第 3 章 Java 基本语法

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Java程序设计教程

清华大学出版社

第 3 章 Java 基本语法学习目标本章要点上机练习习题




学习目标要编写结构简单、可读性强的 Java 程序，需

要对 Java 的基本语法结构非常熟悉。本章主要对 Java 语言的基本语法元素做详细的介绍，分别讲解了标识符、运算符、表达式和控制结构的知识，详细介绍了数据类型及其转换，最后介绍了分支和循环等条件控制语句，对Java 语言的基本语法做了深入的讲述，通过本章的学习可以全面掌握 Java 语法，可以熟练应用 Java 这些基本语法进行编程。




本章要点 Java 语言的基本组成元素标识符与关键字Java 的基本数据类型条件控制语句的使用




Java 语言的基本组成元素 Java 语言的基本元素包括了标识符 (Ide

ntifier) 、关键字（ Keyword ）、文字（ Literal ）和运算符。 Java 程序在编译时常常被拆分成这些小的单元。关键字与标识符运算符与表达式




关键字与标识符在学习 Java 语言之前，了解标识符和

关键字是很有必要的，下面将详细地介绍。关键字标识符




关键字关键字是被系统定义好了的，具有特定

意义的一些单词，可标识数据类型名或程序构造（ construct ）名，用户所定义的标识符不能是关键字。




关键字Java 中的关键字如下所示。abstract boolean break byte case catch

char class continue default do double else extends false final finally float for if implements import instantceof int interface




关键字long native new null package private p

rotected public return short static super switch synchronized this throw throws transient true try void volatile while const goto




关键字关键字的使用说明如下。

关键字都是小写字母。const 和 goto 是 Java 的保留字，已不

再是关键字。Then 、 sizeof 不是 Java 关键字。




关键字True 、 False 和 null 为小写，而不是

象在 C++ 语言中那样为大写。String 是 Java 语言一个封装类的类名，

也不是关键字。通常情况下，不采用包含“ $” 的关

键字。




标识符标识符是用来对 Java 语言中的各个元

素进行命名的记号，例如：变量名、方法名、类名、数组名等等。 Java语言中，标识符是以字母、下划线和美元符开始的一个字符序列，后面可以跟字母、下划线、美元符和数字，如下分别为合法和非发的标识符。




标识符合法的标识符： mail ， user_name ，

$money ， _System_ID 。非法的标识符： 7color ， chang# ， p

ublic ， int 。




标识符【例 3-1 】判断下列标识符哪些是合

法的标识符，并说明原因。Sky ， $computer ， NULL ， for ， id-l

ist ， 7mail ，学校， _animal_tiger ， catch_5




标识符分析：合法的标识符为： Sky ， $computer ，

NULL ， _animal_tiger ， catch_5非法的标识符为： for （关键字）， id-

list （非法符号“ -” ），学校（不能使用汉字）， 7mail （首字母不能是数字）。




运算符与表达式 Java 的运算符指对操作数（以下使用 o

p 表示）所做的运算操作。 Java 的运算符包括：算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、位运算符、赋值运算符、条件运算符以及一些其他的运算符。按照操作数的数目又可以分为单目运算符（一个操作数）、双目运算符（两个操作数）和三目运算符（ 3 个操作数）。




