我自己的java基础
第1章 Java概述
1.1JavaSE知识模块介绍
- 第一部分：计算机编程语言核心结构：
数据类型、运算符、流程控制、数组、… - 第二部分：Java面向对象核心逻辑：
类和对象、封装、继承、多态、抽象、接口、… - 第三部分：JavaSE核心高级应用：
集合、I/O、多线程、网络编程、反射机制、… - 第四部分：Java新特性：
Lambda表达式、函数式编程、新Date/Time API、接口的默认、静态和私有方法、… - 第五部分：MySQL/JDBC核心技术：
SQL语句、数据库连接池、DBUtils、事务管理、批处理、…
1.2Java语言发展历史
Java诞生于SUN（Stanford University Network），09年SUN被Oracle（甲骨文）收购。
Java之父是詹姆斯.高斯林(James Gosling)。
1996年发布JDK1.0版。
目前最新的版本是Java15。
| 发行版本 | 发行时间 | 备注 |
|---|---|---|
| Java | 1995.05.23 | Sun公司在Sun world会议上正式发布Java和HotJava浏览器 |
| Java 1.0 | 1996.01.23 | Sun公司发布了Java的第一个开发工具包 |
| Java 1.1 | 1997.02.19 | |
| Java 1.2 | 1998.12.08 | 拆分成：J2SE（标准版）、J2EE（企业版）、J2ME（小型版） |
| Java 1.3 | 2000.05.08 | |
| Java1.4 | 2004.02.06 | |
| Java 5.0 | 2004.09.30 | ①版本号从1.4直接更新至5.0；②平台更名为JavaSE、JavaEE、JavaME |
| Java 6.0 | 2006.12.11 | 2009.04.20 Oracle宣布收购SUN公司 |
| Java 7.0 | 2011.07.02 | |
| Java 8.0 | 2014.03.18 | |
| Java 9.0 | 2017.09.22 | ①每半年更新一次；②Java 9.0开始不再支持windows 32位系统 |
| Java 10.0 | 2018.03.21 | |
| Java 11.0 | 2018.09.25 | JDK安装包取消独立JRE安装包 |
| Java 12.0 | 2019.03.19 | |
| Java 13.0 | 2019.9.18 |
1.3Java技术体系平台
- javaSE（Java Platform, Standard Edition标准版）：允许您在桌面和服务器上开发和部署Java应用程序。Java提供了丰富的用户界面、性能、多功能性、可移植性和当今应用程序所需的安全性。
- JavaEE（Java Platform, Enterprise Edition企业版）：是为开发企业环境下的应用程序提供的一套解决方案，主要针对于Web应用程序开发。
- JavaME（Java Platform, Micro Edition 小型版）：为互联网上的嵌入式和移动设备上运行的应用提供了一个健壮、灵活的环境：微控制器、传感器、网关、移动电话、个人数字助理（PDA）、电视机顶盒、打印机等等。JavaME包括灵活的用户界面、健壮的安全性、内置的网络协议，以及支持动态下载的网络和离线应用程序。基于JavaME的应用程序在许多设备上都是可移植的，但是利用了每个设备的本机功能。
1.4 Java语言跨平台原理
Java语言的特点
- **完全面向对象：**Java语言支持封装、继承、多态，面向对象编程，让程序更好达到
高内聚，低耦合的标准。 - **支持分布式：**Java语言支持Internet应用的开发，在基本的Java应用编程接口中有一个网络应用编程接口（java net），它提供了用于网络应用编程的类库，包括URL、URLConnection、Socket、ServerSocket等。Java的RMI（远程方法激活）机制也是开发分布式应用的重要手段。
- **健壮型：**Java的强类型机制、异常处理、垃圾的自动收集等是Java程序健壮性的重要保证。对指针的丢弃是Java的明智选择。
- **安全：**Java通常被用在网络环境中，为此，Java提供了一个安全机制以防恶意代码的攻击。如：安全防范机制（类ClassLoader），如分配不同的名字空间以防替代本地的同名类、字节代码检查。
- **跨平台性：**Java程序（后缀为java的文件）在Java平台上被编译为体系结构中立的字节码格式（后缀为class的文件），然后可以在实现这个Java平台的任何系统中运行。
Java语言的跨平台原理
- 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。
- 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程序的运行环境之一，也是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。
如图所示，Java的虚拟机本身是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。
- **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。 - 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。
我们想要运行一个已有的Java程序，那么只需安装JRE 即可。
我们想要开发一个全新的Java程序，那么必须安装JDK ，其内部包含JRE。
1.5 JDK下载和安装
JDK的下载
- 下载网址：www.oracle.com
- 下载步骤：
登录Oracle公司官网，www.oracle.com，如图所示：在底部选择Developers开发者
在Developers页面中间的技术分类部分，选择Java，单击进入，如图所示：
下拉页面，找到Java，在此选择JavaSEDownload，单击进入，如图所示：
选择Downloads选项卡，默认是最新版的Java13下载，在此处选择Oracle JDK DOWNLOAD，单击进入可以下载JDK13，如图所示：
选择Accept License Agreement，并选择对应的操作系统类型，如图所示
如果要下载之前JDK版本，那么在刚才JavaSE/Download页面，下拉到最下面，找到Java Archive（Java档案馆），单击Download
例如：这里选择JavaSE 8(8U211 and later)，选择Accept License Agreement，并选择对应的操作系统类型。早期版本分为32位/64位操作系统区分，其中x86表示32位，x64表示64位。
JDK的安装
安装步骤：
双击
jdk-8u202-windows-x64.exe文件，并单击下一步，如图所示：
取消独立JRE的安装，单击
公共JRE前的下拉列表，选择此功能将不可用如图所示：
修改安装路径，单击更改，如图所示：
将安装路径修改为
D:\develop\Java\jdk1.8.0_202\，并单击确定，如图所示：
单击下一步，如图所示：
稍后几秒，安装完成，如图所示：
目录结构，如图所示：
1.6 常用DOS命令（了解）
常用命令
进入目录命令：cd
（1）回到根目录
cd / 或 cd \
（2）切换到上一级
cd ..
