基础篇_开发命令行程序(输入输出,类型、变量、运算符,条件语句,循环语句,方法,package与jar)

发布时间：2024年01月11日

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一. 输入输出

  • 输入的作用，就是由使用者告诉程序要操作的数据
    • 例如，我要通过饿了么订餐，你得告诉程序你要吃什么，送货地址是什么吧
  • 输出的作用，就是由程序向使用者展现执行的结果
    • 还是订餐的例子，程序向你展示骑手接单没有，送到哪里了
  • 将来输入输出来源会有多种，比如 app，网页，终端程序等等

1. System.out

之前已经介绍过【标准输出】：System.out

打开 jshell 用一下，回忆下对象和方法使用格式

对象.方法(参数);

套用一下，对象是 System.out，方法是 println，参数是 “你好”

jshell> System.out.println("你好");
你好

小技巧

  • jshell 中用 Tab 键可以提示对象有哪些方法
  • jshell 中省略 ; 也不会报错

2. System.in

再来看看输入，对象是 System.in，方法叫 read，没有参数

jshell> System.in.read();

运行后，可以看到光标一闪一闪，表示正在等待用户的输入，这时输入小 a

jshell> System.in.read();
a
$1 ==> 97

  • 会显示 97，称之为返回值，代表 read() 读入的结果

    • 因为计算机中所有符号，都是用数字表示，参看下表

  • 前面的 $1 是一个【变量】，将来它就代表 97，也就是刚才输入的小 a

  • 【变量】可以反复被使用

\00010203040506070809101112131415
0000无无无无无无无无无无无无无无无无
0016无无无无无无无无无无无无无无无无
0032!"#$%&’()*+,-./
00480123456789:;<=>?
0064@ABCDEFGHIJKLMNO
0080PQRSTUVWXYZ[\]^_
0096`abcdefghijklmno
0112pqrstuvwxyz{|}~无

System.in 的缺点

  1. 字符被转成的数字，不便人类阅读
  2. 只能输入一个字符

3. Scanner

用 Scanner 改进，System.in 是 java 为我们提供好的对象，而 Scanner 需要我们自己创建，语法是

jshell> new Scanner(System.in);
$2 ==> java.util.Scanner...

将来这个 $2 就代表刚才的 Scanner 对象，我们称之为【变量】

Scanner 对象里面最常用的方法是 nextLine，用法如下

jshell> $2.nextLine();
你好啊
$3 ==> "你好啊"

4. 变量名

$2，$3 这样作为变量名虽然也可以，但如果用更有意义的名称来表示，更方便人类阅读、记忆。例如

jshell> var scanner = new Scanner(System.in)
scanner ==> java.util.Scanner[delimiters=\p{javaWhitespace}+] ... \E][infinity string=\Q∞\E]

jshell> var line = scanner.nextLine()
hello
line ==> "hello"
  • scanner 就代指输入对象
  • line 就代指用 nextLine() 读取到的字符串值
  • var 是关键字，代表某种类型，具体有哪些类型后面再展开

5. 关键字

变量取名时要注意两个规则，不能以数字开头，不能是关键字

什么是关键字呢？关键字就是 java 中有特殊意义的单词，例如见过的有 class，var，new 等等，如果用 idea 中可以通过特殊颜色强调哪些单词是关键字，可以看到这些蓝色的单词都属于关键字

至java 17 为止，共有 67 个关键字，参看这两份表格，这些关键字，都会在今后的课程中陆续学到
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

二. 类型、变量、运算符

1. 字符与字符串

字符值与字符串值

像这样用双引号引起来的值，在 Java 里称为字符串，字符串顾名思义，由多个字符组成，单个字符用单引号表示，例如

jshell> 'a'
$4 ==> 'a'

jshell> "abc"
$5 ==> "abc"
  • 单引号里必须由一个字符
  • 双引号里可以有零个、一个、多个字符

转义字符

比如我需要输出一个单引号字符值，''' 这样写行不行？本意是想表示中间的单引号，但遗憾的是java把前两个单引号当成了一对，把它当作了那个空字符了

怎么办呢

为了把真正的单引号跟语法的单引号区分开，需要给它加一个反斜杠标记，告诉java，我想表示真正的单引号，而不是语法中的单引号。试一下。

jshell> System.out.println("\'")
'

