《Java的基本语法》PPT课件.ppt

第三章Java的基本语法:C+语言的克隆,目录,重点与难点,3.1Java语言符号集,3.3运算符与表达式,3.4程序的控制结构,编程练习题,常量与变量,3.2数据类型,基本数据类型的封装,类型转换,本章知识重点,本章知识难点,三元运算符,运算符的优先级,三种循环语句,Java语言符号集,标识符,Java程序最基本的构造要素是符号，符号也是Java语言中不可分割的最小语法单元。Java的符号分为四种类型，它们是：,关键字,运算符,分隔符,注意：与C+或C语言一样，Java是大小写敏感的语言，在Java程序中，必须严格区分大小写字母。,1.Java标识符,标识符：Java程序的任何有效成分，必须有唯一的合法名称来标识，这类名称叫做标识符。变量、符号常量、数组、方法、类、对象、接口、包等Java程序的有效成分，必须先由用户命名其标识符，然后才能使用，这符合“先定义再使用”的原则。,说明：标识符的定义要求。（共8点）,Java标识符的定义要求,标识符的合法符号包括：字母、数字、下划线(_)及美元符号($)；字母为大写或小写的英文字母，数字为0到9这十个阿拉伯数字。,标识符的首个字母必须为字母、下划线或$符之一，但不允许为数字。,标识符区分大小写。Java中，Count与count是不同的两个标识符。,命名的标识符不允许与关键字相同。,Java标识符的定义要求,标识符允许包含关键字作为它的一部分。例如，虽然this是一个关键字，但thisVariable却是一个有效的标识符。命名的标识符最好能够反映其意义，即能够“见名知义”，从而提高程序的可读性。Java语言对标识符的长度未加限制，实际命名时不宜过长。在命名时，最好遵循Java推荐的命名规范。如符号常量全部采用大写字母，类名首字母大写，属性与方法名称首字母小写等。,Java关键字,关键字：也称为保留字，是Java语言本身使用的、被赋予特定含义的一类标识符。说明：（1）用户只能按照系统的规定来使用它们，不允许对它们进行修改或自行定义，也不允许将它们做为标识符来使用。（2）关键字全部为小写字母表示的完整的英文单词或简写。（3）根据关键字的用途，可将它们划分为以下类型：数据类型、语句、修饰符、方法、类、接口和包等。,表3.1Java关键字(按字母升序竖向排列),Java关键字(表),表3.1Java关键字(按字母升序竖向排列),Java运算符,运算符：又称操作符，它与操作数一起，构成了Java的表达式。分类：（1）根据运算符连接操作符多少，分为3类：,一元运算符：只需要一个操作数的运算符.二元运算符：需要两个操作数的运算符；绝大多数运算符为二元运算符。三元运算符：需要三个操作数的运算符；只有条件运算符(?:)一个属于这类运算符。,（2）根据运算符的功能，分为6类：赋值运算符、算术运算符、逻辑运算符、关系运算符、位运算符、条件运算符等。,Java分隔符,分隔符：作为程序中的辅助成分，其作用是用来区分Java源程序中的基本成分(标识符、关键字等)，使程序代码被组织成易于被编译器识别并理解形式。分类：大括号对()、中括号对()、小括号对()、空白符(多个空格、制表符、回车符等)分号(；)、注释等。,大括号对用于语句块界定、数组初始化等场合。语句块又称为复合语句，简称为块(block)，是以大括号对为边界的语句集合；语句块的内容，常将类体、法体、循环体等具有相对独立性的代码段定义成语句块。小括号对用于突出表达式优先级、方法参数定义等场合。分号是Java程序最常用的分隔符，它是语句的终止符，每条语句必须以分号结束。注释是为源程序增加必要的解释说明的内容，注释对编译与执行不产生任响，其目的只是为了提高程序的可读性与可维护性。,Java注释(续),Java中有三种形式的注释：单行注释，格式为：/注释内容；多行注释，格式为：/*注释内容*/；建立Java帮助信息文档的注释，格式为：/*注释内容*/。,数据类型,Java数据类型分类结构:,8位,16位,32位,64位,32位,64位,1位,8位,基本数据类型,Java基本数据类型性能总结：,Java基本数据类型特征表,常量与变量,Java数据类型的主要承载对象是常量与变量。,变量,常量,常量,常量(Constant)：是程序运行过程中值不再发生变动的一种量。如计算圆的周长或面积时所用到的圆周率就是一种常量。常量的分类标准:,根据数据的表达方式，Java的常量可分为：值常量与符号常量两种。