切换盘符命令
（1）直接盘符:
例如：要切换到D盘，直接d:
（2）使用cd命令
例如：要切换到E盘，可以使用cd /D e:
新建目录命令：md (make directory)
//在当前目录下创建hello文件夹
md hello//在当前目录下创建a,b,c三个文件夹
md a b c//在d盘test200下创建ok200文件夹
md d:\test200\ok200
删除文件命令：del
//删除指定文件
del 文件名.扩展名del 目标目录\文件名.扩展名
删除所有文件并询问
del *.*删除所有文件不询问
del /Q *.*
删除目录命令：rd（remove directory)
//删除空目录
rd 空目录名//删除目录以及下面的子目录和文件，带询问
rd /S 非空目录名//删除目录以及下面的子目录和文件，不带询问
rd /S/Q 非空目录名
清屏命令：cls
cls
退出命令：exit
exit
1.7 配置环境变量
- 找到环境变量 在
系统变量中，选中Path环境变量，双击或者点击编辑,如图所示： - 在变量值的最前面，键入
D:\develop\Java\jdk1.8.0_202\bin;分号必须要写，而且还要是英文符号。如图所示：
1.7.2 配置JAVA_HOME+path
- 在
系统变量中，单击新建，创建新的环境变量，如图所示：
- 变量名输入
JAVA_HOME，变量值输入D:\develop\Java\jdk1.8.0_202，并单击确定，如图所示： - 选中
Path环境变量，双击或者点击编辑,如图所示：
- 在变量值的最前面，键入
%JAVA_HOME%\bin;分号必须要写，而且还要是英文符号。如图所示：
1.8 入门程序HelloWorld
1.8.1 HelloWorld案例
编写Java源程序
在
D:\atguigu\day01_code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。用记事本或notepad++等文本编辑器打开
在文件中键入文本并保存，代码如下：
public class HelloWorld {public static void main(String[] args) {System.out.println("HelloWorld");}
}
友情提示：
每个字母和符号必须与示例代码一模一样。=
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 ，也就是.class文件。
编译Java源文件
在DOS命令行中，进入D:\atguigu\javaee\JavaSE20190624\code\day01_code目录，使用javac 命令进行编译。
命令：
javac Java源文件名.后缀名
举例：
javac HelloWorld.java
编译成功后，命令行没有任何提示。打开D:\atguigu\javaee\JavaSE20190624\code\day01_code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。
Java源文件的编译工具
javac.exe
运行Java程序
在DOS命令行中，进入Java源文件的目录，使用java 命令进行运行。
命令：
java 类名字
举例：
java HelloWorld
友情提示：
java HelloWord 不要写 不要写 不要写 .clas
1.8.2 HelloWorld案例常见错误
- 单词拼写问题
- 正确：class 错误：Class
- 正确：String 错误：string
- 正确：System 错误：system
- 正确：main 错误：mian
- Java语言是一门严格区分大小写的语言
- 标点符号使用问题
- 不能用中文符号，英文半角的标点符号（正确）
- 括号问题，成对出现
1.8.3 Java程序的结构与格式
结构：
类{方法{语句;}
}
格式：
（1）每一级缩进一个Tab键
（2）{}的左半部分在行尾，右半部分单独一行，与和它成对的"{"的行首对齐
1.8.4 Java程序的入口
Java程序的入口是main方法
public static void main(String[] args){}
大小写问题
（1）源文件名：
不区分大小写，我们建议大家还是区分
（2）字节码文件名与类名
区分大小写
（3）代码中
区分大小写
源文件名与类名一致问题？
（1）源文件名是否必须与类名一致？public呢？
如果这个类不是public，那么源文件名可以和类名不一致。
如果这个类是public，那么要求源文件名必须与类名一致。
我们建议大家，不管是否是public，都与源文件名保持一致，而且一个源文件尽量只写一个类，目的是为了好维护。
（2）一个源文件中是否可以有多个类？public呢？
一个源文件中可以有多个类，编译后会生成多个.class字节码文件。
但是一个源文件只能有一个public的类。
（3）main必须在public的类中吗？
不是。
第二章 Java基础知识
2.1 注释（annotation）
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。
Java中有
单行注释、多行注释和文档注释单行注释以
//开头，以换行结束，格式如下：// 注释内容多行注释以
/*开头，以*/结束，格式如下：/*注释内容*/文档注释以
/**开头，以*/结束/**注释内容*/
2.2 关键字（keyword）
关键字：是指在程序中，Java已经定义好的单词，具有特殊含义。
- 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 - 关键字的特点：全部都是
小写字母。
关键字一共50个，其中const和goto是保留字。
true,false,null看起来像关键字，但从技术角度，它们是特殊的布尔值和空值。
2.3 标识符( identifier)
简单的说，凡是程序员自己命名的部分都可以称为标识符。
即给类、变量、方法、包等命名的字符序列，称为标识符。
1、标识符的命名规则（必须遵守）
（1）Java的标识符只能使用26个英文字母大小写，0-9的数字，下划线_，美元符号$
（2）不能使用Java的关键字（包含保留字）和特殊值
（3）数字不能开头
（4）不能包含空格
（5）严格区分大小写
2、标识符的命名规范（遭受鄙视）
（1）见名知意
（2）类名、接口名等：每个单词的首字母都大写，形式：XxxYyyZzz，
例如：HelloWorld，String，System等
（3）变量、方法名等：从第二个单词开始首字母大写，其余字母小写，形式：xxxYyyZzz，
例如：age,name,bookName,main
（4）包名等：每一个单词都小写，单词之间使用点.分割，形式：xxx.yyy.zzz，
例如：java.lang
（5）常量名等：每一个单词都大写，单词之间使用下划线_分割，形式：XXX_YYY_ZZZ，
例如：MAX_VALUE,PI
2.4 初识数据类型(data type)
数据类型分类
Java的数据类型分为两大类：
- 基本数据类型：包括