这种结合了反斜杠的具有特殊含义的字符，称之为转义字符（Escape Character）

常见的有七个：\' \" \\ \n \t \b \r 刚才已经讲过单引号转义了

继续来看几个例子

jshell> System.out.println("\"") // 双引号转义
"

jshell> System.out.println("\\") // 反斜杠本身转义
\

jshell> System.out.println("1\n2") // 换行
1
2

jshell> System.out.println("123\t4") // 缩进
123     4

jshell> System.out.println("123\b4") // 退格
124

jshell> System.out.println("123\r4") // 回车，退格是光标退一格，回车是退到头
423

文本块

最后再再来看看文本块，如果有一段文字内，其中需要有很多的转义字符，那么可读性会变得很差，例如

jshell> System.out.println("床前\"明月\"光，\n疑是地上霜。")

因此在 java 14 这个版本引入了文本块来进行改善。

jshell> System.out.println("""
                           床前"明月"光，
                           疑是地上霜。""")

文本块本质上还是属于字符串值，由一对 三个双引号作为起始和结束标记，中间如果想表示双引号、换行这两个特殊字符，无需再转义表示

  • 一个注意事项是 “”" 后需要换个行，不要紧接着写字符。

2. 类型

何为类型

现在让用户输入两个数，求得相加结果

jshell> scanner.nextLine()
1
$22 ==> "1"

jshell> scanner.nextLine()
2
$23 ==> "2"

jshell> $22 + $23
$24 ==> "12"

显然，这并不是我们想要的结果，它是输入的值当作了字符串，+ 号执行的是字符串连接操作，解决办法如下

jshell> scanner.nextInt()
1
$25 ==> 1

jshell> scanner.nextInt()
2
$26 ==> 2

jshell> $25 + $26
$27 ==> 3

nextLine() 和 nextInt() 返回的类型是不同的

  • 前者返回的是字符串，类型为 String，+ 表示两个字符串连接
  • 后者返回的是整数，类型为 int，+ 表示两个整数相加

数字类型

类型名说明数字范围类型后缀
byte整数类型，用1个字节表示 [ ? 2 7 , 2 7 ) [-2^7,2^7) [?27,27) 即 [ ? 128 , 128 ) [-128,128) [?128,128)
short整数类型，用2个字节表示 [ ? 2 15 , 2 15 ) [-2^{15},2^{15}) [?215,215)
int整数类型，用4个字节表示 [ ? 2 31 , 2 31 ) [-2^{31},2^{31}) [?231,231)
long整数类型，用8个字节表示 [ ? 2 63 , 2 63 ) [-2^{63},2^{63}) [?263,263)L
float浮点小数，用4个字节表示 [ ? 1.9999999 ? 2 127 , 1.9999999 ? 2 127 ] [-1.9999999 * 2^{127},1.9999999 * 2^{127}] [?1.9999999?2127,1.9999999?2127]F
double浮点小数，用8个字节表示 [ ? 1.9999999 ? 2 1023 , 1.9999999 ? 2 1023 ] [-1.9999999 * 2^{1023},1.9999999 * 2^{1023}] [?1.9999999?21023,1.9999999?21023]D

  • [] 包含等于，() 不包含等于

  • 类型后缀

    • 不区分大小写，但建议用大写，因为小写的 L 与 1 容易混淆
    • 尾符号 D 可以省略

  • float 和 double 精度不同，即小数点后的位数

    • float 的精度二进制是 23，换算成十进制是 6~7
    • double 的精度二进制是 52，换算成十进制是 15~16

字符类型

类型名说明范围
char字符类型，配合单引号 [ 0 , 2 16 ) [0,2^{16}) [0,216) 即 [ 0 , 65536 ) [0, 65536) [0,65536)
String字符串类型，配合双引号或文本块-

3. 变量与运算符

变量

变量的定义格式为

类型 变量名 = 值;
  • 从语法可以看到，变量由类型和名称组成，类型决定了变量能存储的数据大小与数据格式，名字用来代表后面的值
  • 这个语法其实咱们前面见过类似的，var scanner = new Scanner(System.in)，这里 var 是类型，因为之前我们还没有学习具体有哪些类型，因此使用了 var 来代表某种类型，scanner是变量名，后面这一串就是值，也是 Scanner 对象