运算符与表达式算术运算符关系运算符逻辑运算符赋值运算符位运算符条件运算符




算术运算算术运算符的操作数必须是数字类型。

算术运算符不能用在布尔类型的操作数上，但是可以用在 char 类型的操作数上，因为在 Java 中， char 类型实质是 int 类型的一个子集。




算术运算符

双目运算符单目运算符

+ - * / % ++ --

加、减、乘、除、求模自增自减

算术运算符

算术运算符包括了四则运算、求模和自增自减符号。




算术运算符的使用

运　算　符用　　法举　　例

+ - * / op1 +(- * / ) op23+2 ， 2-1 ， 4*3 ，

4/2

++ -- ++x x++ --y y--++2 ， 2++ ， --3 ，

3--

% op1 % op2 5%2




算术运算符算术运算符的使用说明如下。运算按从左到右顺序进行，且乘、除、

求模运算符的优先级别高于加、减运算符。

加减运算符的优先级是 4级，乘、除、求模运算符的优先级是 3级，等号优先级最低。




算术运算符求模运算的结果就是两个操作数相除得

到的余数。“( )” 也属于运算符的一种，且优先级别

最高。




算术运算符如果两个操作数都为整型，那么结果也

为整型；如果一个操作数为整型，另一个为浮点型（小数），则结果为浮点型；这种过程称为数据类型的转化，将在下节详细介绍。




算术运算符“+” 号是进行字符串的连接。【例 3-2 】写出下列表达式返回值，注意各运算符的优先级。

5+13-3 ， 1+5*2 ， 1 – 4 / 2 + 3 * 4 % 5 ， (2+3)*2-6*7%2




算术运算符分析：5+13-3 1+5*2 1 – 4 / 2 + 3 * 4 % 5

(2+3)*2-6*7%2=18-3 =1+10 =1-2+12%5 =5

*2-42%2 =15 =11 =1–2+2 =10-0=1 =1 =10




算术运算符Java提供特殊的赋值运算符，该运算符

可将运算符与赋值结合起来。这种简写形式对于 Java 的二元（即需要两个操作数的）运算符都适用。其语句格式为：

var=var op expression;可以被重写为：var op= expression;




算术运算符这种赋值运算符有两个好处：第一，比

标准的等式要紧凑；第二，有助于提高Java 的运行效率。由于这些原因，在 Java 的程序中经常会看见这些简写的赋值运算符。




关系运算符关系运算符用来比较两个值的关系，并返回一个布尔型的值（ True 或 False ）。当关系运算符对应的表达式成立时，返回 True 值，否则返回 False 值。关系运算符都是双目运算符。




关系运算符

运算符

> < <= >= = = ！ =

大于小于小于等于大于等于等于不等于




关系运算符的使用操作符使用方法说明

> op1 > op2 如果 op1 大于 op2 则返回 True ，否则返回 False

>= op1 >= op2如果 op1 大于或等于 op2 则返回 True, 否则返回 F

alse

< op1 < op2 如果 op1 小于 op2 则返回 True, 否则返回 False

<= op1 <= op2如果 op1 小于等于 op2 则返回 True, 否则返回 Fals

e

== op1 == op2 如果 op1 等于 op2 则返回 True, 否则返回 False

!= op1 != op2 如果 op1 不等于 op2 则返回 True, 否则返回 False




关系运算符关系运算符的使用说明如下：

“= =” 符号是判断两个操作数是否相等，而“ =” 是赋值运算符。

关系运算符的执行方向是从左往右。< ， > ， <= ， >= 的优先级是 6 ，

= = ，！ = 的优先级是 7 。




关系运算符【例 3-3 】写出下列表达式的返回值。10 < 30-25 3！ = （ 2+3 ） /5分析：10 < 30-25 3！ = （ 2+3 ） /510<5 3!= 1返回值 False 返回值 True




关系运算符【例 3-4 】本例说明关系运算符的使

用。注意体会各基本关系运算符的使用方法。该例使用 NetBeans 编写程序（光盘： \源文件 \ 第 3 章 \ 例 3-4.txt ）。




NetBeans 结果输出界面

NetBeans 结果输出界面




逻辑运算符逻辑运算符用于执行逻辑判断，其返回

值仍然为布尔型变量（ True 或 False ）。逻辑运算符的操作数必须为布尔型变量。


&& | | ！

逻辑与逻辑或逻辑非

逻辑运算符




逻辑运算符的使用

op1 op2 op1&&op2 op1 | |op2 ！ op1

真真真真假

真假假真假

假真假真真

假假假假真




逻辑运算符逻辑运算符的使用说明如下。&& 的优先级是 11 ， || 的优先级是 1

2 ，！的优先级是 2 。对于“ &&” 运算，当 op1 的值为 False ，

则不必再计算 op2 的值，直接得出该表达式的值为 False ，该运算又称为逻辑短路与运算。




逻辑运算符对于“ ||” 运算，当 op1 的值为 True 时，

则不必再计算 op2 的值，直接得出该表达式的值为 True ，该运算又称为逻辑短路或运算。

【例 3-5 】写出下列表达式的返回值3>5&&2<9 4+5 = =3 | |

7!=2 7>2 && 3>6




逻辑运算符分析：3>5&&2<9 4+5 = =3 | | 7!=2

7>2 && 3>6False && 2<9 False | | 7!