整数、浮点数、字符、布尔。 - 引用数据类型：包括
类、数组、接口。
基本数据类型
四类八种基本数据类型：
2.5 常量（constant）
常量：在程序执行的过程中，其值不可以发生改变的量
常量的分类：
自定义常量：通过final关键字定义（后面在面向对象部分讲解）
字面值常量：
注意事项：
字符常量，单引号里面有且仅有一个字符
空常量，不可以在输出语句中直接打印
2.6 变量（variable）
2.6.1 变量的概念
变量：在程序执行的过程中，其值可以发生改变的量
- 变量的作用：用来存储数据，代表内存的一块存储区域，这块内存中的值是可以改变的。
2.6.2 变量的三要素
1、数据类型
2、变量名
3、值
2.6.3 变量的使用应该注意什么？
1、先声明后使用
如果没有声明，会报“找不到符号”错误
2、在使用之前必须初始化
如果没有初始化，会报“未初始化”错误
3、变量有作用域
如果超过作用域，也会报“找不到符号”错误
4、在同一个作用域中不能重名
- 注意事项
long类型：如果赋值的常量整数超过int范围，那么需要在数字后面加L。
float类型：如果赋值为常量小数，那么需要在小数后面加F。
char类型：使用单引号’'
String类型：使用双引号""
2.7 两种常见的输出语句
换行输出语句：输出内容，完毕后进行换行，格式如下：
System.out.println(输出内容);直接输出语句：输出内容，完毕后不做任何处理，格式如下
System.out.print(输出内容);
注意事项：
换行输出语句，括号内可以什么都不写，只做换行处理
直接输出语句，括号内什么都不写的话，编译报错
如果()中有多项内容，那么必须使用 + 连接起来
如果某些内容想要原样输出，就用"“引起来，而要输出变量中的内容，则不要把变量名用”"引起来
2.8进制的换算
2.8.1、在代码中如何表示四种进制的值
请分别用四种类型的进制来表示10，并输出它的结果：（了解）
（1）十进制：正常表示
System.out.println(10);
（2）二进制：0b或0B开头
System.out.println(0B10);
（3）八进制：0开头
System.out.println(010);
（4）十六进制：0x或0X开头
System.out.println(0X10);
2.8.2 Java的基本数据类型的存储范围
1、整型系列
（1）byte：字节类型
占内存：1个字节
存储范围：-128~127
（2）short：短整型类型
占内存：2个字节
存储范围：-32768~32767
（3）int：整型
占内存：4个字节
存储范围：-2的31次方 ~ 2的31次方-1
（4）long：整型
占内存：8个字节
存储范围：-2的63次方 ~ 2的63次方-1
注意：如果要表示某个超过int范围的常量整数它是long类型，那么需要在数字后面加L
2、浮点型系列（小数）
（1）float：单精度浮点型
占内存：4个字节
精度：科学记数法的小数点后6~7位
注意：如果要表示某个常量小数是float类型，那么需要在数字后面加F或f，否则就是double类型
（2）double：双精度浮点型
占内存：8个字节
精度：科学记数法的小数点后15~16位
注意：float f = 12.0F;//右边如果赋值小数常量值，那么必须加F或f
3、单字符类型：char
- 占内存：2个字节
4、布尔类型
boolean：只能存储true或false
虽然计算机底层使用0和1表示false和true，但是在代码中不能给boolean类型的变量赋值0和1，只能赋值false和true
2.8.4 计算机如何存储数据
1、补码与符号位
计算机数据的存储使用二进制补码形式存储，并且最高位是符号位，1是负数，0是正数。
规定：正数的补码与反码、原码一样，称为三码合一；
负数的补码与反码、原码不一样：
负数的原码：把十进制转为二进制，然后最高位设置为1
负数的反码：在原码的基础上，最高位不变，其余位取反（0变1,1变0）
负数的补码：反码+1
2、一个字节可以存储的数据范围是多少？
（1）无符号：不考虑负数 0~255
（2）有符号
1个字节：8位
0000 0001 ~ 0111 111 ==> 1~127
1000 0001 ~ 1111 1111 ==> -127 ~ -1
0000 0000 ==>0
1000 0000 ==> -128（特殊规定）
3. 存储小数
float（4个字节）比long（8个字节）的存储范围大
double（8个字节）比float（4个字节）精度范围大
float和double不精确
float、double底层也是二进制，先把小数转为二进制，然后把二进制表示为科学记数法，然后只保存：
①符号位②指数位③尾数位
4.存储字符
\n：换行
\r：回车
\t：Tab键
\：
“：”
‘：’
\b：删除键Backspace
System.out.println(’\’);
System.out.println(“hello\tworld\njava”);
2.9 基本数据类型转换（Conversion）
在Java程序中，不同的基本数据类型的值经常需要进行相互转换。Java语言所提供的七种数值类型之间可以相互转换，基本数据类型转换有两种转换方式：自动类型转换和强制类型转换。
2.9.1、自动类型转换（隐式类型转换）
自动转换：
- 将
取值范围小的类型自动提升为取值范围大的类型
（1）当把存储范围小的值（常量值、变量的值、表达式计算的结果值）赋值给了存储范围大的变量时，
（2）当存储范围小的数据类型与存储范围大的数据类型一起混合运算时，会按照其中最大的类型运算
（3）当byte,short,char数据类型进行算术运算时，按照int类型处理
（4）boolean类型不参与
2.9.2、强制类型转换（显示类型转换）
- 强制类型转换：将
取值范围大的类型强制转换成取值范围小的类型。
转换格式：**
数据类型 变量名 = （数据类型）被强转数据值；
2.9.3、特殊的数据类型转换
1、任意数据类型的数据与String类型进行“+”运算时，结果一定是String类型
2、但是String类型不能通过强制类型()转换，转为其他的类型
2.10 运算符（Operator）
- 表达式：用运算符连接起来的式子
- 运算符的分类：
按照功能分：算术运算符、赋值运算符、比较运算符、逻辑运算、条件运算符…
- 按照操作数个数分：一元运算符（单目运算符）、二元运算符（双目运算符）、三元运算符 （三目运算符）
一元运算符：操作数只有一个
例如：正号（+） +a
负号（-） -a
自增自减 ++i i++
逻辑非： !true
二元运算符：操作数有两个
例如：加法：a+b
减法：a-b
大于：a>b
逻辑与：a&b
三元运算符：条件 ? 结果1 ： 结果2
2.10.1 算术运算符
1、“+”号的两种用法
- 第一种：对于
+两边都是数值的话，+就是加法的意思 - 第二种：对于
+两边至少有一边是字符串得话，+就是拼接的意思
2、自加自减运算
理解：++ 运算，变量自己的值加1。反之，-- 运算，变量自己的值减少1，用法与++ 一致。
1、单独使用
- 变量在单独运算的时候，变量
前++和变量后++，变量的是一样的； - 变量
前++：例如++a。 - 变量