= 称之为赋值运算符，可以用来更新变量代表的值。

例如：

int a = 10

这行代码的意思是，定义了整型变量a，更新它的初始值为10

再来一句：

a = 20

这时候为啥不用写前面的类型了呢，因为变量定义只需一次，定义好之后变量就可以反复使用了，这行代码的意思是，将 a 所代表的值更新为 20

变量可以用来保存运算的结果，它自身也能参与运算

运算符

int a = 5 + 3

结果为 8

int a = 5 - 3

结果为 2

int a = 5 * 3

结果为 15

int a = 5 / 3

结果为 1，整数除法有两个注意点

  • 整数除法，只会保留商，而小数部分会被舍弃，并不考虑四舍五入
  • 除0是不合法的，会出错
int a = 5 % 3

结果为 2

小数加减乘除与整数类似，只是小数除法可以保留小数点后的数字，而且可以除零，例如

jshell> 5.0 / 3.0
$40 ==> 1.6666666666666667

jshell> 5.0 / 0.0
$41 ==> Infinity

增强赋值运算符

int a = 20; 
a = a + 10;

意思是，获取 a 的原有值 20，执行加 10 运算，将新的结果重新赋值给 a，a 代表的值被更新成了 30。可以用 += 增强赋值运算符达到类似的效果

a += 10;

先不要看 = 号，获取 a 的原有值 30，执行加 10 运算，运算的结果 40 赋值给 a

a -= 10;

先拿 a 的原有值 40 与后面的 10 做减法，再将结果 30 赋值给 a

自增自减运算符

两个特殊运算符 ++ 与 –

++ 是让变量自增1，-- 是让变量自减1，举个例子

int a = 10;
a++;

结果为 11，++ 和 – 既可以写在变量之前，也可以写在变量之后，这两种写法的区别，我们到高级篇再讲，目前暂不用去了解

4. 练习 - 房贷计算器

【等额本息还款】法计算房贷

术语

  • 等额本息是指一种贷款的还款方式，是在还款期内，每月偿还同等数额的贷款（包括本金和利息）

  • 每月偿还的贷款可以通过下述公式计算

    p ? r ? ( 1 + r ) m / ( ( 1 + r ) m ? 1 ) p * r * (1 + r)^m / ((1 + r)^m - 1) p?r?(1+r)m/((1+r)m?1)

    • p 为贷款本金 principal
    • r 为月利率 monthlyInterestRate
    • m 为还款月数 months

公式中这些都是什么意思呢

例如：贷款 200 万元 ，对应公式中的 p，200 万就是贷款本金，年利率 6%，月利率 mr 就是 6% / 12 = 0.5%，假设 10 年还清，这时还款月数就是 360 个月。套入公式计算即可得到每月还多少钱

要完成这个计算，有一点没学过的是求这里的 1+ mr 的 m 次方，计算它需要用一个求幂方法，这个方法是 jdk 核心类库中 Math 这个类提供的，Math的字面意思是数学，Math 类中提供了很多与数学计算相关的方法，如果你以后有这方面需求，就找它。

Math.pow()

pow 是 static 方法，语法为 类名.方法名(参数值)，它需要两个参数，参数1是底数，参数2是指数

jshell> Math.pow(2.0, 1)
$42 ==> 2.0

jshell> Math.pow(2.0, 2)
$43 ==> 4.0

jshell> Math.pow(2.0, 3)
$44 ==> 8.0

解答

打开 idea，编写 Calculator 类

public class Calculator {
    
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入贷款本金 p");
        double p = scanner.nextDouble();
        
        System.out.println("请输入年利率 r%");
        double yr = scanner.nextDouble();
        double mr = yr / 100.0 / 12.0;
        
        System.out.println("请输入贷款月数 m");
        int m = scanner.nextInt();
        
        System.out.println(p * mr * Math.pow((1 + mr), m) / (Math.pow((1 + mr), m) - 1));
    }
}

数字格式化

对结果的数字进行格式化，让它以货币的格式来显示

需要借助核心类库中一个 NumberFormat 对象，字面意思是数字格式化，使用它的 getCurrencyInstance 方法来获取一个货币格式化对象，再使用它的 format 方法把 double 小数格式化为货币格式，格式化时也会保留两位小数

例子

System.out.println(NumberFormat.getCurrencyInstance(Locale.CHINA).format(1000000.00));   System.out.println(NumberFormat.getCurrencyInstance(Locale.US).format(1000000.00));
System.out.println(NumberFormat.getCurrencyInstance(Locale.GERMANY).format(1000000.00));
System.out.println(NumberFormat.getCurrencyInstance(Locale.KOREA).format(1000000.00));

输出

￥1,000,000.00
$1,000,000.00
1.000.000,00 €
?1,000,000

如果 Locale 省略不写，默认为中国

房贷计算器可以改写为

double payment = p * mr * Math.pow((1 + mr), m) / (Math.pow((1 + mr), m) - 1);       System.out.println(NumberFormat.getCurrencyInstance().format(payment));

