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# day01【前言、入门程序、常量、变量】
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### 今日内容
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- Java语言的发展历史
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- Java开发环境搭建
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- 编写HelloWorld程序
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- 常量和变量
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### 教学目标
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* [ ] 能够计算二进制和十进制数之间的互转
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* [ ] 能够使用常见的DOS命令
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* [ ] 理解Java语言的跨平台实现原理
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* [ ] 理解JDK和JRE的组成和作用
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* [ ] 能够配置环境变量JAVA_HOME
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* [ ] 能够编写HelloWorld程序编译并执行
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* [ ] 理解关键字的含义
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* [ ] 理解标识符的含义
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* [ ] 能够定义出所有类型的常量
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* [ ] 理解Java中的基本数据类型分类
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* [ ] 能够定义8种基本数据集类型的变量
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## 第一章 开发前言
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### 1.1 Java语言概述
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#### 什么是Java语言
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Java语言是美国Sun公司（Stanford University Network），在1995年推出的高级的编程语言。所谓编程语言，是计算机的语言，人们可以使用编程语言对计算机下达命令，让计算机完成人们需要的功能。
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#### Java语言发展历史
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* 1995年Sun公司发布Java1.0版本
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* 1997年发布Java 1.1版本
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* 1998年发布Java 1.2版本
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* 2000年发布Java 1.3版本
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* 2002年发布Java 1.4版本
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* 2004年发布Java 1.5版本
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* 2006年发布Java 1.6版本
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* 2009年Oracle甲骨文公司收购Sun公司，并于2011发布Java 1.7版本
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* 2014年发布Java 1.8版本
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* 2017年发布Java 9版本
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* 2018年发布Java 10,11版本
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* 2019年发布Java 12,13版本
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* 2020年发布Java 14,15版本
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* 2021年发布Java 16,17版本
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* 2022年发布Java 18,19版本
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* 2023年发布Java 20版本
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#### Java语言能做什么
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Java语言主要应用在互联网程序的开发领域。常见的互联网程序比如天猫、京东、物流系统、网银系统等，以及服务器后台处理大数据的存储、查询、数据挖掘等也有很多应用。
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### 1.2 计算机基础知识
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#### 二进制
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计算机中的数据不同于人们生活中的数据，人们生活采用十进制数，而计算机中全部采用二进制数表示，它只包含0、1两个数，逢二进一，1+1=10。每一个0或者每一个1，叫做一个bit（比特）。
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下面了解一下十进制和二进制数据之间的转换计算。
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* **十进制数据转成二进制数据：**使用除以2获取余数的方式
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* **二进制数据转成十进制数据：**使用8421编码的方式
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> 小贴士：
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> 二进制数系统中，每个0或1就是一个位，叫做bit（比特）。
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#### 字节
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字节是我们常见的计算机中最小存储单元。计算机存储任何的数据，都是以字节的形式存储，右键点击文件属性，我们可以查看文件的字节大小。
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8个bit（二进制位） 0000-0000表示为1个字节，写成**1 byte**或者**1 B**。
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* 8 bit = 1 B
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* 1024 B =1 KB
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* 1024 KB =1 MB
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* 1024 MB =1 GB
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* 1024 GB = 1 TB
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#### 常用DOS命令
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Java语言的初学者，学习一些DOS命令，会非常有帮助。DOS是一个早期的操作系统，现在已经被Windows系统取代，对于我们开发人员，目前需要在DOS中完成一些事情，因此就需要掌握一些必要的命令。
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* **进入DOS操作窗口**
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* 按下Windows+R键盘，打开运行窗口，输入cmd回车，进入到DOS的操作窗口。
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* 打开DOS命令行后，看到一个路径 c:\user 就表示我们现在操作的磁盘是c盘。
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* **常用命令**
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| 命令 | 操作符号 |
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| ---------------- | ------------- |
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| 盘符切换命令 | `盘符名:` |
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| 查看当前文件夹 | ` dir` |
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| 进入文件夹命令 | `cd 文件夹名` |
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| 退出文件夹命令 | `cd..` |
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| 退出到磁盘根目录 | `cd\` |
