《Java 核心技術 卷Ⅰ》第 3 章學習筆記：基本程式設計結構完整梳理

《Java 核心技術 卷Ⅰ》第 3 章學習筆記：基本程式設計結構完整梳理

本章涵蓋 Java 基礎語法精髓，從資料型別、變數、運算元到控制流程、陣列，是進階學習的基石。以下為結構化筆記，供快速查閱與複習。

3.1 概覽

• 大小寫敏感
• 存取修飾符控制可見性
• 類是構建塊，檔名 = public 類名 + .java
• 命名慣例：類 PascalCase、方法/變數 camelCase、常數 UPPER_SNAKE
• main 必須 static，屬於類方法
• JVM 規範：官方連結

3.2 註解

• // 單行、/* */ 多行（不可巢狀）
• /** */ Javadoc，可生成 API 文檔

3.3 資料型別（8 大基本型別）

補充： BigInteger/BigDecimal 任意精度（非基本型別，屬物件）。

3.3.1 整數字面值

• 長整數後綴 L（建議大寫避免與 1 混淆）
• 十六進制 0x、八進制 0（易混淆少用）、二進制 0b（JDK 7+）
• 數值分隔符 _（JDK 7+）：1_000_000

3.3.2 浮點數細節

• float 後綴 F，double 可無後綴或 D
• 十六進制浮點：0x1.0p-3（p 表 2 的指數）
• 特殊值：Infinity、-Infinity、NaN
• Double.isNaN(x) 判斷 NaN，x == Double.NaN 永為 false
• 財務計算禁用浮點，改用 BigDecimal

3.3.3 char 與 Unicode

• Java char = UTF-16 碼元（16 位），非完整字符（碼點可能需 2 碼元）
• 碼點範圍：基本多文種平面 BMP (U+0000-U+FFFF)、輔助平面 (U+10000-U+10FFFF)
• UTF-16 編碼：BMP 1 碼元、輔助字符 2 碼元（代理對）
• 轉義序列：\n \t \r \b \" \' \\

3.4 變數

• 宣告：型別 變數名 [= 初值];
• 命名規則：字母/底線/$ 開頭，含 Unicode 字母數字，大小寫敏感，長度無限
• 良習：就近宣告、逐行宣告、見名知意
• final 常數：只能賦值一次，慣例全大寫；static final 類常數

3.5 運算元

• 算術：+ - * / %。整數除法截斷，浮點除法得無窮/NaN
• 複合賦值：+= -= *= /= %=
• strictfp 強制嚴格浮點運算（IEEE 754），可修飾類/方法
• 自增自減：++ -- 前綴先運算後取值，後綴先取值後運算。避免在複雜表達式中使用
• 關係/邏輯：== != < <= > >=、&& || !（短路）、?: 三元
• 位運算：& | ^ ~ << >> >>>（無 <<<）
• Math 工具類：sqrt pow sin cos PI E 等，StrictMath 保證跨平台位元級一致
• 型別轉換：隱式擴大（無損失）、顯式縮小（可能截斷）、二元運算提升規則（double→float→long→int）
• 強制轉型：(型別)值，浮點轉 int 直接截斷，四捨五入用 Math.round
• 運算元優先級表（14 級），同級按結合性（多為左結合，賦值/三元/一元為右結合）
• 枚舉：enum Size {S,M,L,XL}，型別安全、可用於 switch

3.6 字串

• String 不可變，修改產生新物件
• 碼元 vs 碼點：length() 碼元數，codePointCount() 實際字符數
• 常用：substring、+ 拼接、equals/equalsIgnoreCase（嚴禁 ==）、isEmpty()
• 空串 "" vs null：str != null && !str.isEmpty()（短路順序固定）
• 高效構建：StringBuilder（單執行緒）、StringBuffer（多執行緒）

3.7 輸入輸出

• Scanner 讀取控制台/檔案，System.out/err 輸出
• printf/format 格式化輸出

3.8 控制流程

• 塊作用域：{} 內變數不可重名，可巢狀
• if/else if/else、while/do-while、for(;;)、for-each（for (Type e : arr)）
• switch（支援 int/char/String/enum）
• break/continue 可帶標籤跳出多層迴圈
• 保留 goto 但不可用

3.9 大數值

• BigInteger 任意精度整數，BigDecimal 任意精度浮點
• 不可用運算元，需呼叫方法：add/subtract/multiply/divide

3.10 陣列

• 宣告：int[] a = new int[100]; 或 int[] a = {1,2,3};
• 長度：a.length（不可變），Arrays.toString(a) 列印
• 預設值：數值 0、boolean false、引用 null
• 拷貝：Arrays.copyOf/copyOfRange、System.arraycopy
• 多維/不規則陣列：new int[3][] 每行長度可不同
• 匿名陣列：new int[]{1,2,3}

第 3 章是 Java 語法核心，建議配合官方 API 文檔與編譯器警告深入理解每個細節。