查阅 Javadoc

练习做完了，大家学到了什么呢？

有同学说，学会怎么算每月还款了，是吗？并不是，通过这个例子，要认识到 java 核心类库能帮我们解决很多问题，比如说求幂运算，比如说数字格式化，包括之前学过的 Scanner 都是核心类库提供的功能，这就提醒我们，要解决某个编程问题之前，要先想一想核心类库有没有这方面的功能，如果有拿来用就行了，不必自己重新实现某项功能的代码，我们是站在巨人的肩膀上进行编程的。

当然，同学们并不是一开始就知道核心类库都提供了哪些功能，因此，这就需要我们不断去熟悉核心类库，熟悉它都有哪些类，哪些方法，比较重要的功能都在后续的课程中都会陆续介绍到，当然呢，同学们也不能总等着老师来喂知识，也可以自己查阅 javadoc 来扩展自己的知识面

javadoc 就是 java documentation 的缩写，我们下载的 jdk 中已经自带了，无需额外再下载。那怎么查阅 javadoc 呢，如果大家用的是 idea，那么可以通过一些快捷键来查阅java文档

  • 比如想看看类的文档，这时先按 Ctrl + N 查找类，假设我想看 Math 类的文档，输入要查阅的类名 Math，回车，可以跳转到这个类

    在这里插入图片描述

  • 接下来我想看看方法的文档怎么办呢，按一下 ctrl + f12，列出当前类的所有方法，绿色表示可以使用方法，橙色带锁的，表示是该类一种特殊的私有方法，不能直接使用。找感兴趣的方法时，如果你懂一些英文单词，那么会有一定优势，例如你想找一个平方根方法，它对应的英文是 sqrt，这时敲入这几个字母，就会定位到方法，同样可以用翻译查看该方法的功能

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

  • 可以查到它的作用：返回一个数的平方根，这是方法名，查看后面括号内可以得知，需要一个参数，代表要求平方根的那个数字，是一个double 小数，方法名称前还有个 double 表示它的结果类型也是一个 double 小数

  • Math 中的方法大部分都是 static 方法，也就是配合类名使用的方法，之前也说过，用法为 类名.方法名(参数)

在平时写代码时，如果忘记了某个方法的作用，可以光标定位到该方法，按 Ctrl + Q 进行查阅，效果是类似的

三. 条件语句

编程时有一种重要的语句叫做条件语句，之前我们学过的都属于顺序语句，也就是从上至下，依次要执行每一行代码。

但是有的情况下，我们并不希望所有代码都执行，而是希望满足条件的代码才执行

例如：要对用户输入数据的合法性进行检查：

  • 贷款本金必须大于0
  • 贷款月数范围在 1 ~ 360 之间
  • 年利率范围在 1% ~ 36% 之间

如果你输入的值连这些条件都不满足，有必要去计算每月还款金额吗？

这种情况下，就要用到条件语句了，它的语法格式为

if(条件) {
    // 条件为 true 执行这里
} else {
    // 条件为 false 执行这里
}

什么意思呢，if 本意是如果，如果条件成立，执行代码1，else 本意是否则，即条件不成立，执行代码2，其中 else { } 语句块不是必须的，可以省略

那么条件这部分怎么写呢？对于数字类型可以借助比较运算符的运算结果来充当条件，参考下面的表格，这种表格列出了所有比较运算符

比较运算符含义
a == b判断 a 与 b 是否相等
a > b判断 a 是否 > b
a >= b判断 a 是否 >= b
a < b判断 a 是否 < b
a <= b判断 a 是否 <= b
a != b判断 a 与 b 是否不相等

1. boolean 类型

判断的结果是布尔类型，可以充当条件，它的取值非真即假，真用 true 表示，假用 false 表示

2. 单条件

jshell> int a = 1000;
a ==> 1000

jshell> if(a > 0){
   ...>     System.out.println("ok");
   ...> } else {
   ...>     System.out.println("必须>0");
   ...> }
ok

jshell> a = -1000;
a ==> -1000

jshell> if(a > 0){
   ...>     System.out.println("ok");
   ...> } else {
   ...>     System.out.println("必须>0");
   ...> }
必须>0

房贷计算器改写如下

public static void main(String[] args) {

    Scanner scanner = new Scanner(System.in);
    System.out.println("请输入贷款本金 p");
    double p = scanner.nextDouble();
    if(p > 0) {
        System.out.println("请输入年利率 r%");
        double yr = scanner.nextDouble();
        double mr = yr / 100.0 / 12.0;