,根据数据的类型，Java的常量分为：逻辑型常量、整型常量、浮点型常量、字符常量及字符串常量。,常量第一种分类,逻辑型常量：又称布尔型常量，其取值只能为true或false，代表一个逻辑量的两种不同状态值。其中true代表真，false代表假。整型常量：表示一个不带有小数位的整数，数值可正可负。整型常量有十进制、八进制和十六进制三种数制表示方式。浮点型常量：又称为实型常量，用来表示有小数部分的十进制实数。字符型常量：是指用单引号（）括起来的单个字符。字符串常量：是指用双引号（）括起来的一个字符序列。字符串常量包含的字符个数称为它的有效长度。,补充：字符串类类型String。,常量第二种分类,值常量：就是直接以特定值表达的量。如5、true、189.53等。符号常量：是一种标识符形式的常量，这类常量引用时以符号名称代身，但参与运算的是它的内容，即常量的值，这类常量必须先定义后可使用。符号常量定义格式：final=;例如定义圆周率的语句：finalfloatPI=3.1415926;,字符串类类型：String,1.定义字符串变量的方法：4种Stringstr1=Iamateacher;Stringstr2=newString(str1);Stringstr3=newString(Iamateacher);注：方法可分成两步写，即方法。Stringstr4=newString();str4=Iamateacher;2.说明：通过字符数组来创建字符串。例如：charchr=t,e,a,c,h,e,r;字符串长度方法（函数）：length(),3.用法示例程序：smp41.java,常用的字符串方法,String类方法,常用的字符串方法：获取字符串的长度length()查找字符在字符串中的位置indexOf(ch)比较字符串equals(str)、compareTo(str)，字符串的抽取charAt(int)，字符串的大小写转换toLowerCase()、toUpperCase()字符串的空格截取操作trim()字符串的替换replace(charoldChar,charnewChar)等。说明：全部String类方法参见JavaAPI文档。,String类用法举例,publicclasssmp41publicstaticvoidmain(Stringargs)Stringstr1=Iamastudent;System.out.println(str1);Stringstr2=newString(str1);System.out.println(str2);Stringstr3=newString(Iamastudent);System.out.println(str3);Stringstr4=newString();str4=Iamateacher;System.out.println(str4);/System.out.println(str4.length();/System.out.println(1234.length();,变量,变量(variable)：是程序运行过程中其值随时能够发生改变的一种量。分类：成员变量、局部变量、方法参数。基本三要素：变量名、变量的数据类型及变量值。说明：Java语言中，所有的变量必须先定义后使用。定义格式：=,=;解释：方括号()括起来的部分为可选项。例如语句：inta=35,b,c,d=57;,基本数据类型的封装,Java作为完全面向对象的编程语言，处处体现出“一切皆为对象”的理念对于八种基本数据类型，Java分别提供了相对应的封装类(见下表)；,表3.3基本数据类型与对应的封装类,用法说明,数值封装类的方法说明表,基本数据类型的封装(续1),说明：基本数据类型的封装类由java.lang包所提供。这些封装类包含常量、方法、转换方法等，转换方法能够对不同类型的数据变量进行类型变换。,Character封装类：包含一个char类型的属性及若干个方法，这些方法多数为静态方法，方法的类型包括转换方法(进行字符大小写的转换)、断定方法(即用来断定属性值是字母还是数字类型的方法)等。数值封装类：Byte、Short、Integer、Long、Float、Double这六种数值封装类有许多类似的属性与方法。可以按统一的方式来使用它们。,基本数据类型的封装(续2),数值封装类的方法表,数据类型转型的原则,Java是强类型语言，因此，在进行赋值操作时要对数据类型进行检查。