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| 清屏 | `cls` |
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## 第二章 Java语言开发环境搭建
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### 2.1 Java虚拟机——JVM
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* **JVM**（Java Virtual Machine ）：Java虚拟机，简称JVM，是运行所有Java程序的假想计算机，是Java程序的运行环境，是Java 最具吸引力的特性之一。我们编写的Java代码，都运行在`JVM` 之上。
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* **跨平台**：任何软件的运行，都必须要运行在操作系统之上，而我们用Java编写的软件可以运行在任何的操作系统上，这个特性称为**Java语言的跨平台特性**。该特性是由JVM实现的，我们编写的程序运行在JVM上，而JVM运行在操作系统上。
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如图所示，Java的虚拟机本身不具备跨平台功能的，每个操作系统下都有不同版本的虚拟机。
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### 2.2 JRE 和 JDK
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* **JRE** (Java Runtime Environment) ：是Java程序的运行时环境，包含`JVM` 和运行时所需要的`核心类库` 。
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* **JDK** (Java Development Kit)：是Java程序开发工具包，包含`JRE` 和开发人员使用的工具。
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我们想要运行一个已有的Java程序，那么只需安装`JRE` 即可。
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我们想要开发一个全新的Java程序，那么必须安装`JDK` 。
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> 小贴士：
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> 三者关系： JDK > JRE > JVM
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### 2.3 JDK9安装图解
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> 小贴士：
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> 安装路径中，不要包含中文和空格。
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### 2.4 JAVA_HOME环境变量的配置
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#### **配置环境变量作用**
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开发Java程序，需要使用JDK中提供的工具，工具在JDK9安装目录的`bin` 目录下。
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在DOS命令行下使用这些工具，就要先进入到JDK的bin目录下，这个过程就会非常的麻烦。
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不进入JDK的`bin`目录，这些工具就不能使用，会报错。
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为了开发方便，我们想**在任意的目录下都可以使用JDK的开发工具**，则必须要配置环境变量，配置环境变量的意义在于告诉操作系统，我们使用的JDK开发工具在哪个目录下。
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#### 配置环境变量步骤
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##### Windows 7,8版本
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1. 计算机鼠标右键,选择`属性 `
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2. 选择`高级系统设置`
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3. `高级` 选项卡，点击`环境变量`
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4. 点击`新建` ，创建新的环境变量
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5. 变量名输入`JAVA_HOME`，变量值输入JDK9的安装目录 `c:\Java9\jdk-9.0.1`
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6. 选中`Path` 环境变量，`双击`或者`点击编辑`
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7. 在变量值的最前面，键入`%JAVA_HOME%\bin;` 分号必须要写，必须是英文格式。
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8. 环境变量配置完成，重新开启DOS命令行，在任意目录下输入`javac` 命令，运行成功。
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##### Windows 10 版本
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1. 文件资源管理器 --> 此电脑鼠标右键 --> 选择`属性 `
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2. 选择`高级系统设置` --> 选择 `环境变量`
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3. 点击下方系统变量的 `新建` ，创建新的环境变量，变量名输入`JAVA_HOME`，变量值输入JDK9的安装目录 `D:\02_DevelopTools\Java\jdk-9.0.1`
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4. 选中`Path` 环境变量，`双击`或者`点击编辑`
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5. 点击` 新建`，键入`%JAVA_HOME%\bin` ，必须是英文格式。选中该行，上移到最上方，点击确定。
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6. 环境变量配置完成，重新开启DOS命令行，在任意目录下输入`javac` 命令。
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## 第三章 HelloWorld入门程序
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### 3.1 程序开发步骤说明
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开发环境已经搭建完毕，可以开发我们第一个Java程序了。
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Java程序开发三步骤：**编写**、**编译**、**运行**。
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### 3.2 编写Java源程序
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1. 在`d:\day01` 目录下新建文本文件，完整的文件名修改为`HelloWorld.java`，其中文件名为`HelloWorld`，后缀名必须为`.java` 。
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2. 用记事本打开
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> 使用notepad++记事本软件。
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3. 在文件中键入文本并保存，代码如下：
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```java
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public class HelloWorld {
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public static void main(String[] args) {
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System.out.println("Hello World!");
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}
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}
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```
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> 文件名必须是`HelloWorld` ，保证文件名和类的名字是一致的，注意大小写。
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>
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> 每个字母和符号必须与示例代码一模一样。
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第一个`HelloWord` 源程序就编写完成了，但是这个文件是程序员编写的，JVM是看不懂的，也就不能运行，因此我们必须将编写好的`Java源文件` 编译成JVM可以看懂的`字节码文件` 。
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### 3.3 编译Java源文件
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在DOS命令行中，**进入Java源文件的目录**，使用`javac` 命令进行编译。
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命令：
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```java
