是无数个网络站点和网页的集合，它们在一起构成了因特网Internet最主要的部分（因特网也包括电子邮件、Usenet以及新闻组）。它实际上是多媒体的集合，是由超级链接连接而成的。我们通常通过网络浏览器上网观看的，就是万维网的内容。
B/S：browser server——通过浏览器（统一资源标识）访问远程服务器
C/S：client server——qq，通过客户端访问远程服务器
第1章 Java语言概述
Java基础知识图解：
1.1 软件开发介绍
- 软件开发
软件，即一系列按照特定顺序组织的计算机数据和指令的集合。系统软件和应用软件之分。 - 人机交互方式
① 图形化界面(Graphical User Interface GUI)这种方式简单直观，使用者易于接受，容易上手操作。
② 命令行方式(Command Line Interface CLI)：需要有一个控制台，输入特定的指令，让计算机完成一些操作。较为麻烦，需要记录住一些命令。 - 常用的DOS命令
dir : 列出当前目录下的文件以及文件夹
md : 创建目录
rd : 删除目录
cd : 进入指定目录
cd… : 退回到上一级目录
cd: 退回到根目录
del : 删除文件/删除文件夹下的所有文件
exit : 退出 dos 命令行
echo javase>1.doc: 创建文件1.doc并把javase写入这个文件 - 常用快捷键
← →：移动光标
↑ ↓：调阅历史操作命令
Delete和Backspace：删除字符
1.2 计算机编程语言介绍
- 计算机语言：人与计算机交流的方式。
- 第一代语言——机器语言。指令以二进制代码形式存在。
第二代语言——汇编语言。使用助记符表示一条机器指令。
第三代语言：高级语言——C、Pascal、Fortran面向过程的语言；C++面向过程/面向对象；Java跨平台的纯面向对象的语言；.NET跨语言的平台；Python、Scala等。
1.3 Java语言概述
- Java是SUN(Stanford University Network，斯坦福大学网络公司 ) 1995年推出的一门高级编程语言。
Java是一种面向Internet的编程语言。Java一开始富有吸引力是因为Java程序可以在Web浏览器中运行。这些Java程序被称为Java小程序（applet）。applet使用现代的图形用户界面与Web用户进行交互。 applet内嵌在HTML代码中。
随着Java技术在web方面的不断成熟，已经成为Web应用程序的首选开发语言 - Java简史
1991年 Green项目，开发语言最初命名为Oak (橡树) 1994年，开发组意识到Oak 非常适合于互联网
1996年，发布JDK 1.0，约8.3万个网页应用Java技术来制作
1997年，发布JDK 1.1，JavaOne会议召开，创当时全球同类会议规模之最
1998年，发布JDK 1.2，同年发布企业平台J2EE
1999年，Java分成J2SE、J2EE和J2ME，JSP/Servlet技术诞生
2004年，发布里程碑式版本：JDK 1.5，为突出此版本的重要性，更名为JDK 5.0
2005年，J2SE -> JavaSE，J2EE -> JavaEE，J2ME -> JavaME
2009年，Oracle公司收购SUN，交易价格74亿美元
2011年，发布JDK 7.0
2014年，发布JDK 8.0，是继JDK 5.0以来变化最大的版本
2017年，发布JDK 9.0，最大限度实现模块化
2018年3月，发布JDK 10.0，版本号也称为18.3
2018年9月，发布JDK 11.0，版本号也称为18.9 - Java技术体系平台
- Java的应用领域：
企业级应用：主要指复杂的大企业的软件系统、各种类型的网站。Java的安全机制以及它的跨平台的优势，使它在分布式系统领域开发中有广泛应用。应用领域包括金融、电信、交通、电子商务等。
Android平台应用：Android应用程序使用Java语言编写。Android开发水平的高低很大程度上取决于Java语言核心能力是否扎实。
大数据平台开发：各类框架有Hadoop，spark，storm，flink等，就这类技术生态圈来讲，还有各种中间件如flume，kafka，sqoop等等 ，这些框架以及工具大多数是用Java编写而成，但提供诸如Java，scala，Python，R等各种语言API供编程。
移动领域应用：主要表现在消费和嵌入式领域，是指在各种小型设备上的应用，包括手机、PDA、机顶盒、汽车通信设备等。 - Java语言的诞生
java之父James Gosling团队在开发”Green”项目时，发现C缺少垃圾回收系统，还有可移植的安全性、分布程序设计和多线程功能。最后，他们想要一种易于移植到各种设备上的平台。
