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[Java知识库]二、变量、标识符、保留字、变量

1、关键字与保留字

1、关键字(keyword)的定义和特点

定义：被 Java 语言赋予了特殊含义，用做专门用途的字符串（单词）
特点：关键字中所有字母都为小写
官方地址： https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/nutsandbolts/_keywords.html
在这里插入图片描述

2、保留字(reserved word)

Java 保留字：现有 Java 版本尚未使用，但以后版本可能会作为关键字使用。自己命名标识符时要避免使用这些保留字goto、const。

2、标识符

2.1 什么是标识符（Identifier）

Java 对各种变量、方法和类等要素命名时使用的字符序列称为标识符
技巧：凡是自己可以起名字的地方都叫标识符。

2.2 定义合法标识符规则

由 26 个英文字母大小写，0-9，_或$ 组成
数字不可以开头。
标识符不能包含空格。
不可以使用关键字和保留字，但能包含关键字和保留字。
Java 中严格区分大小写，长度无限制。

2.3 Java中的名称命名规范

1、Java 中的名称命名规范：

包名：多单词组成时所有字母都小写：xxxyyyzzz
类名、接口名：多单词组成时，所有单词的首字母大写：XxxYyyZzz
变量名、方法名：多单词组成时，第一个单词首字母小写，第二个单词开始每个单词首字母大写：xxxYyyZzz
常量名：所有字母都大写。多单词时每个单词用下划线连接：XXX_YYY_ZZZ

2、注意点

注意 1：在起名字时，为了提高阅读性，要尽量有意义，“见名知意”。
注意 2：java 采用 unicode 字符集，因此标识符也可以使用汉字声明，但是不建议使用。
更多细节详见《代码整洁之道》

package day02;
/*
1.什么是标识符（Identifier）
Java 对各种变量、方法和类等要素命名时使用的字符序列称为标识符
技巧：凡是自己可以起名字的地方都叫标识符。

2.定义合法标识符规则--->不遵守编译不能通过
由 26 个英文字母大小写，0-9，_或$ 组成
数字不可以开头。
标识符不能包含空格。
不可以使用关键字和保留字，但能包含关键字和保留字。
Java 中严格区分大小写，长度无限制。

3.Java 中的名称命名规范--->不遵守编译可以通过
包名：多单词组成时所有字母都小写：xxxyyyzzz
类名、接口名：多单词组成时，所有单词的首字母大写：XxxYyyZzz
变量名、方法名：多单词组成时，第一个单词首字母小写，第二个单词开始每个单词首字母大写：xxxYyyZzz
常量名：所有字母都大写。多单词时每个单词用下划线连接：XXX_YYY_ZZZ
注意点:
注意 1：在起名字时，为了提高阅读性，要尽量有意义，“见名知意”。
注意 2：java 采用 unicode 字符集，因此标识符也可以使用汉字声明，但是不建议使用。
 */
public class IdentifierTest {
    public static void main(String[] args) {
        int myNumber = 1001;
        System.out.println(myNumber);
//        int 学号 = 1002;
//        System.out.println(学号);
    }
}

class Hello_$ {

}

//class 1Hello {
//
//}

class staticpublic {

}

class Static {

}

3、变量

3.1 变量的声明与使用

1、变量的概念：

内存中的一个存储区域；
该区域的数据可以在同一类型范围内不断变化；
变量是程序中最基本的存储单元。包含变量类型、变量名和存储的值。

2、变量的作用：

用于在内存中保存数据。

3、使用变量注意：

Java 中每个变量必须先声明，后使用；
使用变量名来访问这块区域的数据；
变量的作用域：其定义所在的一对{ }内；
变量只有在其作用域内才有效；
同一个作用域内，不能定义重名的变量；

4、声明变量

语法：<数据类型> <变量名称>
例如：int var;

5、变量的赋值

语法：<变量名称> = <值>
例如：var = 10;