后++：例如a++。
2 复合使用
- 和
其他变量放在一起使用或者和输出语句放在一起使用，前++和后++就产生了不同。
- 变量
前++：变量先自身加1，然后再取值。 - 变量
后++：变量先取值，然后再自身加1。
- 小结：
++在前，先自加，后使用；
++在后，先使用，后自加。
2.10.2 赋值运算符
注意：所有的赋值运算符的=左边一定是一个变量
- 扩展赋值运算符在将最后的结果赋值给左边的变量前，都做了一步强制类型转换。
2.10.3 关系运算符/比较运算符
- 比较运算符，是两个数据之间进行比较的运算，运算结果一定是boolean值
true或者false。 - 其中>,<,>=,<=不支持boolean，String类型，==和!=支持boolean和String。
2.10.4 逻辑运算符
- 逻辑运算符，是用来连接两个布尔类型结果的运算符（
!除外），运算结果一定是boolean值true或者false
- 注意
&&和&区别：
&&和&结果一样，&&有短路效果，左边为false，右边不执行；&左边无论是什么，右边都会执行。
'||和|'区别：
||和|结果一样，||有短路效果，左边为true，右边不执行；|左边无论是什么，右边都会执行。
2.10.5 条件运算符
- 条件运算符格式：
条件表达式？结果1：结果2
- 条件运算符计算方式：
- 条件判断的结果是true，条件运算符整体结果为结果1，赋值给变量。
判断条件的结果是false，条件运算符整体结果为结果2，赋值给变量。
2.10.6运算符优先级
第三章 流程控制语句
3.1 顺序结构
任何编程语言中最常见的程序结构就是顺序结构。顺序结构就是程序从上到下逐行地执行，中间没有任何判断和跳转。如果main方法的多行代码之间没有任何流程控制，则程序总是从上向下依次执行，排在前面的代码先执行，排在后面的代码后执行。
3.2 输入语句
键盘输入代码的三个步骤：
1、准备Scanner类型的变量
2、提示输入xx
3、接收输入内容
//1、准备Scanner类型的变量
//Scanner是一个引用数据类型，它的全名称是java.util.Scanner
//input就是一个引用数据类型的变量了，赋给它的值是一个对象
java.util.Scanner input = new java.util.Scanner(System.in);//System.in默认代表键盘输入//2、提示输入xx
System.out.print("请输入一个整数：");//3、接收输入内容
int num = input.nextInt();//列出各种数据类型的输入
int num = input.nextInt();
long bigNum = input.nextLong();
double d = input.nextDouble();
boolean b = input.nextBoolean();
String s = input.next();
char c = input.next().charAt(0);//先按照字符串接收，然后再取字符串的第一个字符（下标为0）/*
next()方法：遇到空格等空白符，就认为输入结束
nextLine()方法：遇到回车换行，就认为输入结束input.nextLine();//读取上一个语句后面的回车换行，但是这个不需要接收，只有下面一个输入是nextLine()情况下才需要这样，如果下面的输入是next()或者是nextInt(),nextDouble()等就不需要这么干如果你在键盘输入过程中，遇到java.util.InputMismatchException，
说明你输入的数据类型与接收数据的变量的类型不匹配
*/
3.3 分支结构：if语句第一种格式
- if语句第一种格式： if
if(条件表达式)｛语句体;
｝
执行流程
首先判断条件表达式看其结果是true还是false
如果是true就执行语句体
如果是false就不执行语句体
if语句第二种格式： if…else
if(关系表达式) {
语句体1;
}else {
语句体2;
}
执行流程
1.首先判断关系表达式看其结果是true还是false 2.如果是true就执行语句体1 3.如果是false就执行语句体2
3.5 分支结构：if语句第三种格式
- if语句第三种格式： if…else if …else
if (判断条件1) {执行语句1;
} else if (判断条件2) {执行语句2;
}
...
}else if (判断条件n) {执行语句n;
} else {执行语句n+1;
}
执行流程
首先判断关系表达式1看其结果是true还是false
如果是true就执行语句体1，然后结束当前多分支
如果是false就继续判断关系表达式2看其结果是true还是false
如果是true就执行语句体2，然后结束当前多分支
如果是false就继续判断关系表达式…看其结果是true还是false
…
如果没有任何关系表达式为true，就执行语句体n+1，然后结束当前多分支。
3.6 分支结构：if…else嵌套
在if的语句块中，或者是在else语句块中，
又包含了另外一个条件判断（可以是单分支、双分支、多分支）执行的特点：
（1）如果是嵌套在if语句块中的
只有当外部的if条件满足，才会去判断内部的条件
（2）如果是嵌套在else语句块中的
只有当外部的if条件不满足，进入else后，才会去判断内部的条件
3.7 分支结构：switch选择结构
语法格式：
switch(表达式){case 常量值1:语句块1;break;case 常量值2:语句块2;break;
.......................default:语句块n+1;break;}
}
注意：
（1）switch(表达式)的值的类型，只能是：4种基本数据类型（byte,short,int,char），两种引用数据类型（JDK1.5之后枚举、JDK1.7之后String）
（2）case后面必须是常量值，而且不能重复
case的穿透性
在switch语句中，如果case的后面不写break，将出现穿透现象，也就是一旦匹配成功，不会在判断下一个case的
值，直接向后运行，直到遇到break或者整个switch语句结束，switch语句执行终止。
- 同时case多个元素的情况下：
case 1:
case 2:
case 3: 错误写法:
case 1|2|3 这样会进行与运算 1|2|3=7
case 1,2,3 编译错误
Switch 表达式也是作为预览语言功能的第一个语言改动被引入Java12 中，开始支持如下写法：
switch(month) {case 3,4,5 -> System.out.println("春季");case 6,7,8 -> System.out.println("夏季");case 9,10,11 -> System.out.println("秋季");case 12,1,2 -> System.out.println("冬季");default->System.out.println("月份输入有误！");};
3.8 循环结构：while循环
1、while循环语句标准格式：
while (循环条件语句①) {循环体语句②；
}