Java确实是从C语言和C++语言继承了许多成份，甚至可以将Java看成是类C语言发展和衍生的产物。比如Java语言的变量声明，操作符形式，参数传递，流程控制等方面和C语言、C++语言完全相同。但同时，Java是一个纯粹的面向对象的程序设计语言，它继承了C++语言面向对象技术的核心。Java舍弃了C语言中容易引起错误的指针（以引用取代）、运算符重载（operator overloading）、多重继承（以接口取代）等特性，增加了垃圾回收器功能用于回收不再被引用的对象所占据的内存空间。JDK1.5又引入了泛型编程（Generic Programming）、类型安全的枚举、不定长参数和自动装/拆箱。 - Java的主要特性：
易学的；强制面向对象的；分布式的；健壮的；安全的；体系结构中立的；解释型的；性能略高的；原生支持多线程的。
1.4 Java程序运行机制及运行过程
1.4.1 Java语言的特点
- 特点一：面向对象
两个基本概念：类、对象
三大特性：封装、继承、多态 - 特点二：健壮性
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），提供了一个相对安全的内存管理和访问机制 - 特点三：跨平台性
跨平台性：通过Java语言编写的应用程序在不同的系统平台上都可以运行。“Write once , Run Anywhere”
原理：只要在需要运行 java 应用程序的操作系统上，先安装一个Java虚拟机 (JVM Java Virtual Machine) 即可。由JVM来负责Java程序在该系统中的运行。
1.4.2 Java两种核心机制
- Java虚拟机 (Java Virtal Machine)
JVM是一个虚拟的计算机，具有指令集并使用不同的存储区域。负责执行指令，管理数据、内存、寄存器。
对于不同的平台，有不同的虚拟机。
只有某平台提供了对应的java虚拟机，java程序才可在此平台运行
Java虚拟机机制屏蔽了底层运行平台的差别，实现了“一次编译，到处运行” - 垃圾收集机制 (Garbage Collection)：不再使用的内存空间应回收
- 在C/C++等语言中，由程序员负责回收无用内存。
- Java 语言消除了程序员回收无用内存空间的责任：它提供一种系统级线程跟踪存储空间的分配情况，并在JVM空闲时，检查并释放那些可被释放的存储空间。
- 垃圾回收在Java程序运行过程中自动进行，程序员无法精确控制和干预。
Java程序还会出现内存泄漏和内存溢出问题吗？Yes!（与具体的代码相关）
1.5 Java语言的环境搭建
- JDK与JRE
JDK(Java Development Kit Java开发工具包)
JDK是提供给Java开发人员使用的，其中包含java的开发工具，也包括了JRE。所以安装了JDK，就不用在单独安装JRE了。
其中的开发工具：编译工具(javac.exe) 打包工具(jar.exe)等 - JRE(Java Runtime Environment Java运行环境)
包括Java虚拟机(JVM Java Virtual Machine)和Java程序所需的核心类库等，如果想要运行一个开发好的Java程序，计算机中只需要安装JRE即可。 - JDK、JRE、JVM关系
JDK = JRE + 开发工具集（例如Javac编译工具等）
JRE = JVM + Java SE标准类库 - 安装JDK
官网windows平台下载链接：https://www.oracle.com/java/technologies/downloads/#java8-windows
注：
Windows下安装时发现点击下一步后安装包没反应——先卸载百度输入法再安装；
最好将环境不要安装在C盘，且安装路径不能有中文和空格；
当提示安装 JRE 时，正常在JDK安装时已经装过了，但是为了后续使用Eclipse等开发工具不报错，建议也根据提示安装JRE。 - 配置环境变量
- 新建一项系统变量“JAVA_HOME”,值为 jdk 的安装路径；
- 配置系统变量:双击系统变量的 path，在变量值最前端添加%JAVA_HOME%\bin; 然后确定-确定。
- 检查是否配置成功：命令行输入javac.exe、java.exe、java -version看输出结果是否正确。
1.6 开发体验——HelloWorld
- 步骤：
- 将 Java 代码编写到扩展名为 .java 的文件（源文件）中。
java严格区分大小写
java行尾加需要加 ； - 通过 javac 命令对该 java 文件进行编译（生成.class文件）。
生成的.class文件是以源文件中的类名命名的，而不是源文件名
