Java学习笔记之与C语言的对比

Java学习笔记之与C语言的对比

笔者这学期在软件构造课程上首次接触Java, 需要自学。由于大一的时候学习过c语言，并且有人称java为c++ --，其语法和c语言比较类似，因此我打算对比着c语言进行学习，并在此记录学习笔记，便于随时复习，也希望能给和我情况类似的同学有一点小小帮助。初学者，如有错误，敬请指正。

目录

• 总体差异
• 细节差异
• • 数据类型
  • • 整数型
    • 字符型
    • 布尔型
    • 数组
    • 字符串（String）
  • 预处理语句
  • 流程控制语句
  • • switch语句
    • for语句
    • break，continue语句

总体差异

刚刚我们提到了 java被一些人称作C++ --，为什么这么说呢？下面我们讨论一下C， C++和java的三种语言区别。
    从编程思想来说，c是面向过程语言的典型代表，java是面向对象语言典型代表，而c++则是二者混合型的语言。
怎么理解“面向过程”和“面向对象”两种思想呢，我在网上看到一个例子，或许并不恰当，但对于初学者来说是很好理解的。

需求：把大象放进冰箱里。
面向过程：1.打开冰箱门 2.放进大象 3.关上冰箱门
面向对象：1.冰箱{容量，开门，关门} 2.大象{体积，移动}

面向过程编程时，需要编写的是打开冰箱门，放进大象，关上冰箱门三个函数，然后在main函数中依次调用三个函数以实现需求。
面向对象编程时，需要定义冰箱和大象两个类，并定义两个类对应的成员（冰箱的容量，大象的体积），对应的方法（开门，关门，移动）。 然后在main函数中，实例化冰箱，大象两个对象，再调用对应方法实现需求。

C一切采用函数的形式完成，然后在主函数main中依次调用。

C++是在C语言的基础上扩展而生的一门新语言，所以一般兼容C语言库。C++集成了类的概念，可以将所有的东西封装在类中，类中的私有成员不可被别人访问，这样就有效地解决了代码互干扰性，提高了团队工作效率。

java是汲取C++的长处而诞生的，这个语言采用完全面向对象的概念，将所有的功能封装在类中，而不像C++部分封装。同时它也删去了C++中一些难于理解和应用，以及比较危险容易出现bug的内容，如结构，联合，全局变量，指针变量，直接操作内存，多重继承等。因此java具有简洁安全，易于学习，可移植性高等特点，目前非常流行。

细节差异

除了上面提到的大体差异外，java语法中还有一些跟C语言有出入的地方，在这里做一点补充。

数据类型

Java和C语言数据类型相比，基本数据类型除了c语言有的整型，浮点型，字符型，还增加了布尔型（boolean，又称逻辑型）。Java不包含结构、联合和指针，但其独特的引用数据类型有着类似指针的用法。其引用数据类型有数组、类（Class）和接口（Interface）。基本数据类型是存在栈中的，而引用数据类型类似一个指向堆中一块区域的指针（指针本身也存在栈中）。

整数型

1. 不同于C语言中有无符号整型unsigned int，Java中整型数全是有符号数。但我们知道有符号数和无符号数的位级编码是一致的，因此在特殊情况下我们也可以使用整型数来处理无符号问题。为了便于处理，java增加了无符号右移运算符>>>，用法与有符号右移>>类似。
2. 整型数中还多了一个类型byte，表示一字节大小的整型变量，范围是-128～127。byte和char在Java中有如下差别：
   1） 在java中char不是1个字节而是2个字节大小（见下一知识点）；
   2） byte是有符号的整型，而char无法识别负数。如char c = -3 在Java中会报错。
3. 除了十、八、十六进制写法，Java7以上还支持二进制写法如0b00000001。

字符型

1. C语言中字符型采用ASCII编码，占一个字节，而Java中的字符型采用Unicode编码，占两个字符，因此可以表示汉字及其他非英文字符。
2. 除了同c语言可用8进制ascii码表示一个字符如’101’，还可以用16进制Unicode表示一个字符，如’u0100’