        System.out.println("请输入贷款月数 m");
        int m = scanner.nextInt();

        double payment = p * mr * Math.pow((1 + mr), m) / (Math.pow((1 + mr), m) - 1);
        System.out.println(NumberFormat.getCurrencyInstance().format(payment));
    } else {
        System.out.println("贷款金额必须大于0");
    }

}

3. 多条件

刚才我们在判断贷款本金的时候，只需要有一个大于 0 的条件就可以了，但是接下来我们要去检查年利率的时候，他是在一个范围之间，这就必须有两个条件，一个条件呢是要让年利率大于等于 1%，第二个条件呢，是让上年利率必须小于等于 36%，而且呢这两个条件你必须同时成立

多个条件可以用逻辑运算符连接

逻辑运算符含义
条件1 && 条件2&& 意思是并且，两个条件必须同时成立，结果为 true
条件1 || 条件2|| 意思是或者，两个条件有一个成立，结果为 true
! 条件! 意思是取反

举例

jshell> int b = 120;
b ==> 120

jshell> if(b >= 1 && b <= 360) {
   ...>     System.out.println("ok");
   ...> } else {
   ...>     System.out.println("必须在1~360之间");
   ...> }
ok

jshell> b = 0
b ==> 0

jshell> if(b >= 1 && b <= 360) {
   ...>     System.out.println("ok");
   ...> } else {
   ...>     System.out.println("必须在1~360之间");
   ...> }
必须在1~360之间

jshell> b = 361
b ==> 361

jshell> if(b >= 1 && b <= 360) {
   ...>     System.out.println("ok");
   ...> } else {
   ...>     System.out.println("必须在1~360之间");
   ...> }
必须在1~360之间

房贷计算器改写如下

public static void main(String[] args) {

    Scanner scanner = new Scanner(System.in);
    System.out.println("请输入贷款本金 p");
    double p = scanner.nextDouble();
    if(p > 0.0) {
        System.out.println("请输入年利率 r%");
        double yr = scanner.nextDouble();
        if (yr >= 1.0 && yr <= 36.0) {
            double mr = yr / 100.0 / 12.0;
            System.out.println("请输入贷款月数 m");
            int m = scanner.nextInt();
            if (m >= 1 && m <= 360) {
                double payment = 
                    p * mr * Math.pow((1 + mr), m) / (Math.pow((1 + mr), m) - 1);
                System.out.println(NumberFormat.getCurrencyInstance()
                                   .format(payment));
            } else {
                System.out.println("贷款月数范围在 1 ~ 360 之间");
            }
        } else {
            System.out.println("年利率范围在 1% ~ 36% 之间");
        }
    } else {
        System.out.println("贷款金额必须大于0");
    }
}

4. 相反条件

我们这段代码，逻辑上没错，但你会发现不容易阅读

多层 if 嵌套导致代码的可读性变得很差，一旦大家写代码时出现了两层以上的 if 语句，就要小心了。如何改进呢？

这里给同学们介绍一种方法：可以去除 else 提高代码可读性

比如，现在有两个分支，c 是一个条件，要么走分支1，要么走分支2，用下面的 if else 可以表示

if(c) {
    // 分支1
} else {
    // 分支2
}

等价于

if(!c) {
    // 分支2
} else {
    // 分支1
}

能不能不写 else 呢？假设进入了分支2，分支2的代码执行后，程序还会继续向下执行，导致分支1也被执行

if(!c) {
    // 分支2
}
// 分支1

可以改写为下面的形式，这样就避免了 else 出现

if(!c) {
    // 分支2
    return; 
}
// 分支1

总结一下，以上代码的等价转换，有一句口诀：条件取反，if else 倒置，return 一加， else 可去

变换有一定的规律：

原条件相反条件1相反条件2
p > 0.0!(p > 0.0)p <= 0.0
yr >= 1.0 && yr <= 36.0!(yr >= 1.0 && yr <= 36.0)yr < 1.0 || yr > 36.0
m < 1 || m > 360!(m < 1 || m > 360)m >= 1 && m <= 360

