数据类型和运算符
数据类型和运算符
1、变量和类型
变量相当于箱子，类型相当于箱子的大小
冯诺依曼体系：
在Java中一定对变量初始化，不初始化会报错
数值类型都是有取值范围的，存储数据的时候不要超过取值范围
建议从字节小往大记。
1.1 整形变量
基本语法格式：
int 变量名 = 初始值;
代码示例：
int num = 10; // 定义一个整型变量
System.out.println(num) ;
- int 占4个字节，不管多少位的操作系统都占4位，充分说明可移植性 。
- Java中的int没有所谓的无符号类型，统一都是有符号的。
- int的取值范围，int占4字节，因为第一位是符号位，范围是-2^ 8-2^ 7 也就是 -128-127。
可通过以下代码查看整形的数据范围：
System.out.println(Integer.MAX_VALUE); // int 的最大值
System.out.println(Integer.MIN_VALUE); // int 的最小值
1.2 long 长整形
基本语法格式：
long 变量名 = 初始值;
代码示例：
long num = 10L; // 定义一个长整型变量, 初始值写作 10l 也可以(小写的 L, 不是数字1).
System.out.println(num) ;
- 8个字节 64 位，-2^ 63-2^ 63-1。
- Java中不存在long long 类型。
- 使用10L，10l，10初始化同样可以。
System.out.println(Long.MAX_VALUE);
System.out.println(Long.MIN_VALUE);
1.3 双精度浮点型变量
基本语法格式：
double 变量名 = 初始值;
代码示例：
double num = 1.0;
System.out.println(num);
- 在Java中，int 除以 int 的值仍然是 int(会直接舍弃小数部分）。
- 小数本身没有一个精确的数字的，他只能精确到几位。
- 也是 8 个字节, 但是浮点数的内存布局和整数差别很大, 不能单纯的用
2 ^ n 的形式表示数据范围。
1.4 单精度浮点型变量
基本语法格式：
float 变量名 = 初始值;
代码示例：
float num = 1.0f; // 写作 1.0F 也可以
System.out.println(num);
- float 类型在 Java 中占四个字节, 同样遵守 IEEE 754 标准. 由于表示的数据精度范围较小, 一般在工程上用到浮点数都优先考虑 double, 不太推荐使用 float。
1.5 字符类型变量
基本语法格式：
char 变量名 = 初始值;
代码示例：
char ch = 'A';
- Java中的char是两个字节。
- 计算机中的字符本质上是一个整数. 在 C 语言中使用 ASCII 表示字符, 而 Java 中使用 Unicode 表示字符. 因此一个字符占用两个字节, 表示的字符种类更多, 包括中文(一个字符表示一个汉字)。
1.6 字节类型变量
基本语法格式：
byte 变量名 = 初始值;
代码示例：
byte value = 0;
System.out.println(value);
- 字节类型表示的也是整数只占一个字节, 表示范围较小 ( -128 -> +127 )
- byte 占一个字节相当于C语言中的char 。
- 字节类型和字符类型互不相干。
1.7 短整型变量
基本语法格式：
short 变量名 = 初始值;
代码示例：
short value = 0;
System.out.println(value);
- short 占用 2 个字节, 表示的数据范围是 -32768 -> +32767。
- 表示范围较小，一般不推荐使用。
1.8 布尔类型变量
基本语法格式：
boolean 变量名 = 初始值;
代码示例：
boolean value = true;
System.out.println(value);
- boolean 类型的变量只有两种取值, true 表示真, false 表示假。
- Java 的 boolean 类型和 int 不能相互转换, 不存在 1 表示 true, 0 表示 false 这样的用法。
- boolean 类型有些 JVM 的实现是占 1 个字节, 有些是占 1 个比特位, 这个没有明确规定。
1.9 字符串类型变量
在Java中有字符串类型的变量，而在C语言中不存在。
‘a’单引号引起的叫做字符。
“abcd”双引号引起的若干字符叫做字符串。
基本语法格式：
String 变量名 = “初始值”;
代码示例：
String name = "zhangsan";
System.out.println(name);
- Java 使用 双引号 + 若干字符 的方式表示字符串字面值。
- 和上面的类型不同, String 不是基本类型, 而是引用类型。
- 字符串中的一些特定的不太方便直接表示的字符需要进行转义。
字符串的用法
- 字符串的拼接：
- 转义字符：
1.10 变量的作用域
变量的作用域就是变量的作用范围，一般是变量定义所在的代码块 (大括号)
在Java中没有所谓的全局变量的概念。
class Test {
public static void main(String[] args) {
{
int x = 10;
System.out.println(x); // 编译通过;
}
System.out.println(x); // 编译失败, 找不到变量 x.