6、声明和赋值变量

语法：<数据类型><变量名>= <初始化值>
例如：int var = 10

7、补充：变量的分类
7.1 按声明的位置的不同

在方法体外，类体内声明的变量称为成员变量。
在方法体内部声明的变量称为局部变量。

注意：二者在初始化值方面的异同:

同：都有生命周期
异：局部变量除形参外，需显式初始化。

7.2 变量的分类-按数据类型
对于每一种数据都定义了明确的具体数据类型（强类型语言），在内存中分配了不同大小的内存空间。

package day02;

/*
<数据类型><变量名>= <初始化值>
注意：
Java 中每个变量必须先声明，后使用；
使用变量名来访问这块区域的数据；
变量的作用域：其定义所在的一对{ }内；
变量只有在其作用域内才有效；
同一个作用域内，不能定义重名的变量；
 */

public class VariableTest {
    public static void main(String[] args) {
        //变量的定义
        int myAge = 20;
        //变量的使用
        System.out.println(myAge);

        //变量的声明
        int myNumber;
        //变量的赋值
        myNumber = 1001;
        System.out.println(myNumber);
    }
}

3.2 基本数据类型

在这里插入图片描述

3.2.1 整数类型：byte、short、int、long

Java 各整数类型有固定的表数范围和字段长度，不受具体 OS 的影响，以保证 java 程序的可移植性。
java 的整型常量默认为 int 型，声明 long 型常量须后加‘l’或‘L’
java 程序中变量通常声明为 int 型，除非不足以表示较大的数，才使用 long
1MB = 1024KB 1KB= 1024B B= byte ? bit?
bit: 计算机中的最小存储单位。byte:计算机中基本存储单元。

类型	占用存储空间	表数范围
byte	1字节=8bit位	-128 ~ 127
short	2字节	-2^15~ 2^15-1
int	4字节	-2^31~ 2^31-1 (约21亿)
long	8字节	-2^63~ 2^63-1

package day02;

/*
Java定义的数据类型
一、变量按照数据类型来分
    基本数据类型：
        整型：byte\short\int\long
        浮点型：float\double
        字符型：char
        布尔型：boolean
    引用数据类型：
        类(class)
        接口(interface)
        数组(array)
二、变量在类中声明的位置：
    成员变量VS局部变量
 */

public class VariableTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        //1.整型：byte(1字节=8bit)\short(2字节)\int(4字节)\long(8字节)
        //byte范围：-128-127
        byte b1 = 20;
        byte b2 = -128;
        System.out.println(b1);
        System.out.println(b2);
        //声明long型变量，必须以‘l’或‘L’结尾
        //通常定义数据类型时，使用int
        short s1 = 128;
        int i1 = 1234;
        long l1 = 123456789L;
        System.out.println(s1);
        System.out.println(i1);
        System.out.println(l1);

        //2.浮点型：float(4字节)\double(8字节)
        //浮点型：表示带小数点的数值
        //float表示数值范围比long还大
        //通常定义浮点型时，用double
        double d1 = 12.3;
        System.out.println(d1+1);
        //定义float类型变量时，变量要以‘f’或‘F’结尾
        float f1 = 12.3f;
        System.out.println(f1);

        //字符型：char(1字符=2字节)
        //定义char类型变量，通常使用一对‘’，内部只能写一个字符
        char c1 = 'a';
        System.out.println(c1);
        char c2 = '1';
        char c3 = '曾';
        System.out.println(c2);
        System.out.println(c3);
        //表示方式：1.声明一个字符 2.转义字符 3.直接使用Unicode值来表示字符型变量
        char c5 = '\n';//换行符
        c5 = '\t';//制表符
        System.out.print("hello"+c5);
        System.out.println("hello");
        char c6 = '\u0123';
        c6 = '\u0043';
        System.out.println(c6);

        //4.布尔型：boolean
        //只能取两个值之一：true\false
        //常常在条件判断、循环结构中使用
        boolean bb1 = true;
        System.out.println(bb1);
        boolean isMarried = true;
        if(isMarried) {
            System.out.println("非常遗憾，\\n你不能参加\"单身\"party了");
        } else {
            System.out.println("你可以参加单身party");
        }
    }
}