while(true){循环体语句;//如果此时循环体中没有跳出循环的语句，也是死循环
}
注意：
while(循环条件)中循环条件必须是boolean类型
2、while循环语句扩展格式：
初始化语句①；
while (循环条件语句②) {循环体语句③；迭代语句④；
}
3.9 循环结构：do…while循环
1、do…while循环语句标准格式：
do {循环体语句①；
} while (循环条件语句②)；
注意：
（1）while(循环条件)中循环条件必须是boolean类型
（2）do{}while();最后有一个分号
（3）do…while结构的循环体语句是至少会执行一次，这个和for和while是不一样的
2、do…while循环语句扩展格式：
初始化语句①
do {循环体语句②；迭代语句③；
} while (循环条件语句④)；
3.10 循环语句：for循环
1、for循环语句格式：
for(初始化语句①; 循环条件语句②; 迭代语句④){循环体语句③
}
for(;;){循环体语句块；//如果循环体中没有跳出循环体的语句，那么就是死循环
}
注意：
（1）for(;;)中的两个；是不能多也不能少
（2）循环条件必须是boolean类型
（3）如果循环条件语句②省略的话，就默认为循环条件成立
3.11 循环语句的区别
从循环次数角度分析
- do…while循环至少执行一次循环体语句
- for和while循环先循环条件语句是否成立，然后决定是否执行循环体，至少执行零次循环体语句
从循环变量的生命周期角度分析
- for循环的循环变量在for()中声明的，在循环语句结束后，不可以被访问；
- while和do…while循环的循环变量因为在外面声明的，所以while和do…while结束后可以被继续使用的；
如何选择
- 遍历有明显的循环次数（范围）的需求，选择for循环
- 遍历没有明显的循环次数（范围）的需求，循环while循环
- 如果循环体语句块至少执行一次，可以考虑使用do…while循环
- 本质上：三种循环之间是可以互相转换的，都能实现循环的功能
三种循环结构都具有四要素：
- （1）循环变量的初始化表达式
- （2）循环条件
- （3）循环变量的修改的迭代表达式
- （4）循环体语句块
3.12 控制语句
3.12.1 break
使用场景：终止switch或者当前循环
在选择结构switch语句中
在循环语句中
离开使用场景的存在是没有意义的
3.12.2 continue
- 使用场景：结束本次循环，继续下一次的循环
3.13 嵌套循环
- 所谓嵌套循环，是指一个循环的循环体是另一个循环。比如for循环里面还有一个for循环，就是嵌套循环。总共的循环次数=外循环次数*内循环次数。当然可以是三种循环任意互相嵌套。
- 嵌套循环格式：
for(初始化语句①; 循环条件语句②; 迭代语句⑦) {for(初始化语句③; 循环条件语句④; 迭代语句⑥) {循环体语句⑤;}
}
第四章 数组
4.1 数组的概念
- 数组概念： 数组就是用于存储数据的长度固定的容器，保证多个数据的数据类型要一致。
百度百科中对数组的定义：
所谓数组(array)，就是相同数据类型的元素按一定顺序排列的集合，就是把有限个类型相同的变量用一个名字命名，以便统一管理他们，然后用编号区分他们，这个名字称为数组名，编号称为下标或索引(index)。组成数组的各个变量称为数组的元素(element)。数组中元素的个数称为数组的长度(length)。
数组的特点：
1、数组的长度一旦确定就不能修改
2、创建数组时会在内存中开辟一整块连续的空间。
3、存取元素的速度快，因为可以通过[下标]，直接定位到任意一个元素。
4.2 数组的声明与初始化
数组的声明：
//推荐
元素的数据类型[] 一维数组的名称;//不推荐
元素的数据类型 一维数组名[];
方式一：静态初始化
- 格式
数据类型[] 数组名 = {元素1,元素2,元素3...};//必须在一个语句中完成，不能分开两个语句写
- 举例
定义存储1，2，3，4，5整数的数组容器
int[] arr = {1,2,3,4,5};//正确int[] arr;
arr = {1,2,3,4,5};//错误
方式二：静态初始化
- 格式
数据类型[] 数组名 = new 数据类型[]{元素1,元素2,元素3...};
或
数据类型[] 数组名;
数组名 = new 数据类型[]{元素1,元素2,元素3...};
- 举例
定义存储1，2，3，4，5整数的数组容器。
int[] arr = new int[]{1,2,3,4,5};//正确int[] arr;
arr = new int[]{1,2,3,4,5};//正确int[] arr = new int[5]{1,2,3,4,5};//错误的，后面有{}指定元素列表，就不需要在[长度]指定长度。
方式三：动态初始化
- 格式
数组存储的元素的数据类型[] 数组名字 = new 数组存储的元素的数据类型[长度];或数组存储的数据类型[] 数组名字;数组名字 = new 数组存储的数据类型[长度];
- 数组定义格式详解：
- 数组存储的元素的数据类型： 创建的数组容器可以存储什么数据类型的数据。
- 元素的类型可以是任意的Java的数据类型。例如：int, String, Student等
- [] : 表示数组。
- 数组名字：为定义的数组起个变量名，满足标识符规范，可以使用名字操作数组。
- new：关键字，创建数组使用的关键字。因为数组本身是引用数据类型，所以要用new创建数组对象。
- [长度]：数组的长度，表示数组容器中可以存储多少个元素。
- *注意：数组有定长特性，长度一旦指定，不可更改。
- 举例:
定义可以存储5个整数的数组容器，代码如下：
int[] arr = new int[5];int[] arr;
arr = new int[5];
思考：用这种方式初始化的数组，元素有值吗？
4.3 数组元素的访问
- 索引： 每一个存储到数组的元素，都会自动的拥有一个编号，从0开始，这个自动编号称为数组索引(index)，可以通过数组的索引访问到数组中的元素。
- 索引范围：[0, 数组的长度-1]
- 格式：
数组名[索引]
- 索引访问数组中的元素：
- 数组名[索引]=数值，为数组中的元素赋值
- 变量=数组名[索引]，获取出数组中的元素
4.4 数组的遍历
- 数组的长度属性： 每个数组都具有长度，而且是固定的，Java中赋予了数组的一个属性，可以获取到数组的长度，语句为：
数组名.length，属性length的执行结果是数组的长度，int类型结果。由次可以推断出，数组的最大索引值为数组名.length-1。 - 数组遍历： 就是将数组中的每个元素分别获取出来，就是遍历。遍历也是数组操作中的基石。
4.5 数组元素的默认值
数组存储的元素的数据类型[] 数组名字 = new 数组存储的元素的数据类型[长度];
数组存储的元素的数据类型[] 数组名字 = new 数组存储的元素的数据类型[长度];
此时只确定了数组的长度，那么数组的元素是什么值呢？
数组的元素有默认值：
4.6 数组内存图
4.6.1 内存概述
