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java学习

发表于 更新于 分类于

前言：

最近打比赛发现很多题都是java的，没学打不出来太吃亏了，所以蹭着有空学习一下。因为主要是要学习java安全所以该文章对语法之类的介绍并不会很详细只是简单了解。

一、java基础

因为之前就已经配过jdk那些的了，所以这里就不多加阐述该怎么配了直接进入正题

概述

Java是由Sun Microsystems公司于1995年5月推出的Java面向对象程序设计语言和Java平台的总称。

特点：

  • 面向对象（封装，继承，多态）；
  • 平台无关性，平台无关性的具体表现在于，Java 是“一次编写，到处运行（Write Once，Run any Where）”的语言，因此采用 Java 语言编写的程序具有很好的可移植性，而保证这一点的正是 Java 的虚拟机机制。在引入虚拟机之后，Java 语言在不同的平台上运行不需要重新编译。
  • 可靠性、安全性；
  • 支持多线程。C++ 语言没有内置的多线程机制，因此必须调用操作系统的多线程功能来进行多线程程序设计，而 Java 语言却提供了多线程支持；
  • 支持网络编程并且很方便。Java 语言诞生本身就是为简化网络编程设计的，因此 Java 语言不仅支持网络编程而且很方便；
  • 编译与解释并存；

三个体系：

  • JavaSE（J2SE）：Java标准版。主要是Java技术的核心和基础。主要运行在桌面级应用程序，如Windows应用程序。
  • JavaEE(J2EE)：Java企业版。这是Java针对企业级应用开发所提供的一套解决方案，主要用于架构设置高性能企业网站。
  • JavaME(J2ME)：Java小型版。主要是Java移动设备应用所提供的整套解决方案，主要运行在手机、pad等移动端。

JVM、JRE和JDK：

  • JVM（Java Virtual Machine，Java 虚拟机）：JVM 是 Java 的运行时引擎，负责执行编译后的 Java 字节码（.class 文件）。
  • JRE（Java Runtime Environment，Java 运行时环境）：JRE 是运行 Java 程序的最小环境，包含 JVM 和运行 Java 程序所需的基础类库（如 rt.jar）。
  • JDK（Java Development Kit，Java 开发工具包）：JDK 是开发 Java 程序的完整工具包，包含 JRE + 开发工具。

​ 三者关系：

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JDK = JRE + 开发工具  
JRE = JVM + 基础类库

​ 通俗点说，可以把JDK类比为一个完整的厨房（食材+刀具+厨师），把JRE类比为餐厅（食材+厨师），把JVM类比为 厨师（实际执行烹饪的人）。

基础语法

注释

学每个语言必学部分——注释

跟php的注释差不多，java的注释分为三种

  • 单行注释：//注释
  • 多行注释：/*注释*/
  • 文档注释（了解即可）：/**注释*/

关键字

关键字：是java中预先定义的、具有特定语法功能的保留标识符。被设计用于表示程序的结构、逻辑或操作，不能作为变量名、函数名或其他用户自定义标识符。

常见关键字（目前先了解即可）：

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abstract, assert, boolean, break, byte, case, catch, char, class, 
const*, continue, default, do, double, else, enum, extends, final, 
finally, float, for, goto*, if, implements, import, instanceof, int, 
interface, long, native, new, package, private, protected, public, 
return, short, static, strictfp, super, switch, synchronized, this, 
throw, throws, transient, try, void, volatile, while

几个比较重要的关键字：

  • class：定义类的基本结构。（同php、C#）
  • public：公开访问权限（类、方法、变量均可使用）。
  • static：静态成员（属于类而非实例）。
  • void：无返回值的方法。（同C#）
  • new：创建对象实例。（同php）
  • return：从方法中返回值或结束方法。（同php、python）
  • import：导入其他包的类。（同python）