Java规定只有数值型的基本类型数据之间才可以进行类型转换；当表达式中涉及不同型的数值数据时，需要进行类型的转换。,1.数据类型转换分类：,自动类型转换:又称为隐式类型转换，是指参与运算的数据类型不同时，Java自动将精度较低的数据类型转换为精度较高的数据类型，即将占位数较少的类型转换为占位数较多的类型。,强制类型转换:又称为显式类型转换，是指将占位数多的较高精度类型转换到占位数少的较低精度类型时，需要由用户明确指定转换的目标类型的一种类型转换方式。,自动转换示意图,2.数据类型转型的原则总结：,数据类型转型的原则(续1),Java基本数据类型自动转换示意图。说明：水平轴表明了某种类型可以转换到的其他类型；垂直轴为数据类型精度的变化，垂直箭头所指为数据类型精度升高的方向。,数据类型转型的原则(续2),数据类型转型的原则总结如下：,字符、整数与浮点数可以混合运算，运算过程中，不同类型的数据按照数据精度由低到高的顺序进行转换，最后统一转换成表达式中精度最高的类型后计算出结果值。精度低的数据可自动转换到精度高的数据上去。精度高的数据转换到精度低的数据时，需要使用强制类型转换。同精度的数据short与char相互赋值需要使用强制类型转换。,运算符与表达式,运算符：又称操作符(Operator)，是指对数据实施运算控制的符号。表达式(Expression)：是指由运算符与操作数连接而成的、符合计算机语言语法规则并具有特定结果值的符号序列。,1.算术运算符与算术表达式,2.关系运算符与关系表达式,3.逻辑运算符与逻辑表达式,5.赋值运算符与赋值表达式,4.位运算符与位表达式,6.条件运算符与条件表达式,运算符的优先级,算术运算符功能描述表,【用法说明】,【程序示例】,算术运算符用法说明,除法运算符/对于整数操作时，只保留整数商作为结果，所有的余数都要舍去。,Java的求模运算符%不同于C+语言，它不仅仅只对整数类型操作，还可以对浮点类型操作。求模运算的结果是一个带有符号的数值，其绝对值小于除数的绝对值，其符号与被除数一致。,自增运算符+与自减运算符只能适用于变量，不能适用于表达式。,自增、自减运算符均有前缀与后缀两种用法。前缀的运算规则可表示为：先自增/减1再引用；后缀的运算规则可表示为：先引用再自增/减1。,算术运算符用法程序示例,publicclassOpter/*CreatesanewinstanceofOpter*/publicOpter()publicstaticvoidmain(Stringargs)inta=10,b=3;doublef=21.5,g=7.2;/在输出窗口中输出结果System.out.println(a/b=+a/b);System.out.println(a%b=+a%b);System.out.println(21.5%7.2=+f%g);System.out.println(10.0/3=+10.0/3);,算术运算符(续),例如以下代码：inta=3,b=2,c,d;c=(+a)*3;d=(b+)*3;执行的结果为：a=4，b=3，c=12，d=6。说明：+a是先自增(值变为4)再引用(值为变化后的4)，所以c=(+a)*3等价于a=3+1=4且b=4*3=12；b+为先引用(值为变化前的2)再自增(值变为3)，所以d=(b+)*3等价于d=2*3=6且b=2+1=3。,关系运算符功能描述表,用法说明,关系运算符说明,相等关系运算符(=)用来判断两个操作数是否相等，它与赋值运算符(=)意义与应用场合皆无可比性。相等(=)与不等(!=)关系运算符既可用于基本类型操作数，也可用于引用类型操作数(如类的对象)。,关系运算符用法说明：,逻辑运算符功能描述表,用法说明,逻辑运算符的真值表,四种逻辑运算符的真值表,逻辑运算用法说明,逻辑非运算符为一元运算符，其他三种为二元运算符。逻辑与(,基本赋值运算符（=）。,复合赋值运算符。,是指在=前面加上一个其他的运算符所构成的组合运算符。这类运算符兼有计算与赋值的双重功能。,复合运算符说明表,复合赋值运算符表,下表列出了所有的复合赋值运算符。,条件运算符与条件表达式,条件运算符：是Java中唯一的三元运算符。（？：）条件表达式格式：?:,用法说明：,例如：inta=6,b=3;intmax=(a=b?a:b),条件运算符与条件表达式(续),条件运算符允许嵌套使用，即表达式1或表达式2又可以为条件表达式。条件运算符的结合方向为从右至左，可用括号来改变运算的次序。常将条件表达式作为赋值的对象，来替代简单的ifelse语句。