  • 用逻辑与连接的两个条件，可以两个条件分别取反，然后&&变||

    • 年利率>=1.0 并且<=36.0 的相反条件是：年利率<1.0 或者 年利率>36.0

  • 用逻辑或连接的两个条件，可以两个条件分别取反，然后||变&&

这种逻辑变换规律称之为反演规则，公式记不住没关系，简单的反演我们自己就能想出来，复杂的变换才用公式保证正确性

房贷计算器改写如下

public static void main(String[] args) {

    Scanner scanner = new Scanner(System.in);
    System.out.println("请输入贷款本金 p");
    double p = scanner.nextDouble();
    if (p <= 0.0) {
        System.out.println("贷款金额必须大于0");
        return;
    }
    System.out.println("请输入年利率 r%");
    double yr = scanner.nextDouble();
    if (yr < 1.0 || yr > 36.0) {
        System.out.println("年利率范围在 1% ~ 36% 之间");
        return;
    }
    double mr = yr / 100.0 / 12.0;
    System.out.println("请输入贷款月数 m");
    int m = scanner.nextInt();
    if (m < 1 || m > 360) {
        System.out.println("贷款月数范围在 1 ~ 360 之间");
        return;
    }
    double payment = p * mr * Math.pow((1 + mr), m) / (Math.pow((1 + mr), m) - 1);
    System.out.println(NumberFormat.getCurrencyInstance().format(payment));

}

四. 循环语句

1. 循环语句语法

for(初始化变量; 终止条件; 更新变量) {
    // 循环体代码
}
  1. 初始化部分仅执行一次
  2. 执行终止条件，如果为 true 继续循环，如果为 false 退出循环
  3. 执行循环体代码
  4. 执行迭代部分，从 2 开始执行

例如

for(int i = 0; i < 3; i++) {
    System.out.println(i);
}

执行流程如下

  1. 声明一个变量 i，初始值为 0，用来控制循环次数
  2. 判断 i < 3，此时 i 取值是 0，条件为 true，继续循环
  3. System.out.println(0)
  4. i++，自增为 1
  5. 判断 i < 3，此时 i 取值是 1，条件为 true，继续循环
  6. System.out.println(1)
  7. i++，自增为 2
  8. 判断 i < 3，此时 i 取值是 2，条件为 true，继续循环
  9. System.out.println(2)
  10. i++，自增为 3
  11. 判断 i < 3，此时 i 取值是 3，条件为 false，退出循环

2. 变量的作用范围

上例中 i 的作用范围，仅在循环语句的 {} 内有效，现在要求求 1~100 的整数和，则需要把 sum 这个变量定义在 {} 外层

int sum = 0;
for (int i = 1; i <= 100; i++) {
    sum += i;
}
System.out.println(sum);

这里能否这样写

for (int i = 1; i <= 100; i++) {
    int sum = 0;
    sum += i;
}
System.out.println(sum);

不行，变量有它们各自的作用范围，从变量的定义开始，找到包围它的，右 } 括号为止。

  • 在它上面用它
  • 在右括号外用它

3. 练习 - 贷款计算详情

现在需要计算每月偿还的利息、偿还的本金、剩余的本金

例如，借款 1000 元，利息 100%，两月还清，根据公式计算出来每月还款 1333.33

月份本月还款偿还本金偿还利息剩余本金
11333.33333.331000.00666.67
21333.33666.67666.670
总额2666.671000.001666.67

可以看到

  • 偿还利息 = 剩余本金 ? 月利率 偿还利息 = 剩余本金 * 月利率 偿还利息=剩余本金?月利率
  • 偿还本金 = 每月还款 ? 偿还利息 偿还本金 = 每月还款 - 偿还利息 偿还本金=每月还款?偿还利息

房贷计算器改写如下

public static void main(String[] args) {

    Scanner scanner = new Scanner(System.in);
    System.out.println("请输入贷款本金 p");
    double p = scanner.nextDouble();
    if (p <= 0.0) {
        System.out.println("贷款金额必须大于0");
        return;
    }
    System.out.println("请输入年利率 r%");
    double yr = scanner.nextDouble();
    if (yr < 1.0 || yr > 36.0) {
        System.out.println("年利率范围在 1% ~ 36% 之间");
        return;
    }
    double mr = yr / 100.0 / 12.0;
    System.out.println("请输入贷款月数 m");
    int m = scanner.nextInt();
    if (m < 1 || m > 360) {
        System.out.println("贷款月数范围在 1 ~ 360 之间");
        return;
    }
    double payment = p * mr * Math.pow((1 + mr), m) / (Math.pow((1 + mr), m) - 1);
    System.out.println(NumberFormat.getCurrencyInstance().format(payment));

    double totalInterest = 0.0;                 // 总利息
    for (int i = 1; i <= m; i++) {
        double interest = p * mr;               // 每月偿还利息
        double principal = payment - interest;  // 每月偿还本金
        p -= principal;                         // 剩余本金
        totalInterest += interest;
        System.out.print(i);
        System.out.print("\t本月还款:" + 
                         NumberFormat.getCurrencyInstance().format(payment));
        System.out.print("\t偿还本金:" + 
                         NumberFormat.getCurrencyInstance().format(principal));
        System.out.print("\t偿还利息:" + 
                         NumberFormat.getCurrencyInstance().format(interest));
        System.out.println("\t剩余本金:" + NumberFormat.getCurrencyInstance().format(p));
    }
    System.out.print("总还款额:" + 
                     NumberFormat.getCurrencyInstance().format(payment * m));
    System.out.println("\t总利息:" + 
                       NumberFormat.getCurrencyInstance().format(totalInterest));
}