3.2.2 浮点类型：float、double

与整数类型类似，Java 浮点类型也有固定的表数范围和字段长度，不受具体操作系统的影响。
浮点型常量有两种表示形式：
- 十进制数形式：如：5.12 512.0f .512 (必须有小数点）
- 科学计数法形式:如：5.12e2 512E2 100E-2
float:单精度，尾数可以精确到7位有效数字。很多情况下，精度很难满足需求。
double:双精度，精度是float的两倍。通常采用此类型。
Java 的浮点型常量默认为double型，声明float型常量，须后加‘f’或‘F’。

类型	占用存储空间	表数范围
单精度float	4字节	-3.403E38 ~ 3.403E38
双精度double	8字节	-1.798E308 ~ 1.798E308

3.2.3 字符类型：char

char 型数据用来表示通常意义上“字符”(2字节)
Java中的所有字符都使用Unicode编码，故一个字符可以存储一个字母，一个汉字，或其他书面语的一个字符。
字符型变量的三种表现形式：
- 字符常量是用单引号(‘ ’)括起来的单个字符。例如：char c1 = ‘a’; char c2 = ‘中’; char c3 = ‘9’;
- Java中还允许使用转义字符‘\’来将其后的字符转变为特殊字符型常量。例如：char c3 = ‘\n’; //’\n’表示换行符
- 直接使用Unicode值来表示字符型常量：‘\uXXXX’。其中，XXXX代表一个十六进制整数。如：\u000a 表示\n。
char类型是可以进行运算的。因为它都对应有Unicode码。

了解：ASCII 码

在计算机内部，所有数据都使用二进制表示。每一个二进制位（bit）有0 和1 两种状态，因此8个二进制位就可以组合出256 种状态，这被称为一个字节（byte）。一个字节一共可以用来表示256 种不同的状态，每一个状态对应一个符号，就是256 个符号，从0000000 到11111111。
ASCII码：上个世纪60年代，美国制定了一套字符编码，对英语字符与二进制位之间的关系，做了统一规定。这被称为ASCII码。ASCII码一共规定了128个字符的编码，比如空格“SPACE”是32（二进制00100000），大写的字母A是65（二进制01000001）。这128个符号（包括32个不能打印出来的控制符号），只占用了一个字节的后面7位，最前面的1位统一规定为0。
缺点：
- 不能表示所有字符。
- 相同的编码表示的字符不一样：比如，130在法语编码中代表了é，在希伯来语编码中却代表了字母Gimel(?)。

了解：Unicode 编码

乱码：世界上存在着多种编码方式，同一个二进制数字可以被解释成不同的符号。因此，要想打开一个文本文件，就必须知道它的编码方式，否则用错误的编码方式解读，就会出现乱码。
Unicode：一种编码，将世界上所有的符号都纳入其中。每一个符号都给予一个独一无二的编码，使用Unicode 没有乱码的问题。
Unicode 的缺点：Unicode 只规定了符号的二进制代码，却没有规定这个二进制代码应该如何存储：无法区别Unicode 和ASCII：计算机无法区分三个字节表示一个符号还是分别表示三个符号。另外，我们知道，英文字母只用一个字节表示就够了，如果unicode统一规定，每个符号用三个或四个字节表示，那么每个英文字母前都必然有二到三个字节是0，这对于存储空间来说是极大的浪费。

了解：UTF-8

UTF-8 是在互联网上使用最广的一种Unicode 的实现方式。
UTF-8 是一种变长的编码方式。它可以使用1-6 个字节表示一个符号，根据不同的符号而变化字节长度。
UTF-8的编码规则：
- 对于单字节的UTF-8编码，该字节的最高位为0，其余7位用来对字符进行编码（等同于ASCII码）。
- 对于多字节的UTF-8编码，如果编码包含n 个字节，那么第一个字节的前n位为1，第一个字节的第n+1 位为0，该字节的剩余各位用来对字符进行编码。在第一个字节之后的所有的字节，都是最高两位为"10"，其余6位用来对字符进行编码。