内存是计算机中重要的部件之一，它是与CPU进行沟通的桥梁。其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。只要计算机在运行中，CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算，当运算完成后CPU再将结果传送出来。我们编写的程序是存放在硬盘中的，在硬盘中的程序是不会运行的，必须放进内存中才能运行，运行完毕后会清空内存。
Java虚拟机要运行程序，必须要对内存进行空间的分配和管理。
4.6.2 Java虚拟机的内存划分
为了提高运算效率，就对空间进行了不同区域的划分，因为每一片区域都有特定的处理数据方式和内存管理方式。
| 区域名称 | 作用 |
|---|---|
| 程序计数器 | 程序计数器是CPU中的寄存器，它包含每一个线程下一条要执行的指令的地址 |
| 本地方法栈 | 当程序中调用了native的本地方法时，本地方法执行期间的内存区域 |
| 方法区 | 存储已被虚拟机加载的类信息、常量、静态变量、即时编译器编译后的代码等数据。 |
| 堆内存 | 存储对象（包括数组对象），new来创建的，都存储在堆内存。 |
| 虚拟机栈 | 用于存储正在执行的每个Java方法的局部变量表等。局部变量表存放了编译期可知长度的各种基本数据类型、对象引用，方法执行完，自动释放。 |
4.6.3 数组在内存中的存储
#1、一个数组内存图
public static void main(String[] args) {int[] arr = new int[3];System.out.println(arr);//[I@5f150435
}
思考：打印arr为什么是[I@5f150435，它是数组的地址吗？
答：它不是数组的地址。
问？不是说arr中存储的是数组对象的首地址吗？
答：arr中存储的是数组的首地址，但是因为数组是引用数据类型，打印arr时，会自动调用arr数组对象的toString()方法，默认该方法实现的是对象类型名@该对象的hashCode()值的十六进制值。
问？对象的hashCode值是否就是对象内存地址？
答：不一定，因为这个和不同品牌的JVM产品的具体实现有关。例如：Oracle的OpenJDK中给出了5种实现，其中有一种是直接返回对象的内存地址，但是OpenJDK默认没有选择这种方式。
2、数组下标为什么是0开始
因为第一个元素距离数组首地址间隔0个单元。
3、两个数组内存图
public static void main(String[] args) {int[] arr = new int[3];int[] arr2 = new int[2];System.out.println(arr);System.out.println(arr2);
}
4、两个变量指向一个数
public static void main(String[] args) {// 定义数组，存储3个元素int[] arr = new int[3];//数组索引进行赋值arr[0] = 5;arr[1] = 6;arr[2] = 7;//输出3个索引上的元素值System.out.println(arr[0]);System.out.println(arr[1]);System.out.println(arr[2]);//定义数组变量arr2，将arr的地址赋值给arr2int[] arr2 = arr;arr2[1] = 9;System.out.println(arr[1]);
}
4.8 数组的练习题
1、练习1：用一个数组存储26个小写英文字母，并遍历显示，显示要求如：a->A
2、练习2：用一个数组存储本组学员的年龄，从键盘输入，并遍历显示
3、练习3：用一个数组存储本组学员的姓名，从键盘输入，并遍历显示
4、练习4：用数组存储一个星期的7个英文单词，然后从键盘输入星期的值[1-7]，输出对应的英文单词
4.9 数组的常见算法
4.9.1 数组统计：求总和、均值、统计偶数个数等
思路：遍历数组，挨个的累加，判断每一个元素
示例代码：
int[] arr = {4,5,6,1,9};
//求总和、均值
int sum = 0;//因为0加上任何数都不影响结果
for(int i=0; i<arr.length; i++){sum += arr[i];
}
double avg = (double)sum/arr.length;
示例代码2：
int[] arr = {4,5,6,1,9};//求总乘积
long result = 1;//因为1乘以任何数都不影响结果
for(int i=0; i<arr.length; i++){result *= arr[i];
}
示例代码3：
int[] arr = {4,5,6,1,9};
//统计偶数个数
int even = 0;
for(int i=0; i<arr.length; i++){if(arr[i]%2==0){even++;}
}
4.9.2 数组的顺序查找
顺序查找：挨个查看
要求：对数组元素的顺序没要求
顺序查找示例代码：
//查找value第一次在数组中出现的index
public static void main(String[] args){int[] arr = {4,5,6,1,9};int value = 1;int index = -1;for(int i=0; i<arr.length; i++){if(arr[i] == value){index = i;break;}}if(index==-1){System.out.println(value + "不存在");}else{System.out.println(value + "的下标是" + index);}
}
4.9.3 数组找最值
思路：
（1）先假设第一个元素最大/最小
（2）然后用max/min与后面的元素一一比较
示例代码：
int[] arr = {4,5,6,1,9};
//找最大值
int max = arr[0];
for(int i=1; i<arr.length; i++){if(arr[i] > max){max = arr[i];}
}
4.9.4 数组中找最值及其下标
情况一：找最值及其第一次出现的下标
思路：
（1）先假设第一个元素最大/最小
（2）用max/min变量表示最大/小值，用max/min与后面的元素一一比较
（3）用index时刻记录目前比对的最大/小的下标
示例代码：
int[] arr = {4,5,6,1,9};
//找最大值
int max = arr[0];
int index = 0;
for(int i=1; i<arr.length; i++){if(arr[i] > max){max = arr[i];index = i;}
}
或
思路：
（1）先假设第一个元素最大/最小
（2）用maxIndex时刻记录目前比对的最大/小的下标，那么arr[maxIndex]就是目前的最大值
int[] arr = {4,5,6,1,9};
//找最大值
int maxIndex = 0;
for(int i=1; i<arr.length; i++){if(arr[i] > arr[maxIndex]){maxIndex = i;}
}