布尔型

    Java增添了布尔型变量，它只有一位两个值，写作true或false。用于流程控制语句（如if语句，while语句）的逻辑判断，取代了C语言中其他类型变量（0为假，非0为真）的法则。这样避免了程序员失误写出while(flag=1)这样的永真循环。
    需要注意的是，位运算（&，|）和逻辑运算（&&，||）均可用于布尔变量，且其运算结果常常相同。但有一点不同的是，后者存在短路现象，而前者没有。

数组

Java中虽然也有数组，但和C语言中的数组有很大的不同：

1. Java中的数组是引用数据类型，数组中的元素是储存在堆中而不是栈中，更类似于C中的动态数组。因此在声明变量时不能写下具体的大小如 int a[5]; 此外，也不能用指针相关操作如*(a+1)来取元素。
2. 定义：除了c语言定义方法 int a[],b[];
   还可以这样定义 int[] a,b;注意后者只需在变量名后写一对方括号，其后所有变量均为数组。
3. 初始化：方法有两种：

a = new int[n];//n可以是变量，数组元素初始化为0或null
a = new int[]{1,2,3};//大小为3，初始化为对应元素

4. 可用a.lenth获取数组长度
5. 多维数组的声明也类似C语言的动态数组，必须声明第一维大小，第二维可以每个元素不同。

int a[][] = new int[3][2];
//int b[][] = new int[][3]; Error
int c[][] = new int[3][];
c[0] = new int[4];
c[1] = new int[2];
c[2] = new int[]{1,3};

字符串（String）

字符串虽然不是和整型，数组同级的数据类型，而是一个类，但由于我们经常用到它，我就在这里讲一下它的特殊之处：

1. 字符串是不可变类型的变量。
2. 不能用“==”来判断字符串是否相同，而应该用s1.equals(s2)，之后会讲到原因。
3. 可用运算符 + 连接两个字符串，甚至可以连接其他类型，其他类型将会自动转换成字符串。如“your ID is ”+666，得到”your ID is 666“，注意这是一个新的字符串，原字符串并不会被修改。

预处理语句

1. java不支持宏定义
2. java是用import语句而非include引用第三方库
   格式：import 包名.类名
   例子：import java.util.Scanner
3. btw：如果文件不在根目录下，还需要在文件最前面写上package语句，例如：package src.p1.Class1

流程控制语句

switch语句

Java中也支持switch语句。不同点在于，switch语句中的变量不仅可以是整数、字符，Java6之后还支持字符串。
例：

switch(s){case "hello":...case "java":...default:...
}

for语句

除了沿用C语言中的循环语句外，Java（5之后）还支持一种foreach循环，又称增强型for循环，可遍历一个可迭代对象的每个元素。格式如下：

for(Type element ：iterable){ ... }

例子：

for(int i : set){ ... }

其等价于下面代码：

for(Iterator it = set.iterator(); it.hasNext();){int i = it.next() ... 
}

这种方法类似Python中的for语句,即:

for i in set:...

在此类循环中，有两点需注意：

1. 元素element是被遍历元素的一个拷贝，不能通过直接修改element达到修改被遍历对象的目的。
2. 在foreach遍历途中，不能删除元素，否则会引发异常。

（关于迭代方法，我会在之后总结。）

break，continue语句

我们知道C语言中break语句是跳出内层循环（或switch），continue是跳过内层循环剩余部分。如果想跳出外层循环该怎么办呢？

1. 定义flag变量，每次循环结束后判断，当其改变时跳出循环。
2. 使用goto语句

但由于goto语句会使程序流程不直观，导致可读性很差，所以一直不被推荐使用，而flag也要多定义一个变量比较麻烦。在java中，增加了break+标号的用法。即：在循环体前面增加相应标号，然后使用break+对应标号跳出对应循环。用法如下：

int i=0;
loop: while(true){switch(i){case 0:i++;break;case 1:break loop;}
}

continue语句同理。