=2 True&& 3>6 False False | | Tr

ue True&& False True False




逻辑运算符【例 3-6 】设 a 的值为 1 ，经过下列运

算后，求表达式的返回值是多少， a 的值是多少？

( （ b=2 ） = = 3 ) && ((a=2)= =2)( （ b=2 ） = = 2 ) && ((a=2)= =2)




逻辑运算符分析：1 ） ( （ b=2 ） = = 3 ) && ((a=2)= =2)False && ((a=2)= =2)False因为“ &&” 运算左边表达式的值为 Fal

se ，不用继续计算，可以得到整个表达式的值为 False 。此时 a 的值仍为 1 。




逻辑运算符2 ） ( （ b=2 ） = = 2 ) && ((a=2)= =2) True&& True True 因为“ &&” 运算左边表达式的值为真，

需要继续执行右边表达式，最后得到整个表达式值为 True 。此时 a 的值为 2 。




赋值运算符赋值运算符是“ =” 符号，是从右向左

的双目运算，作用是将“ =” 符号右边的操作数的值赋给左边的操作数。可见，该运算符左边操作数必须是变量，而不能是常量或者表达式。赋值运算符的优先级是 14级，为优先级别最低的运算符。




位运算符位运算符用来对二进制位进行操作。


& | ^ >> << >>> ~

按位与按位或按位异或右移位左移位无符号右移按位取反

位运算符




位运算符的使用运算符使用方法说　　明

& op1 & op2如果 op1 和 op2 都是数字时，进行按位与运算；

如果 op1 和 op2 都是布尔型时，进行条件与运算

| op1 | op2如果 op1 和 op2 都是数字时，进行按位或运算。

如果 op1 和 op2 都是布尔型时，进行条件或运算

^ op1 ^ op2 按位异或运算

~ ~op 求补码




位运算符因为数据在电脑内存中是以二进制的形

式存放，因此在使用位运算的时候一定要知道各个进制间的转化方法。

在二进制的形式下，再对操作数进行按位的运算。下面将介绍各位运算符的作用。




位运算符1 ）“ &” 运算参与运算的两个值，如果两个相应位都

为 1 ，则该位的结果为 1 ，否则为 0 。即：

0&0=0 ， 0&1=0 ， 1&0=0 ， 1&1 =1




位运算符2 ）“ |” 运算参与运算的两个值，只要两个相应位中

有一个为 1 ，则该位的结果为 1 。即：0 | 0=0 ， 0 | 1=0 ， 1 | 0=0 ， 1 | 1 =1




位运算符3 ）“ ^” 运算参与运算的两个值，只要两个相应位相同，则结果为 0 ，否则为 1 。即：

0^0=0 ， 0 ^1=1 ， 1 ^ 0=1 ， 1 | 1 =1




位运算符4 ）“ >> ， << 和 >>>”移位运算Java 编程语言提供了两种右移位运算符，即 >> 和 >>> ，其中运算符 >> 进行算术或符号右移位，移位的结果是第一个操作数被 2 的幂来除，而指数的值是由第二个数给出的。




位运算符逻辑或非符号右移位运算符 >>> 主要作

用于位图，而不是一个值的算术意义，它总是将零置于最重要的位上。

在移位的过程中， >> 运算符使符号位被复制。




位运算符运算符 <<执行一个左移位，移位的结果是第一个操作数乘以 2 的幂，指数的值是由第二个数给出的。




条件运算符条件运算符是“ ？：”符号，为三目

运算，它的一般格式为：expression ? statement1 : statement2




条件运算符其中表达式 expression 的值为一个布尔

值，如果该值为 True ，则执行 statement1 ，否则执行 statement2 ，而且语句 statement1 和 statement2 需要返回相同的数据类型，且该类型不是 void 。