3.2.4 布尔类型：boolean

boolean 类型用来判断逻辑条件，一般用于程序流程控制：
- if条件控制语句；
- while循环控制语句；
- do-while循环控制语句；
- for循环控制语句；
boolean类型数据只允许取值true和false，无null。
- 不可以使用0或非0 的整数替代false和true，这点和C语言不同。
- Java虚拟机中没有任何供boolean值专用的字节码指令，Java语言表达所操作的boolean值，在编译之后都使用java虚拟机中的int数据类型来代替：true用1表示，false用0表示。———《java虚拟机规范8版》

3.3 基本数据类型转换

自动类型转换：容量小的类型自动转换为容量大的数据类型。数据类型按容量大小排序为：
有多种类型的数据混合运算时，系统首先自动将所有数据转换成容量最大的那种数据类型，然后再进行计算。
byte,short,char之间不会相互转换，他们三者在计算时首先转换为int类型。
boolean类型不能与其它数据类型运算。
当把任何基本数据类型的值和字符串(String)进行连接运算时(+)，基本数据类型的值将自动转化为字符串(String)类型。

package day02;

/*
基本数据类型之间的运算规则：
前提：这里只讨论7种基本数据类型变量间的运算，不包含boolean类型
1.自动类型提升：
    结论：当容量小的数据类型的变量与容量大的数据类型的变量做运算时，结果自动提升为容量大的数据类型
    byte \ char \ short --> int --> long --> float --> double
    特别的：当byte、char、short三种类型做运算时，结果为int型
2.强制类型转换：

说明：此时的容量大小指表示的数据的大和小。比如：float的容量大于long的容量
 */

public class VariableTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        byte b1 = 2;
        int i1 = 12;
        int i2 = b1 + i1;
        long l1 = b1 + i1;
        System.out.println(i2);
        System.out.println(l1);
        float f1 = b1 + i1;
        System.out.println(f1);
        short s1 = 123;
        double d1 = s1;
        System.out.println(d1);
        char c1 = 'a';//97
        int i3 = 10;
        int i4 = c1 + i3;
        System.out.println(i4);
    }
}

3.4 字符串类型：String

String不是基本数据类型，属于引用数据类型
使用方式与基本数据类型一致。例如：String str= “abcd”;
一个字符串可以串接另一个字符串，也可以直接串接其他类型的数据。例如：

package day02;

/*
String类型变量的使用
1. String属于引用数据类型
2. 声明String类型变量时，使用一对""
3. String可以和8种基本数据类型变量做运算，且运算只能是连接运算；+
4. 运算的结果任然是String类型
 */

public class StringTest {
    public static void main(String[] args) {
        String s1 = "Hello World";
        System.out.println(s1);
        String s2 = "a";
        String s3 = "";
        char c1 = ' ';//必须放一个

        int number = 1001;
        String numberStr = "学号：";
        String info = numberStr + number;//+:连接运算
        System.out.println(info);
        boolean b1 = true;
        info += b1;
        System.out.println(info);

        int i1 = Integer.parseInt("123");
        System.out.println(i1);
    }
}

练习1

String str1 = 4; //判断对错：no
String str2 = 3.5f + “”; //判断str2对错：yes
System.out.println(str2); //输出：”3.5”
System.out.println(3+4+“Hello!”); //输出：7Hello!
System.out.println(“Hello!”+3+4); //输出：Hello!34
System.out.println(‘a’+1+“Hello!”); //输出：98Hello!
System.out.println(“Hello”+‘a’+1); //输出：Helloa1

3.5 强制类型转换

自动类型转换的逆过程，将容量大的数据类型转换为容量小的数据类型。使用时要加上强制转换符：()，但可能造成精度降低或溢出,格外要注意。
通常，字符串不能直接转换为基本类型，但通过基本类型对应的包装类则可以实现把字符串转换成基本类型。
如：String a = “43”; inti= Integer.parseInt(a);
boolean类型不可以转换为其它的数据类型。