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javac Java源文件名.后缀名
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```
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举例：
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```
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javac HelloWorld.java
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```
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编译成功后，命令行没有任何提示。打开`d:\day01`目录，发现产生了一个新的文件 `HelloWorld.class`，该文件就是编译后的文件，是Java的可运行文件，称为**字节码文件**，有了字节码文件，就可以运行程序了。
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> Java源文件的编译工具`javac.exe`，在JDK安装目录的bin目录下。但是由于配置了环境变量，可以再任意目录下使用。
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### 3.4 运行Java程序
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在DOS命令行中，**进入Java源文件的目录**，使用`java` 命令进行运行。
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命令：
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```java
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java 类名字
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```
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举例：
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```
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java HelloWorld
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```
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> java HelloWord 不要写 不要写 不要写 .class
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> Java程序`.class文件` 的运行工具`java.exe` ，在JDK安装目录的bin目录下。但是由于配置了环境变量，可以再任意目录下使用。
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### 3.5 入门程序说明
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#### 编译和运行是两回事
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* **编译**：是指将我们编写的Java源文件翻译成JVM认识的class文件，在这个过程中，`javac` 编译器会检查我们所写的程序是否有错误，有错误就会提示出来，如果没有错误就会编译成功。
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* **运行**：是指将`class文件` 交给JVM去运行，此时JVM就会去执行我们编写的程序了。
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#### 关于main方法
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* **main方法**：称为主方法。写法是**固定格式**不可以更改。main方法是程序的入口点或起始点，无论我们编写多少程序，JVM在运行的时候，都会从main方法这里开始执行。
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### 3.6 添加注释comment
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* **注释**：就是对代码的解释和说明。其目的是让人们能够更加轻松地了解代码。为代码添加注释，是十分必须要的，它不影响程序的编译和运行。
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* Java中有单行注释和多行注释
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* 单行注释以 `//开头 换行结束`
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* 多行注释以 `/*开头 以*/结束`
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### 3.7 关键字keywords
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* **关键字**：是指在程序中，Java已经定义好的单词，具有特殊含义。
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* HelloWorld案例中，出现的关键字有 `public ` 、`class` 、 `static` 、 `void` 等，这些单词已经被Java定义好，全部都是小写字母，notepad++中颜色特殊。
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* 关键字比较多，不能死记硬背，学到哪里记到哪里即可。
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### 3.8 标识符
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* **标识符**：是指在程序中，我们自己定义内容。比如类的名字、方法的名字和变量的名字等等，都是标识符。
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* HelloWorld案例中，出现的标识符有类名字`HelloWorld` 。
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* **命名规则：`硬性要求`**
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* 标识符可以包含`英文字母26个(区分大小写)`、`0-9数字` 、`$（美元符号）`和`_（下划线）`。
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* 标识符不能以数字开头。
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* 标识符不能是关键字。
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* **命名规范：`软性建议`**
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* 类名规范：首字母大写，后面每个单词首字母大写（大驼峰式）。
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* 方法名规范： 首字母小写，后面每个单词首字母大写（小驼峰式）。
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* 变量名规范：全部小写。
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## 第四章 常量
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### 4.1 概述
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**常量：是指在Java程序中固定不变的数据**。
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### 4.2 分类
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| 类型 | 含义 | 数据举例 |
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| :--------- | :------------------------------------- | :-------------------------- |
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| 整数常量 | 所有的整数 | 0，1， 567， -9 |
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| 小数常量 | 所有的小数 | 0.0， -0.1， 2.55 |
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| 字符常量 | 单引号引起来,只能写一个字符,必须有内容 | 'a' ， ' '， '好' |
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| 字符串常量 | 双引号引起来,可以写多个字符,也可以不写 | "A" ，"Hello" ，"你好" ，"" |
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| 布尔常量 | 只有两个值（流程控制中讲解） | true ， false |
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| 空常量 | 只有一个值（引用数据类型中讲解） | null |
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### 4.3 练习
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需求：输出各种类型的常量。
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```java
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public class ConstantDemo {
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public static void main(String[] args){
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//输出整数常量
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System.out.println(123);
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//输出小数常量