,表达式1与表达式2类型必须相同。条件运算符的执行逻辑为：计算逻辑表达式的值，如果值为true，则执行表达式1，并将表达式1的计算结果作为整个条件表达式的值；否则计算表达式2并将计算结果作为整个条件表达式的值。,表达式计算的原则,运算符优先级：是指组成一个表达式的各种运算符在执行计算操作时的先后顺序。,Java表达式计算的原则：（1）先计算优先级高的运算符，再计算优先级低的运算符。（2）相同优先级的运算符的计算次序由其结合性决定。（3）括号可以改变运算符的计算次序。,运算符优先级表说明,运算符的优先级表,3.4程序的三种控制结构,3.4.1顺序结构,3.4.4跳转语句,3.4.3循环结构,3.4.2分支结构,3.4.1顺序结构,语句块(Block)：又称为复合语句，是由一对大括号()限定起始边界的一个语句集合；语句块可以多层嵌套。例如类的定义就是一个语句块。publicclassBirthDateintday;intmonth;intyear;,语句(Statement)：是以分号(;)作为结束符的一条完整命令。一个表达式加上分号就是一条语句；一行上只写上单纯的一个分号，也是语句，称为空语句。,顺序结构：程序运行的过程就是执行一条条语句的过程，程序执行的次序就是语句的排序顺序，这种程序结构称为顺序结构。,语句与语句块是构成Java程序的基本组成部分。,3.4.2分支结构,Java的分支语句：if语句和Switch语句。,if语句,switch语句,swith语句实现多路分支。,应用举例：课本P49。,【例3.3】,【例3.4】,If语句分支结构,if-else语句的用法可分为三种形式：,单一分支结构。其格式为：if(条件表达式)语句或语句块;,if-else语句的执行逻辑示意图,嵌套的if-else语句。其格式为：,双路分支结构。其格式为：if(条件表达式)语句或语句块1;else语句或语句块2;,If-else分支结构执行逻辑,if-else语句的执行逻辑：如果条件表达式的值为真，则先执行语句或语句块1，然后跳出if-else结构，继续执行后面的代码；否则执行语句或语句块2，然后跳出if-else结构，继续执行后面的代码。,嵌套分支结构,嵌套的if-else语句。其一般格式为：if(条件表达式1)语句或语句块1;elseif(条件表达式2)语句或语句块2;elseifelseif(条件表达式n)语句或语句块n;else语句或语句块n+1;,用法举例：,嵌套if分支结构,嵌套if-else语句用法程序举例：,例如：根据学生成绩计算成绩等级。表3-1学生成绩等级划分。,分析：用嵌套的if-else语句解决。程序如下：,嵌套if分支结构,嵌套if-else语句用法程序举例：,例如：根据学生成绩计算成绩等级。程序如下：,intscore=90;if(score=90)System.out.println(A);elseif(score=80)System.out.println(B);elseif(score=70)System.out.println(C);elseif(score=60)System.out.println(D);elseSystem.out.println(E);,swith语句的多分支结构,1.switch-case语句格式：switch(整型变量/字符型变量)case常量值1:一系列语句;break;case常量值2:一系列语句;break;case常量值3:一系列语句;break;case常量n:一系列值语句;break;default:一系列语句;,2.用法举例：,swith语句用法举例,2.switch-case语句用法举例：成绩等级的问题。,publicclassdemoswitchpublicdemoswitch()publicstaticvoidmain(Stringargs)charrank;rank=A;switch(rank)caseA:System.out.println(优秀);break;caseB:System.out.println(良好);break;caseC:System.out.println(中等);break;caseD:System.out.println(及格);break;default:System.out.println(不及格);,分支结构应用举例,【例3.2】假定一个应用程序的登录密码为“123”，编程实现对用户输入的密码进行正确性验证并给出相应信息。