此步骤在windows层面，文件名不区分大小写 - 通过 java 命令对生成的 class 文件进行运行。
① java源文件类中必须包含main方法：类中加入public static void main(String[] args){ }
② 使用java运行.class文件时只需要加文件名，不需要加扩展名.class
③ 此步骤在java层面，文件名严格区分大小写
- 一个源文件中最多只能有一个public类。其它类的个数不限，如果源文件包含一个public类，则文件名必须按该类名命名。
1.7 常见问题及解决方法
见1.6
1.8 注释(Comment)
- Java中的注释类型：
- 单行注释：
//注释文字- 多行注释：
/*
注释文字
*/对于单行和多行注释，被注释的文字，不会被JVM（java虚拟机）解释执行。
多行注释里面不允许有多行注释嵌套。
3. 文档注释 (java特有)：
/**
@author 指定java程序的作者
@version 指定源文件的版本
*/注释内容可以被JDK提供的工具 javadoc 所解析，生成一套以网页文件形式体现的该程序的说明文档。
文档注释源码：
/*
多行注释
*/
/**
文档注释
@author yiwen
@version v1.0
这是我的第一个java程序!
*/
public class HelloJava{
/**
如下方法为main(),是程序的入口
*/
public static void main(String[] args){
//单行注释
System.out.println("Hello World!");
}
}执行命令：
javadoc -d mydoc -author -version HelloJava.java问题：查看javadoc生成网页文档index.html时发现中文乱码
问题解决：设置文档解析编码方式-encoding UTF-8 -charset UTF-8
javadoc -d mydoc -encoding UTF-8 -charset UTF-8 -author -version HelloJava.java-d doc 指明doc文档生成的位置为doc目录；
-encoding UTF-8 表示javadoc 程序读取java源文件时候应该采用什么编码；
-charset UTF-8表示javadoc 程序写html文件时采用的编码形式,并会在HTML中加入如下标签。
也可以直接使用如下命令将解析格式全部设为：
javadoc *.java -encoding UTF-8 -charset UTF-8- 注释的作用：提高了代码的阅读性；调试程序的重要方法。
1.9 Java API文档
- API （Application Programming Interface,应用程序编程接口）是 Java 提供的基本编程接口。
- Java语言提供了大量的基础类，因此 Oracle 也为这些基础类提供了相应的API文档，用于告诉开发者如何使用这些类，以及这些类里包含的方法。
- 下载API文档：
https://www.oracle.com/java/technologies/downloads/ - 对第一个java程序进行总结：
- java程序编写-编译-运行的过程
编写：我们将编写的java代码保存在以".java"结尾的源文件中
编译：使用javac.exe命令编译我们的java源文件。格式：javac 源文件名.java
运行：使用java.exe命令解释运行我们的字节码文件。格式：java 类名 - 在一个java源文件中可以声明多个class。但是，只能最多有一个类声明为public的。
而且要求声明为public的类的类名必须与源文件名相同。 - 程序的入口是main()方法。格式是固定的。
- 输出语句：
System.out.println():先输出数据，然后换行
System.out.print():只输出数据 - 每一行执行语句都以";"结束。
- 编译的过程：编译以后，会生成一个或多个字节码文件(和源文件中类的数量相同)。字节码文件的文件名与java源文件中的类名相同。
public class Hello {
public static void main(String[] args) {//public static void main(String a[]) {//arguments:参数
System.out.print("Hello World!");
System.out.println();//换行
System.out.println("Hello World!");
}
}
class Person{
}
class Animal{
}