System.out.println("最大值：" + arr[maxIndex]);
情况二：找最值及其所有最值的下标（即可能最大值重复）
思路：
（1）先找最大值
①假设第一个元素最大
②用max与后面的元素一一比较
（2）遍历数组，看哪些元素和最大值是一样的
示例代码：
int[] arr = {4,5,6,1,9};
//找最大值
int max = arr[0];
for(int i=1; i<arr.length; i++){if(arr[i] > max){max = arr[i];}
}//遍历数组，看哪些元素和最大值是一样的
for(int i=0; i<arr.length; i++){if(max == arr[i]){System.out.print(i+"\t");}
}
4.9.5 冒泡排序
Java中的经典算法之冒泡排序（Bubble Sort）
原理：比较两个相邻的元素，将值大的元素交换至右端。
思路：依次比较相邻的两个数，将小数放到前面，大数放到后面。
即第一趟，首先比较第1个和第2个元素，将小数放到前面，大数放到后面。
然后比较第2个和第3个元素，将小数放到前面，大数放到后面。
如此继续，直到比较最后两个数，将小数放到前面，大数放到后面。
重复第一趟步骤，直至全部排序完成。
例如：冒泡：从小到大，从左到右两两比较
/*
{6,3,8,2,9,1}第一轮：第1次：arr[0]与arr[1]比较，6>3成立，就交换，{3,6,8,2,9,1}第2次：arr[1]与arr[2]比较，6>8不成立，不交换{3,6,8,2,9,1}第3次：arr[2]与arr[3]比较，8>2成立，就交换，{3,6,2,8,9,1}第4次：arr[3]与arr[4]比较，8>9不成立，不交换{3,6,2,8,9,1}第5次：arr[4]与arr[5]比较，9>1成立，就交换，{3,6,2,8,1,9}第一轮结果：{3,6,2,8,1,9} 9已经到达正确位置，下一轮不用在参与第二轮：第1次：arr[0]与arr[1]比较，3>6不成立，不交换{3,6,2,8,1,9}第2次：arr[1]与arr[2]比较，6>2成立，就交换，{3,2,6,8,1,9}第3次：arr[2]与arr[3]比较，6>8不成立，不交换{3,2,6,8,1,9}第4次：arr[3]与arr[4]比较，8>1成立，就交换，{3,2,6,1,8,9}第二轮结果：{3,2,6,1,8,9} 8已经到达正确位置，下一轮不用在参与第三轮：第1次：arr[0]与arr[1]比较，3>2成立，就交换，{2,3,6,1,8,9}第2次：arr[1]与arr[2]比较，3>6不成立，不交换{2,3,6,1,8,9}第3次：arr[2]与arr[3]比较，6>1成立，就交换，{2,3,1,6,8,9}第三轮结果：{2,3,1,6,8,9} 6已经到达正确位置，下一轮不用在参与第四轮：第1次：arr[0]与arr[1]比较，2>3不成立，不交换{2,3,1,6,8,9} 第2次：arr[1]与arr[2]比较，3>1成立，就交换，{2,1,3,6,8,9} 第四轮结果：{2,1,3,6,8,9} 3已经到达正确位置，下一轮不用在参与第五轮第1次：arr[0]与arr[1]比较，2>1成立，就交换，{1,2,3,6,8,9}第五轮结果：{1,2,3,6,8,9} 2已经到达正确位置，下一轮不用在参与剩下1，肯定是最小的了，不用比较了6个元素，比较了5轮， n个元素需要n-1轮每一轮比较很多次
*/
public static void main(String[] args){int[] arr = {6,3,8,2,9,1}; //arr.length = 6//i=1,2,3,4,5 一共5轮for(int i=1; i<arr.length; i++){//轮数/*i=1，第1轮，j=0,1,2,3,4 arr[j]与arr[j+1]i=2，第2轮，j=0,1,2,3 arr[j]与arr[j+1]i=3，第3轮，j=0,1,2 arr[j]与arr[j+1]i=4，第4轮，j=0,1 arr[j]与arr[j+1]i=5，第5轮，j=0 arr[j]与arr[j+1]j=0, j<=arr.length-1-i*/for(int j=0; j<=arr.length-1-i; j++){if(arr[j] > arr[j+1]){int temp = arr[j];arr[j] = arr[j+1];arr[j+1] = temp;}}}//结果for(int i=0; i<arr.length; i++){System.out.print(arr[i] + " ");}}
自己的冒泡排序练习
public class SortTest{public static void main(String [] args){int [] a={9,8,7,1,5,6,3,4,2};System.out.println("排序前:"+java.util.Arrays.toString(a)+"\n");for(int i=0;i<a.length-1;i++){boolean flag=true;for(int j=0;j<a.length-1-i;j++){if(a[j]<a[j+1]){int temp = a[j];a[j]=a[j+1];a[j+1]=temp;flag=false;}}if(flag){break;}System.out.println("排序中:"+java.util.Arrays.toString(a));}System.out.println("\n排序后:"+java.util.Arrays.toString(a));}
}
4.9.6 练习
1、随机产生10个[0,100)之间整数，统计3的倍数的个数
2、随机产生10个[0,150)之间整数，统计既是3又是5，但不是7的倍数的个数
3、随机产生10个[0,100)之间整数，统计素数的个数
4、已知本组学员有：String[] names = {“张三”,“李四”,“王五”,“赵六”,“钱七”};，从键盘输入一个学生姓名，查看他是否是本组学员
5、声明两个数组，一个存储本组学员姓名，一个存储本组学员成绩，找出最高分同学的姓名
4.10 二维数组
- 二维数组：本质上就是元素为一维数组的一个数组。
- 二维数组的标记：[][]
int[][] arr; //arr是一个二维数组，可以看成元素是int[]一维数组类型的一个数组
二维数组也可以看成一个二维表，行*列组成的二维表，只不过这个二维表，每一行的列数还可能不同。但是每一个单元格中的元素的数据类型是一致的，例如：都是int，都是String等
4.10.1 二维数组的声明与初始化
语法格式：
//推荐
元素的数据类型[][] 二维数组的名称;//不推荐
元素的数据类型 二维数组名[][];
//不推荐
元素的数据类型[] 二维数组名[];
面试：
int[] x, y[];
//x是一维数组，y是二维数组
1、静态初始化
元素的数据类型[][] 二维数组名 = new 元素的数据类型[][]{{元素1，元素2，元素3 。。。}, {第二行的值列表},...{第n行的值列表}};元素的数据类型[][] 二维数组名;