,【解题思路】,设置一个整型符号常量用来做密码验证的标准；使用JOptionPane类的showInputDialog()方法来接受用户输入的密码字符。用Integer封装类的parseInt()方法，将输入的字符串转换为整型数值，便于与符号常量进行比较；使用if-else语句分别处理密码验证通过与不通过两种情况。,分支结构应用举例,【例3.3】根据历法，每年的1月、3月、5月、7月、8月、10月和12月各有31天；而4月、6月、9月与11月各有30天；闰年的2月有29天，平年有28天。编程实现输入一个月份值，输出该月份的天数（为简单起见，2月份作为平年的2月）。,【解题思路】,使用JOptionPane类的showInputDialog()方法输入一个月份值。用Integer封装类的parseInt()方法，将输入的字符串转换为整型数值（月份值），作为switch后面的表达式，对于112范围外的值，在default分支语句中统一处理。,3.4.3循环结构,循环：是在一定条件下，反复执行一段程序代码。循环体：被反复执行的语句或语句块称为循环体。循环三要素：循环变量赋初值、循环条件、循环变量增量。,while循环语句,dowhile循环语句,for循环语句,（1）Java语言的循环语句：有三种。,（2）循环嵌套。,三种循环语句的比较,while循环结构,while循环语句：也称为当型循环，是一种在执行循环体之前先测试循环条件的循环结构。格式：while(循环条件表达式)语句或语句块;/循环体,dowhile循环结构,dowhile循环语句：也称为直到型循环，是一种在执行循环体后才去测试循环条件的循环结构。格式为：do语句或语句块;/循环体while(循环条件表达式);执行过程：先执行循环体，然后计算循环条件表达式，若表达式值为真，则重复执行循环体，直至循环条件表达式为假时，才终止循环结构。,for循环结构,for循环语句：一般用于循环次数事先可确定的情况。for语句格式：for(循环变量初始化表达式;循环条件表达式;改变循环变量表达式)语句或语句块;/循环体,循环结构工作过程,for循环的工作过程见下图,三种循环语句的比较,while循环语句和dowhile循环语句用在循环次数事先不可确定的情况，for循环语句则主要用于确切地知道所需执行次数的循环。for和while循环是在执行循环体之前测试循环条件，而dowhile循环是在执行循环体之后测试循环条件，因而for和while循环可能连一次循环体都未执行就结束了自身，而dowhile循环将至少执行一次循环体。解决同样的问题，三类循环结构实现的程序中，for循环结构最清晰，代码最简洁，语句行数最少，执行效率最高。因而它是最常用的循环语句。,循环结构嵌套,while(条件1)while(条件2)while(条件3),dowhile(条件2)for(;)while(条件1);,for(;)for(;)for(;),循环嵌套：是指在循环体内又包含循环语句的结构。三类循环结构既可嵌套自身类型，也可相互混合嵌套。以下的循环嵌套结构都是允许的：,循环结构嵌套(续),说明：循环嵌套结构必须保证每个循环结构自身的完整性，并且不能出现交叉嵌套的情形。如下例所示：外层循环为dowhile语句，内层循环为while语句，二者产生了交叉嵌套的现象，这将会生成错误。,3.4.5跳转结构,Java语言提供了4种跳转语句来改变程序的执行路径，它们是：break语句、continue语句、return语句及throw语句。,continue语句,break语句,return语句,break语句,break语句。（1）格式：break;（2）作用：是跳出break语句所在的控制结构，转到该控制结构后继续执行。说明：它通常在switch语句或循环语句中使用，用来从switch语句的分支中跳出，或终止当前循环体语句的执行。（3）程序举例：,break语句用法程序举例,【例3.11】一位卖花女卖鲜花，晴天时每天可卖出20朵鲜花，雨天时每天可卖出12朵鲜花。有一段时间她连续几天共卖出了112朵鲜花，平均每天卖出14朵。请编程推算在这几天内有几个晴天？几个雨天？,解题思路,本题的关键在于求取卖出112朵鲜花所用的天数，求出的天数值等于晴天与雨天之和。建立一个循环结构，在循环体中测试当前状态是否为满足题意的答案，如果是，则用break语句结束循环，输出结果，否则继续进行答案的测试。