条件运算符如果要通过测试某个表达式的值来选择

两个表达式中的一个进行计算时，用条件运算符来实现是一个简单的方法，相当于实现了 if-else 语句的功能。




Java 基本数据类型 Java 的数据类型分为两类：简单数据类

型和复杂数据类型。简单数据类型分为4种，包括布尔型、字符型、整型和浮点型等。复杂数据类型包括数组、类和接口等。




Java 基本数据类型简单数据类型复杂数据类型数据类型的转换应用举例——通过可视化界面操作的

数据类型转化




简单数据类型简单数据类型分为 4种，其数据类型

主要有 8 个。

类　型类　型布尔型 boolean

字符型 char

整型 byte, short, int, long

浮点型 double, float

简单数据类型的种类




基本数据类型取值范围类　型描　述取值范围说　明boolean 布尔型 True 和 False 全是小写

char 字符型 0~~65535char 表示为一个 Un

icode 字符，常用‘’括起来。

byte 字节型， 8 位带符号的整数 -128~127间的任意整数

short 短整形， 16 位带符号的整数 -32768~32767间的任意整数

int 整形， 32 位带符号的整数 -231 ~231-1间的任意整数long 长整形， 64 位带符号的整数 -263 ~263-1间的任意整数

float短浮点型， 32 位单精度浮点

数根据 IEEE 754-1985 标准

double长浮点型， 64 位单精度浮点

数根据 IEEE 754-1985 标准




简单数据类型布尔型 Boolean 字符型 char 整型 byte ， short ， int ， long 浮点型




布尔型 Boolean

布尔型变量通常用来表示逻辑值的两种状态，如经常使用的“ on” 和“ off” 、“ True” 和“ False” 、“ yes” 和“ no”等。 boolean 有两个值，即 True 和 False 。

布尔型变量的定义：boolean truth = True;




布尔型 Boolean

【例 3-7 】　布尔型变量的使用。该例展示了 4种布尔变量（“ &&” ，“ ||” ，“ ^” ，“ !” ）的使用（光盘： \源文件 \ 第 3 章 \ 例 3-7.txt ）。




类“ Test3_7” 结果输出界面

“类 Test3_7” 结果输出界面




字符型 char

使用 char 类型可表示单个字符。一个 char代表一个 16-bit无符号（不分正负） Unicode 字符。一个 char 文字必须包含在单引号内 (‘’) ，如‘ A’ ，‘？’，‘漂亮’，‘サ’等。要注意的是，必须使用英文半角状态下的单引号，而不是中文全角状态。




字符型 char

字符型变量的定义：char a , char x , y , z; char z=’网球’【例 3-8 】字符型变量的使用（光盘：

\源文件 \ 第 3 章 \ 例 3-8.txt ）。









整型 byte ， short ， int ， long

在 Java 编程语言中有 4种整数类型，每种类型都对应由关键字 byte ， short ，int 和 long 中的一种进行声明。整数类型数据可使用十进制、八进制和十六进制的符号表示，下面将分别进行介绍。





2 表示一个十进制的数值 2077 首位的 0 表示一个八进制的数值

770xBAAC 首位的 0x 表示一个十六进制

的数值 BAAC整数类型的文字属 int 类型，在其后直接

跟着一个字母“ L” ， L 表示一个 long值。





上述文字的 long 的形式如下。2L 十进制值是 2 ，是一个 long077L 首位的 0 表示一个八进制的数

值 77 ，是一个 long0xBAACL 前缀 0x 表示一个十六进制

的数值 BAAC ，是一个 long





【例 3-9 】整型变量的使用（光盘： \源文件 \ 第 3 章 \ 例 3-9.txt ）。





浮点型浮点型变量包括了两类： float 和 doubl

e ，缺省为 double 。浮点文字包括小数点或下列各项之一。

E 或 e （增加指数值）； F 或 f （ float ）； D 或 d （ double ）。

【例 3-10 】浮点型变量的使用（光盘：\源文件 \ 第 3 章 \ 例 3-10.txt ）。









复杂数据类型复杂的数据类型包括了类、数组和接口。

其中，比较特殊的是数组，它是一个对象而不是一个类，但是通常把它当成类来使用，一般归到复合数据类型中。这些数据类型的具体概念和使用将在随后的章节中介绍。




数据类型的转换在计算过程中常常遇到整型、浮点型、

字符型等等各种类型数据的混合运算。因此，我们在计算之前首先要将它们都转化成同一个类型的数据后再进行运算。这种过程称为数据类型的转换。数据类型转换的原则是位数少的类型转换成位数多的类型时进行自动类型转换，反之则需要进行手动的类型转换。