二维数组名 = new 元素的数据类型[][]{{元素1，元素2，元素3 。。。}, {第二行的值列表},...{第n行的值列表}};//以下格式要求声明与静态初始化必须一起完成
元素的数据类型[][] 二维数组的名称 = {{元素1，元素2，元素3 。。。}, {第二行的值列表},...{第n行的值列表}};
如果是静态初始化，右边new 数据类型[][]中不能写数字，因为行数和列数，由{}的元素个数决定
2、动态初始化（规则二维表：每一行的列数是相同的）
//（1）确定行数和列数
元素的数据类型[][] 二维数组名 = new 元素的数据类型[m][n];m:表示这个二维数组有多少个一维数组。或者说一共二维表有几行n:表示每一个一维数组的元素有多少个。或者说每一行共有一个单元格//此时创建完数组，行数、列数确定，而且元素也都有默认值//（2）再为元素赋新值
二维数组名[行下标][列下标] = 值;
public static void main(String[] args) {//定义一个二维数组int[][] arr = new int[3][2];//定义了一个二维数组arr//这个二维数组有3个一维数组的元素//每一个一维数组有2个元素//输出二维数组名称System.out.println(arr); //地址值 [[I@175078b//输出二维数组的第一个元素一维数组的名称System.out.println(arr[0]); //地址值 [I@42552cSystem.out.println(arr[1]); //地址值 [I@e5bbd6System.out.println(arr[2]); //地址值 [I@8ee016//输出二维数组的元素System.out.println(arr[0][0]); //0System.out.println(arr[0][1]); //0//...
}
3、动态初始化（不规则：每一行的列数可能不一样）
//（1）先确定总行数
元素的数据类型[][] 二维数组名 = new 元素的数据类型[总行数][];//此时只是确定了总行数，每一行里面现在是null//（2）再确定每一行的列数，创建每一行的一维数组
二维数组名[行下标] = new 元素的数据类型[该行的总列数];//此时已经new完的行的元素就有默认值了，没有new的行还是null//(3)再为元素赋值
二维数组名[行下标][列下标] = 值;
public static void main(String[] args) {//定义数组int[][] arr = new int[3][];System.out.println(arr); //[[I@175078bSystem.out.println(arr[1][0]);//NullPointerExceptionSystem.out.println(arr[0]); //nullSystem.out.println(arr[1]); //nullSystem.out.println(arr[2]); //null//动态的为每一个一维数组分配空间arr[0] = new int[2];arr[1] = new int[3];arr[2] = new int[1];System.out.println(arr[0]); //[I@42552cSystem.out.println(arr[1]); //[I@e5bbd6System.out.println(arr[2]); //[I@8ee016System.out.println(arr[0][0]); //0System.out.println(arr[0][1]); //0//ArrayIndexOutOfBoundsException//System.out.println(arr[0][2]); //错误arr[1][0] = 100;arr[1][2] = 200;}
4.10.2 二维数组的相关名称及其表示方式
（1）二维数组的长度/行数：
二维数组名.length
（2）二维数组的某一行：
二维数组名[行下标]
行下标的范围：[0, 二维数组名.length-1]
（3）某一行的列数：
二维数组名[行下标].length
因为二维数组的每一行是一个一维数组
（4）某一个元素
二维数组名[行下标][列下标
4.10.3 二维数组的遍历
for(int i=0; i<二维数组名.length; i++){for(int j=0; j<二维数组名[i].length; j++){System.out.print(二维数组名[i][j]);}System.out.println();
}
如果不需要下标 可以用增强for循环进行遍历：for( 数组类型 变量名1:数组名){for(数组类型 变量名2:变量名1){System.out.println(变量名2);}
}
4.10.4 数组操作的常见异常
1 数组越界异常
1 数组越界异常
观察一下代码，运行后会出现什么结果。
public static void main(String[] args) {int[] arr = {1,2,3};System.out.println(arr[3]);
}创建数组，赋值3个元素，数组的索引就是0，1，2，没有3索引，因此我们不能访问数组中不存在的索引，程序运行后，将会抛出 ArrayIndexOutOfBoundsException 数组越界异常。在开发中，数组的越界异常是不能出现的，一旦出现了，就必须要修改我们编写的代码。
2 数组空指针异常
观察一下代码，运行后会出现什么结果。
public static void main(String[] args) {//定义数组int[][] arr = new int[3][];System.out.println(arr[0][0]);//NullPointerException}
因为此时数组的每一行还未分配具体存储元素的空间，此时arr[0]是null，此时访问arr[0][0]会抛出NullPointerException 空指针异常。
4.10.6 二维数组的内存图分析
//1、声明二维数组，并确定行数和列数int[][] arr = new int[4][5];//2、确定元素的值for (int i = 0; i < arr.length; i++) {for (int j = 0; j < arr.length; j++) {arr[i][j] = i + 1;}}
//1、声明一个二维数组，并且确定行数//因为每一行的列数不同，这里无法直接确定列数int[][] arr = new int[5][];//2、确定每一行的列数for(int i=0; i<arr.length; i++){/*arr[0] 的列数是1arr[1] 的列数是2arr[2] 的列数是3arr[3] 的列数是4arr[4] 的列数是5*/arr[i] = new int[i+1];}//3、确定元素的值for(int i=0; i<arr.length; i++){for(int j=0; j<arr[i].length; j++){arr[i][j] = i+1;}}
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