,continue语句,continue语句。（1）格式：continue;（2）作用：使用在循环语句里面的跳转语句，作用是结束本次循环。（3）程序举例：题目：计算11000内能被3整除且不能被5整除的所有数之和。要求使用continue语句和if语句。,return语句,（1）格式1：return;格式2：return表达式;例如：return;returntrue;returna+b;（2）作用：return可以在所有场合下使用，作用是“返回”。如果它用在函数中，“返回”就意味着程序返回调用这个函数的程序；如果在主函数中遇到return语句，则程序执行结束。return可以不带值返回，也可以带值返回。（3）return语句执行过程：说明（2个例子）（4）程序举例：编写一个函数（方法）计算圆面积，在main函数（方法）中调用。,return语句执行过程,例如1：如图3-9所示箭头线指示程序执行的过程：执行语句area=Fn(a)时，程序转到函数Fn()处执行，遇到returnArea语句则返回area=Fn(a);并把Fn()中求得的Area值赋给area。如果函数中没有return语句，则函数体执行到最后一条语句后自动返回。,return语句执行过程,例如2：如果在调用的函数中，又调用了其他程序，按照同样的原则来进行返回。后调用的先返回，如图3-10所示。,return语句程序举例。,例程3-13calArea.javapublicclasscalAreapubliccalArea()publicstaticdoublecalR(doublerad)if(rad0)/如果半径小于0，则认为出错System.out.println(错误：半径不能为负数);return-1;/返回值-1，认为计算出错else/进行计算/把整个表达式作为返回结果return3.14*rad*rad;,return语句程序举例,publicstaticvoidmain(Stringargs)doublea;/或者：a=calR(5);a=calArea.calR(5);System.out.println(半径为5的圆面积为：+a);a=calArea.calR(-3);/如果计算出错，则返回。最后一条语句不执行。if(a0)return;System.out.println(半径为-3的圆面积为：+a);,程序运行结果：半径为5的圆面积为：78.5错误：半径不能为负数,编程练习题,编写程序：求半径为1.3423的圆面积，并判断面积是否比5.658要大。分别取值为3.14和3.142。提示：定义为两个不同的常量，然后用面积计算公式S=RR。,编程练习题,2.编程打印所有的水仙花数。所谓水仙花数是指一个3位数，其各位数字的立方和等于该数本身。例如：153=13+53+33说明：在Java中，java.lang包的Math类提供的函数（方法）pow(x,y)的功能是计算x的y次方，即xy。,编程练习题,3.有一袋球（100200之间），如果一次数4个，则剩2个；一次数5个，则剩3个；一次数六个，则正好数完，求该袋球的个数。提示：假设球的数量用变量x表示，则：“将球一次数4个则剩两个”条件可用表达式“x%4=2”实现即可，以此类推。,编程练习题,杨辉三角是中国古代著名的数学问题，其前几行的内容如下图所示：11112113311464115101051编程实现对任意输入的正整数n值(1n10)，按上面的格式输出杨辉三角前n行的内容。(提示:通过观察，不难发现，杨辉三角每一行中左右边界元素值均为1，而非边界元素的值等于其上一行对应位置元素值与上一行对应位置左邻元素值之和),编程练习题,地理课上老师给出一张没有说明省份的中国地图，从中选出五个省从1到5编号，要大家写出省份的名称。交卷后有五位同学A、B、C、D、E，其中每人只答出了两个省份的名称。他们的回答内容如下：A答：2号浙江，5号江苏；B答：2号湖北，4号山东；C答：1号山东，5号湖南；D答：3号湖北，4号湖南；E答：2号江苏，3号浙江。已知五位学生中每人只答对了一个省份名称，编程判断编号为1到5的五个省份的名称。,编程练习题,d进制数制转换：输入一个十进制的正整数n(1n32767)作为要进行数制转换的对象，再输入一个正整数d(2d9)作为要进行数制转换的基数，编程实现将n转换为d进制数并显示出结果。例如：输入一个十进制正整数369；然后再输入要进行数制转换的基数3，程序运行后显示的结果应为111200。,