练习2

判断是否能通过编译

short s = 5;
s = s-2; //判断：no
byte b = 3;
b = b + 4;//判断：no
b = (byte)(b+4);//判断：yes
char c = ‘a’;
int i = 5;
float d = .314F;
double result = c+i+d; //判断：yes
byte b = 5;
short s = 3;
short t = s + b;//判断：no

package day02;

/*
强制类型转换：自动类型转换的逆过程。
1.使用时要加上强制转换符：()
2.注意点：可能造成精度损失
 */

public class VariableTest3 {
    public static void main(String[] args) {
        double d1 = 12.9;
        int i1 = (int) d1;//截断操作
        System.out.println(i1);
        //没有精度损失
        long l1 = 12;
        short s1 = (short) l1;
        System.out.println(s1);
        //精度损失
        int i2 = 128;
        byte b1 =(byte) i2;
        System.out.println(b1);
    }
}

package day02;

public class VariableTest4 {
    public static void main(String[] args) {
        //1.编码情况1：
        long l1 = 123213;
        System.out.println(l1);
        //过大的整数
//        long l2 = 1234567891234561;
        long l2 = 1234567891234561L;
        System.out.println(l2);
        //2.编码情况2：
        //整型常量，默认类型为int型
        //浮点型常量，默认为double型
        byte b1 = 12;
        //byte b2 = b1 + 1;
        //float f1 = b1 + 12.3;
        float f2 = (float) 12.3;
        System.out.println(f2);
    }
}

4、进制

4.1 进制与进制间的转换

关于进制

所有数字在计算机底层都以二进制形式存在。
对于整数，有四种表示方式：
- 二进制(binary)：0,1 ，满2进1.以0b或0B开头。
- 十进制(decimal)：0-9 ，满10进1。
- 八进制(octal)：0-7 ，满8进1. 以数字0开头表示。
- 十六进制(hex)：0-9及A-F，满16进1. 以0x或0X开头表示。此处的A-F不区分大小写。如：0x21AF +1= 0X21B0

package day02;

/*
计算机中不同进制说明：
所有数字在计算机底层都以二进制形式存在。
对于整数，有四种表示方式：
二进制(binary)：0,1 ，满2进1.以0b或0B开头。
十进制(decimal)：0-9 ，满10进1。
八进制(octal)：0-7 ，满8进1. 以数字0开头表示。
十六进制(hex)：0-9及A-F，满16进1. 以0x或0X开头表示。此处的A-F不区分大小写。如：0x21AF +1= 0X21B0
 */

public class BinaryTest {
    public static void main(String[] args) {
        int num1 = 0b110;
        int num2 = 110;
        int num3 = 0127;
        int num4 = 0x110A;

        System.out.println("num1="+num1);
        System.out.println("num2="+num2);
        System.out.println("num3="+num3);
        System.out.println("num4="+num4);
    }
}

4.2 二进制

Java整数常量默认是int类型，当用二进制定义整数时，其第32位是符号位；当是long类型时，二进制默认占64位，第64位是符号位
二进制的整数有如下三种形式：
- 原码：直接将一个数值换成二进制数。最高位是符号位
- 负数的反码：是对原码按位取反，只是最高位（符号位）确定为1。
- 负数的补码：其反码加1。计算机以二进制补码的形式保存所有的整数。
- 正数的原码、反码、补码都相同，负数的补码是其反码+1

为什么要使用原码、反码、补码表示形式呢？

计算机辨别“符号位”显然会让计算机的基础电路设计变得十分复杂! 于是人们想出了将符号位也参与运算的方法. 我们知道, 根据运算法则减去一个正数等于加上一个负数, 即: 1-1 = 1 + (-1) = 0 , 所以机器可以只有加法而没有减法, 这样计算机运算的设计就更简单了。
在这里插入图片描述
二进制—>十进制

原码与反码是帮助推导出补码而存在的！！！