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System.out.println(0.125);
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//输出字符常量
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System.out.println('A');
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//输出布尔常量
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||
System.out.println(true);
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//输出字符串常量
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||
System.out.println("你好Java");
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}
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||
}
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```
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## 第五章 变量和数据类型
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### 5.1 变量概述
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* **变量：常量是固定不变的数据，那么在程序中可以变化的量称为变量。**
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> 数学中，可以使用字母代替数字运算,例如 x=1+5 或者 6=x+5。
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> 程序中，可以使用字母保存数字的方式进行运算，提高计算能力，可以解决更多的问题。比如x保存5，x也可以保存6，这样x保存的数据是可以改变的，也就是我们所讲解的变量。
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Java中要求一个变量每次只能保存一个数据，必须要明确保存的数据类型。
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### 5.2 数据类型
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#### 数据类型分类
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Java的数据类型分为两大类：
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* **基本数据类型**：包括 `整数`、`浮点数`、`字符`、`布尔`。
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* **引用数据类型**：包括 `类`、`数组`、`接口`。
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#### 基本数据类型
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四类八种基本数据类型：
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| 数据类型 | 关键字 | 内存占用 | 取值范围 |
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| :----------- | :------------- | :------- | :--------------------- |
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| 字节型 | byte | 1个字节 | -128~127 |
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| 短整型 | short | 2个字节 | -32768~32767 |
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| 整型 | int（默认） | 4个字节 | -231次方~2的31次方-1 |
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| 长整型 | long | 8个字节 | -2的63次方~2的63次方-1 |
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| 单精度浮点数 | float | 4个字节 | 1.4013E-45~3.4028E+38 |
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| 双精度浮点数 | double（默认） | 8个字节 | 4.9E-324~1.7977E+308 |
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| 字符型 | char | 2个字节 | 0-65535 |
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| 布尔类型 | boolean | 1个字节 | true，false |
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> Java中的默认类型：整数类型是`int` 、浮点类型是`double` 。
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### 5.3 变量的定义
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变量定义的格式包括三个要素：`数据类型` 、 `变量名` 、 ` 数据值` 。
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#### 格式
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```java
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数据类型 变量名 = 数据值;
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```
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#### 练习
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定义所有基本数据类型的变量，代码如下：
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```java
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public class Variable {
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public static void main(String[] args){
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//定义字节型变量
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byte b = 100;
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System.out.println(b);
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//定义短整型变量
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short s = 1000;
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System.out.println(s);
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||
//定义整型变量
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int i = 123456;
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System.out.println(i);
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//定义长整型变量
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long l = 12345678900L;
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||
System.out.println(l);
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||
//定义单精度浮点型变量
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float f = 5.5F;
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||
System.out.println(f);
|
||
//定义双精度浮点型变量
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||
double d = 8.5;
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System.out.println(d);
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||
//定义布尔型变量
|
||
boolean bool = false;
|
||
System.out.println(bool);
|
||
//定义字符型变量
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char c = 'A';
|
||
System.out.println(c);
|
||
}
|
||
}
|
||
```
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|
||
> long类型：建议数据后加L表示。
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||
>
|
||
> float类型：建议数据后加F表示。
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### 5.4 注意事项
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* 变量名称：在同一个大括号范围内，变量的名字不可以相同。
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* 变量赋值：定义的变量，不赋值不能使用。
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