五. 方法

将来代码多了，全部写在 main 方法里，会显得非常凌乱，难于阅读。这节课的目标是使用方法来改写前面的代码。

1. 定义方法

先来了解一下定义方法的语法

[访问修饰符] [static] 返回结果类型 方法名([参数类型1 参数名1, 参数类型2 参数名2, ...]) {
    // 方法体
    return 返回结果
}
  • 其中用 [] 的（[] 不是语法的一部分）是可选部分
  • 访问修饰符先省略不写，后面再讲
  • static 这里先写上，这个前面提过，用 static 修饰的方法不属于对象
  • 方法执行完毕后可能会有返回结果
    • 如果没有返回结果，返回值类型填写 void
    • 如果有返回结果，填写实际的类型，例如
      • 返回整数，填写 int
      • 返回小数，填写 double
  • 方法名随便起，但应当做到望文生义
  • 参数是方法执行时需要传入的数据，可以有零到多个，格式为【参数类型 参数名】，多个参数之间用逗号分隔
  • {} 内写方法的具体代码
  • 最后 return 用来结束方法的运行，如果方法有返回结果，也需要配合 return 把结果传递给调用者

例如，想计算一下两个整数的和

class Test {
    static int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }
}

2. 调用方法

回忆一下 Math.pow(2.0, 2) 就是一个由 java 提供好的 static 方法，它怎么用呢，Math 是类名，pow 是方法名，括号内是参数，对于我们自己写的 static 方法，用法是类似的：

类名.方法名([参数值1, 参数值2, ...])

即

Test.add(100,200);

怎么拿到返回结果呢？

int c = Test.add(100,200);

如果是调用本类 static 方法，可以省略前面的类名

3. 方法的意义

学完了方法的定义、调用流程，再来看看方法的意义

方法的一个意义在于隐藏实现细节：

例如，对于前面例子中的【等额本息】方式计算房贷，如果没有方法，那就要求编程者必须非常清楚计算公式

double payment = p * mr * Math.pow((1 + mr), m) / (Math.pow((1 + mr), m) - 1);

假设有一位资深程序员（例如你）提供了计算房贷方法，那么编程者就只需要知道：

计算等额本金还款，需要一个名字叫calculate的方法

它需要三个参数，… ，至于具体的计算过程，被隐藏在了方法内部

double payment = calculate(p, mr, m);
  • p 贷款本金
  • mr 月利率
  • m 贷款月数

对于使用它的小白程序员来讲，无需了解它的实现细节，直接拿来用就可以了。小白程序员是站在你的肩膀上编程

方法的另一个意义在于减少重复代码、提高代码的可维护性：

对比以下代码，第一段是没用方法，如果有一处写错了，所有重复的地方都得修改

double p1 = p * mr * Math.pow((1 + mr), m) / (Math.pow((1 + mr), m) - 1);
double p2 = p * mr * Math.pow((1 + mr), m) / (Math.pow((1 + mr), m) - 1);
double p3 = p * mr * Math.pow((1 + mr), m) / (Math.pow((1 + mr), m) - 1);

用了方法，万一写错，只需要一个地方的代码需要修改

static double calculate(double p, double mr, int m) {
    return p * mr * Math.pow((1 + mr), m) / (Math.pow((1 + mr), m) - 1);
}