自动数据类型转换的规则操作数 1 的类型操作数 2 的类型转换后的类型

Byte 或 short int Int

Byte 或 short 或 int long long

Byte 或 short 或 int 或 long float float

Byte 或 shor 或 t int 或 long 或 float

double double

char int int




数据类型的转换显式类型转换的格式为：低精度类型变量名 = （低精度类型）高精度类型变量名

【例 3-11 】数据类型的转换。本例包含数据类型的显式转换和隐式转化（光盘： \源文件 \ 第 3 章 \ 例 3-11.txt ）。




类“ TypeChange” 结果输出界面

“类 TypeChange” 结果输出界面




应用举例——通过可视化界面操作的数据类型转化

本节的应用举例将进行数据类型的转换。本例包含数据类型的显式转换和隐式转化（光盘： \源文件 \ 第 3 章 \ 应用举例 .txt ）。




类“ TypeChange” 运行结果

“类 TypeChange” 运行结果




控制语句 Java 语言与 C/C++ 类似，都是通过流

控制来执行程序流，完成一定任务。程序流是由若干个语句组成。语句可以是单一语句，也可以是用大括号“ {}” 括起来的复合语句。 Java 的控制语句包括：分支语句、循环语句、跳转语句和异常处理语句，下面将分别对前 3种语句做具体介绍。




控制语句分支语句循环语句跳转语句




分支语句分支语句使部分程序可根据某些表达式

的值被有选择地执行。 Java 编程语言支持双路 if 和多路 switch 分支语句。if else 语句switch 语句




if else 语句if else 语句又称条件语句，其格式为：if ( 布尔表达式 )｛语句或块；｝if ( 条件为真 ) ｛




if else 语句语句或块；｝else｛语句或块；｝【例 3-12 】 if else 语句的使用（光盘：

\源文件 \ 第 3 章 \ 例 3-12.txt ）。









switch 语句 switch 语句是多分支的开关语句，它的格式

为。switch (expr1)｛case expr2:statements;break;case expr3:




switch 语句statements;break;default:statements;break;｝




switch 语句在 switch (expr1) 语句中， expr1 必须

与 int 类型是赋值兼容的； byte 、 short或 char 类型可被升级，不允许使用浮点或 long 表达式。




switch 语句当变量或表达式的值不能与任何 case 值相匹配时，可选缺省符（ default ）指出应该执行的程序代码。如果没有 break语句作为某一个 case代码段的结束句，则程序的执行将继续到下一个 case ，而不检查 case 表达式的值。




switch 语句【例 3-13 】 switch 语句的使用。该例

通过 switch 语句实现由读者输入的值来确定输出值的功能（光盘： \源文件 \第 3 章 \ 例 3-13.txt ）。




类“ Switch_Test” 结果输出界面

“类 Switch_Test” 结果输出界面 1

“类 Switch_Test” 结果输出界面 2




循环语句循环语句使语句或语句块的执行得以重复进行，直到满足终止循环的条件为止。Java 编程语言支持三种循环构造类型：for 、 while 和 do-while 循环。 for 和 while 循环是在执行循环体之前测试循环条件，而 do-while 是在执行完循环体之后测试循环条件。




循环语句这就意味着 for 和 while 循环可能一次循环体

都未执行，而 do-while 将至少可以执行一次循环体。一个循环的基本组成部分如下。

初始化部分 (initialization) ：设置循环的初始化条件。

循环体部分（ body ）：用于循环执行的代码，包括了语句或者复合语句。




循环语句迭代部分（ iteration ）：在当前循环结束，下一个循环开始前执行的语句，常常用来使计数器进行 +1 或 -1 操作。

终止部分（ termination ）：通常是一个布尔表达式，每一次循环都要对该表达式求值，以验证是否满足循环终止条件。




循环语句for 循环 while 循环 do-while 语句




for 循环for 循环的格式是：for (initialization； termination； iterati

on)｛body；｝




for 循环Java 语言允许在 for () 循环结构中使用逗号作为分隔符。如 for (i= 0, j = 0; j<10; i++, j++) 是合法的；它将 i 和 j 值初始化为零，并在每执行完一次循环体后，增加一次它们的值。