基本的程序结构

了解完注释和关键字后我们就可以写出一个基本的java程序结构了

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/**
 * 文档注释
 */
public class TG1u {	//定义一个TG1u类
	public static void main(String[] args) {
    // 输出文本:
    System.out.println("Hello, TG1u");
    /* 多行注释开始
    注释内容
    注释结束 */
	}
} // class定义类结束

字面量

字面量： 是直接在代码中表示固定值的符号。它们是源代码中直接写出的数据，无需通过变量或计算来获取。

类型 说明 举例
整数类型 十进制、二进制、十六进制等等 10, -5, 0b1010, 0xA, 100L
小数类型 浮点数、单精度、双精度等等 3.14, -0.5, 6.022e23, 3.14F, 3.14D
字符串类型 双引号包裹的字符序列 “Hello, TG1u”
字符类型 单引号包裹的单个字符及转义字符 ‘A’, ‘9’, ‘$’, ‘\n’
布尔类型 布尔值，表示真假 true、false
空类型 一个特殊的值，空值 null

变量

变量：是程序的基本组成单元，用于存储和操作数据。

定义格式：

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数据类型 变量名 = 数据

使用方式：

  • 输出打印

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    public class TG1u {
        public static void main(String[] args) {
            int x = 100; 
            System.out.println(x); // 100
        }
    }

  • 参与计算

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    public class TG1u {
        public static void main(String[] args) {
            int x = 100;
            int y = 200;
            System.out.println(x + y); // 300
        }
    }

  • 修改记录的值

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    public class TG1u {
        public static void main(String[] args) {
            int x = 100;
            System.out.println(x);	// 100
            x = 200;
            System.out.println(x);	// 200
        }
    }

数据类型

上面变量的使用格式提到了数据类型，这里就来具体讲一下

数据类型主要分为

  • 基本数据类型： Java 内置的、不可再拆分的数据类型，直接存储数据值，存放在栈内存中。

  • 引用数据类型：存储的是对象的引用（内存地址），实际对象存储在堆内存中。所有引用类型的默认值为 null。

基本数据类型：

数据类型 关键字 bit 字节 封装类 数据范围 默认值
整数 byte 8 1 Byte -128~127 0
short 16 2 Short -32768~32767 0
int 32 4 Integer -2147483648~2147483647 0
long 64 8 Long -922337203685477808~9223372036854775807 0L(L大小写都可以)
浮点数 float 32 4 Float -3.401298e-38~3.402823e+38 0.0fF(F大小写都可以)
double 64 8 Double -4.9000000e-38~1.797693e+308 0.0D
布尔 boolean 1 不确定 Boolean true 或 false false
字符 char 16 2 Character 0-65535 u0000

整数和浮点数的取值范围大小关系：double>float>long>int>short>byte

常见引用数据类型：（暂时了解即可）

数据类型 默认值
数组 null
类 null
接口 null

流程控制

输入和输出

输入

这里就需要导入一个java已经写好自带的类Scanner，System.in代表标准输入流。要读取用户输入的字符串，使用scanner.nextLine()；要读取用户输入的整数，使用scanner.nextInt()。

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import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in); // 创建Scanner对象
        System.out.print("Input your name: ");
        String name = scanner.nextLine(); // 读取一行输入并获取字符串
        System.out.print("Input your age: ");
        int age = scanner.nextInt(); // 读取一行输入并获取整数
        System.out.printf("Hi, %s, you are %d\n", name, age); // 格式化输出
    }
}

输出

输出就比较简单了上面也已经用到好多了，输出主要分为标准输出和格式化输出。

标准输出：print、println

  • System.out.print：输出不换行。
  • System.out.println：print line的缩写，输出自动换行
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public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.print("TG1u");
        System.out.print("TG1u.");
        System.out.println("TG1u");
        System.out.println("TG1u");
    }
}