4. 练习 - 贷款计算 - 方法改写

public class Calculator3 {
    public static void main(String[] args) {
        double p = inputAndCheckP();
        double mr = inputAndCheckMr();
        int m = inputAndCheckM();
        double payment = Calculator3.calculate(p, mr, m);
        printDetails(p, mr, m, payment);
    }

    static double inputAndCheckP() {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入本金");
        double p = scanner.nextDouble();
        if(p <= 0) {
//            System.out.println("贷款金额必须 > 0");
            // throw new 异常类型("提示信息")
            throw new IllegalArgumentException("贷款金额必须 > 0");
        }
        return p;
    }

    static double inputAndCheckMr() {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入年利率");
        double yr = scanner.nextDouble();
        if(yr < 1.0 || yr > 36.0) {
            throw new IllegalArgumentException("年利率必须是 1 ~ 36");
        }
        return yr / 12.0 / 100;
    }

    static int inputAndCheckM() {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入还款月数");
        int m = scanner.nextInt();
        if(m < 1 || m > 360) {
            throw new IllegalArgumentException("贷款月数必须是 1 ~ 360");
        }
        return m;
    }

    static void printDetails(double p, double mr, int m, double payment) {
        for (int i = 0; i < m; i++) {
            double payInterest = p * mr;                    // 偿还利息
            double payPrincipal = payment - payInterest;    // 偿还本金
            p -= payPrincipal;                              // 剩余本金
            System.out.print ("月份:" + (i + 1));
            System.out.print("\t本月还款:" + NumberFormat.getCurrencyInstance().format(payment));
            System.out.print("\t偿还本金:" + NumberFormat.getCurrencyInstance().format(payPrincipal));
            System.out.print("\t偿还利息:" + NumberFormat.getCurrencyInstance().format(payInterest));
            System.out.println("\t剩余本金:" + NumberFormat.getCurrencyInstance().format(p));
        }
        System.out.println("总还款额:" + NumberFormat.getCurrencyInstance().format(payment * m));
    }


    /**
     * 以等额本息方式计算每月还款金额
     * @param p 本金
     * @param mr 月利率
     * @param m 还款月数
     * @return 每月还款金额
     */
    static double calculate(double p, double mr, int m) {
        double pow = Math.pow(1 + mr, m);
        return p * mr * pow / (pow - 1);
    }
}

说明1

大家抽取方法时有一个原则，就是把一组完整功能，所对应的多行代码抽取为一个方法，这里我们把计算还款总额和计算还款详情，分别抽取了两个方法

  • calculate
  • printDetails

抽取时，要点如下

  • 方法名要见文知义
  • 返回值不着急写，看看方法的外部需不需要用到这个方法内的变量
    • 需要，返回值定义为结果类型
    • 不需要，返回值定义为 void
  • 参数也不着急写，看方法内缺哪些变量定义，以它们为方法参数

说明2

对于 calculate 这种比较重要的方法定义，最好给它加一个文档，你得告诉将来这个方法的使用者，怎么用这个方法，每个参数是什么意思。

先写斜杠两个星号的开始，不用着急写它的结束，直接一回车。idea 就会自动生成一段 javadoc 文档，你可以在这里介绍方法的作用

  • 在 @param 这里对每个参数进行说明
  • 在 @return 这里对返回值进行说明。

说明3

如果在某些验证不通过，想让剩余代码不要运行，可以利用 throw 语法

  • return 这种语法叫正常返回，也就是当方法调用后，代码还会继续运行
  • 还有就是这种throw 语法，它称为异常返回，如果没有额外处理，代码从方法调用后就中断运行

六. package 与 jar

1. package

随着我们写的类越来越多，把他们都放在一块儿来管理，感觉比较的不规范，因此，我们要引入一个新的package语法，对源文件进行一个更好的管理。

其实这个package说白了就是Java中一种目录结构

|- 包1
    |- 从属于包1 的类
|- 包2
    |- 从属于包2 的类

语法：

package 包名; // 告诉下面的类从属于此包

class 类 {
    
}

包的命名一般都是域名的倒置，如

  • baidu.com 域名的倒置就是 com.baidu
  • bilibilicom 域名的倒置就是 com.bilibili

2. import

与 package 关系非常密切的一个语法：import，如果你的类想使用另外一个类，而两个类不同包，这时就必须用 import，把另一个类导入进来才能使用

package com.itheima.a;

import java.util.Scanner;

class Calulator {
    public static void main(String[] args) {
        // 要用到 Scanner, 这时就用用到上面的 import 语句
    }
}
  • 有一种特殊情况不需要 import 导入，即 java.lang 包下的类使用时，都不需要 import

3. jar

代码写完了，我们最终要发布成品吧，那是把源文件直接给使用者吗？显然不是吧。最终交给 jvm 运行的是 class 类文件，我们会把这多个 class 类文件打成一个压缩包，交付给用户。

用 idea 可以方便地打包

步骤1：创建工件（artifact）

在这里插入图片描述

步骤2：构建工件
在这里插入图片描述

步骤3：运行 jar 包，需要客户电脑上安装好 jdk

java -jar jar包文件名
文章来源:https://blog.csdn.net/m0_65152767/article/details/135537961
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