for 循环初始化、终止和迭代部分都可以为空语

句，但是分号不能省略，当三者均为空的时候相当于一个无限循环。

【例 3-14 】用 for 循环语句实现累计求和（光盘： \源文件 \ 第 3 章 \ 例 3-14.txt ）。









while 循环 while 循环的格式是：[initialization]while (termination) ｛body；iteration； ]｝




while 循环【例 3-15 】用 while 语句实现累计求

和（光盘： \源文件 \ 第 3 章 \ 例 3-15.txt ）。





do-while 语句 do-while 循环的格式是：[initialization]do｛body；[ iteration； ]｝while (termination)；




do-while 语句如同 while 循环一样，请确认循环控制

变量在循环体中被正确初始化和测试并被实时更新。 for 循环一般用在那种循环次数事先可确定的情况，而 while 和do-while 循环用在那种循环次数事先不可确定的情况。




do-while 语句【例 3-16 】 do-while 循环语句实现累

计求和，（光盘： \源文件 \ 第 3 章 \ 例3-17.txt ）。





跳转语句 Java 语言中的跳转语句是： break 和 c

ontinue 语句。break 语句 continue 语句




break 语句在 switch 语句中， break 语句可以用来终止 switch 语句的执行，使程序从 switch 语句后的第一个语句开始执行。




break 语句在 break 语句中也可以指明它要跳出的代码块，并从紧跟该块的第一条语句处执行，其格式为：

break BlockLabel;这里的 BlockLabel 表示代码块，通过为每个代码块加一个大括号“ { }” 来表示。




continue 语句continue 语句一般用来结束一个循环，当程序执行到 continue 语句时，会跳过循环体中 continue 语句以后的代码，接着进行终止条件的判断，以决定是否继续循环。在 for 语句中，在进行终止条件的判断前，还要先执行迭代语句。




continue 语句执行格式为：continue;或跳出到外层循环。continue outerLabel;【例 3-17 】跳转语句的使用。本例通

过 Break 语句来中断 for 循环语句（光盘： \源文件 \ 第 3 章 \ 例 3-17.txt ）。




类“ BreakDemo” 结果输出界面

“类 BreakDemo” 结果输出界面




continue 语句当数值被找到时， break 语句终止了 for

循环，控制流程就转到 for 语句的下面的语句继续执行。

【例 3-18 】求 100-200 之间的素数（光盘： \源文件 \ 第 3 章 \ 例 3-18.txt ）。




类“ GetPrimenumber” 结果输出界面

“类 GetPrimenumber” 结果输出界面




上机练习本节将通过查看循环类型和使用各个语

句编程两个上机练习，帮助读者巩固本章所学的知识点。

查看循环类型使用各种语句编程




查看循环类型通过键盘输入不同数字，选择需要查看

的循环类型，程序把该类型的循环的示例输出显示到屏幕上（光盘： \源文件\ 第 3 章 \ 上机练习 1.txt ）。




类“ Menu” 结果输出界面

“类 Menu” 结果输出界面 1

“类 Menu” 结果输出界面 2




使用各种语句编程本次练习熟练使用 if-else 语句和 switch

条件分支语句编程，熟练使用 while 语句、 do-while 语句和 for 语句等循环语句编程。




使用各种语句编程定义类“ compare”比较两个数得大小，

定义类“ BT37” 求出 " 在 1~1000内可被 3 与 7整除的数（光盘： \源文件 \第 3 章 \ 上机练习 2.txt ）。




类“ BT37” 结果输出界面

“类 BT37” 结果输出界面




习题（ 1 ）编写程序，统计个位数是 6 ，并

且能被 3整除的 5 位数共有多少个。（ 2 ）编写一个小程序，把 100 元人民币换成 50 元， 20 元， 10 元的纸币，计算出有多少种换法。

（ 3 ）编写一个 Java 程序，求 1+2！ +3！ +4！ +5！ +…+20！。

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