格式化输出：printf

  • System.out.printf()：通过使用占位符%?，printf()可以把后面的参数格式化成指定格式，并且printf()也是无法自动换行的。

    占位符 说明
    %d 格式化输出整数
    %x 格式化输出十六进制整数
    %f 格式化输出浮点数
    %e 格式化输出科学计数法表示的浮点数
    %s 格式化字符串 
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public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        String Name = "TG1u";
        double d = 3.1415926;
        System.out.printf("%s\n", Name);
        System.out.printf("%.2f\n", d);
    }
}

条件判断

if else

跟Python以及php等语言都一样，都是用if、else if、else来进行条件判断

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import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.print("Input your name: ");
        String name = scanner.nextLine();
        if ("TG1u".equals(name)) {
            System.out.println("tql");
        } else if ("zzc".equals(name)) {
            System.out.println("jiuzhe");
        } else {
            System.out.println("tcl");
        }
    }
}

这里的时候还涉及到一个判断引用类型比较的问题

为什么不是name == "TG1u"而是"TG1u".equals(name)，这是因为== 比较的是对象的内存地址，而非内容。即使字符串内容相同，用 new String("TG1u") 或不同方式生成的字符串对象，== 可能返回 false，所以我们这里用equals()来比较内容

switch

跟C语言的用法差不多，这种条件判断主要是用于多重选择，根据某个表达式的结果，分别去执行不同的分支。

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import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.print("Input your name: ");
        String name = scanner.nextLine();
        switch (name) {
            case "TG1u":
                System.out.println("tql");
                break;
            case "zzc":
                System.out.println("jiuzhe");
                break;
            case "jyl":
                System.out.println("haideilian");
                break;
            default:
                System.out.println("tcl");
                break;    
        }
    }
}

根据输入的name会给出三种情况

但是如果输入的name不在这个三个里，就会返回default

循环

循环跟C、Python等一样也是分为for、while、do while

for

Java使用最广泛的就是是for循环（当然我其他语言用的最多的也是for），for循环会先初始化计数器，然后，在每次循环前检测循环条件，在每次循环后更新计数器。

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//输出1到100相加
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int sum = 0;
        for (int i=1; i<=100; i++) {
            sum = sum + i;
        }
        System.out.println(sum);
    }
}

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//输出数组中的奇数
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int[] ns = {1, 2, 3, 4, 5};
        for (int i=0; i<ns.length; i++) {
            System.out.println(ns[i]);
            i = i + 1;
        }
    }
}

数组（int[]）用length获取长度，集合（List）用size()获取长度，字符串（String）用length()获取长度。

for循环还可以缺少初始化语句、循环条件和每次循环更新语句

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// 不设置结束条件:
for (int i=0; ; i++) {
    ...
}

// 不设置结束条件和更新语句:
for (int i=0; ;) {
    ...
}

// 什么都不设置:
for (;;) {
    ...
}

for each

for each循环可以更简单地遍历数组，for each循环的变量n不再是计数器，而是直接对应到数组的每个元素。

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//输出数组中的偶数
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
        for (int num : numbers) {
            if (num % 2 == 0) {
                System.out.println(num);
            }
        }
    }
}

while

while循环在每次循环开始前，首先判断条件是否成立。如果计算结果为true，就把循环体内的语句执行一遍，如果计算结果为false，那就直接跳到while循环的末尾，继续往下执行。

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//输出1到100相加
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int sum = 0;
        int n = 1;
        while (n <= 100) { 
            sum += n;
            n ++;
        }
        System.out.println(sum);
    }
}

注意：写while语句需要注意条件不能是永远满足，否则会造成死循环导致CPU直接占用100%

了解：Java的int类型有最大值，达到最大值后，再加1会变成负数，导致意外退出了while循环

do while

do while循环则是先执行循环，再判断条件，条件满足时继续循环，条件不满足时退出。

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public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int sum = 0;
        int n = 1;
        do {
            sum += n;
            n ++;
        } while (n <= 100);
        System.out.println(sum);
    }
}

注意：跟while一样不要造成死循环

二、面向对象编程

之前学php反序列化的时候其实就已经了解过面向对象的思想了，这里也是简单回顾一下

面向对象基础

方法