}
}
1.11 变量的命名
硬性指标:
- 一个变量名只能包含数字, 字母, 下划线。
- 数字不能开头。
- 变量名是大小写敏感的. 即 num 和 Num 是两个不同的变量。
注意: 虽然语法上也允许使用中文/美元符($)命名变量, 但是 强烈 不推荐
软性指标:
- 变量命名要具有描述性, 见名知意。
- 变量名不宜使用拼音(但是不绝对)。
- 变量名的词性推荐使用名词。
- 变量命名推荐 小驼峰命名法：一个变量名由多个单词构成的时候, 除了第一个单词之外, 其他单词首字母都大写。
1.12 常量
常量分为两种
1、字面值常量，例如：10,20，true，a,b。
2、final修饰的变量->常量，(const)。
final int a = 10;
a = 20; // 编译出错. 提示 无法为最终变量a分配值
- 常量不能在程序运行过程中发生修改(只能初始化一次)。
- 在程序编译的时候，就已经确定其值是什么。
- 推荐常量大写
1.13理解类型转换
- int 和 long/double 相互赋值
int a = 10;
long b = 20;
a = b; // 编译出错, 提示可能会损失精度.
b = a; // 编译通过.
int a = 10;
double b = 1.0;
a = b; // 编译出错, 提示可能会损失精度.
b = a; // 编译通过.
结论：不同数字类型的变量之间赋值, 表示范围更小的类型能隐式转换成范围较大的类型, 反之则不行。
- int 和 boolean 相互赋值
int a = 10;
boolean b = true;
b = a; // 编译出错, 提示不兼容的类型
a = b; // 编译出错, 提示不兼容的类型
结论 ：int 和 boolean 是毫不相干的两种类型, 不能相互赋值。
- int字面值常量 给 byte 赋值
byte a = 100; // 编译通过
byte b = 256; // 编译报错, 提示 从int转换到byte可能会有损失
注意: byte 表示的数据范围是 -128 -> +127, 256 已经超过范围, 而 100 还在范围之内。
结论: 使用字面值常量赋值的时候, Java 会自动进行一些检查校验, 判定赋值是否合理。
- 使用强制类型转换
int a = 0;
double b = 10.5;
a = (int)b;
int a = 10;
boolean b = false;
b = (boolean)a; // 编译出错, 提示不兼容的类型.
结论: 使用 (类型) 的方式可以将 double 类型强制转成 int. 但是
- 强制类型转换可能会导致精度丢失. 如刚才的例子中, 赋值之后, 10.5 就变成 10 了, 小数点后面的部分被忽略。
- 强制类型转换不是一定能成功, 互不相干的类型之间无法强转。
int c=(int)l,强制类型转换，有风险的。
类型转换小结
- 不同数字类型的变量之间赋值, 表示范围更小的类型能隐式转换成范围较大的类型。
- 如果需要把范围大的类型赋值给范围小的, 需要强制类型转换, 但是可能精度丢失。
- 将一个字面值常量进行赋值的时候, Java 会自动针对数字范围进行检查。
1.14理解数值提升
注意:报错的原因：a和b是小于4个字节的，在计算机中，小于4个字节运算时，会先提升为int类型。
正确写法：
类型提升小结
- 对于 short, byte 这种比 4 个字节小的类型, 会先提升成 4 个字节的 int , 再运算。
- int和boolean不能相互转换 。
- 不同类型的数据混合运算, 范围小的会提升成范围大的。
- 所有的类型提升都是为了效率高。
1.14int和string之间的相互转换
- int转成String
int num = 10;
// 方法1
String str1 = num + "";
// 方法2
String str2 = String.valueOf(num);
- String转成int
String str = "100";
int num = Integer.parseInt(str);
1.15小结
包装类：
除了int和char，其余包装类都是首字母大写。
2、运算符
2.1算数运算符
- 基本四则运算符：
+，-，*，/，%
注意：
- int / int 结果还是 int, 需要使用 double 来计算。
- 0 不能作为除数。
- % 表示取余, 不仅仅可以对 int 求模, 也能对 double 来求模。
- 增量赋值运算符
+= ，-=， *=， /=， %=
注意
short s = 10;
//s=(short)(s+9);需要强制类型转换，因为short占2个字节，计算时会发生整形提升
s+=9;//复合运算符会自动类型转换
System.out.println(s);
- 自增/自减运算符
++ ，–
结论:
- 如果不取自增运算的表达式的返回值, 则前置自增和后置自增没有区别。
- 如果取表达式的返回值, 则前置自增的返回值是自增之后的值, 后置自增的返回值是自增之前的值。
2.2关系运算符
关系运算符主要有六个:
==， !=， < ，>， <=， >=
int a = 10;
int b = 20;
System.out.println(a == b);//false
System.out.println(a != b);//true
System.out.println(a < b);//true
System.out.println(a > b);//false
System.out.println(a <= b);//true
System.out.println(a >= b);//false
注意: 关系运算符的表达式返回值都是 boolean 类型，返回值是true或者false
2.3逻辑运算符(重点)
逻辑运算符主要有三个:
&&, ||, !
注意: 逻辑运算符的操作数(操作数往往是关系运算符的结果)和返回值都是 boolean
短路求值:
&& 和 || 遵守短路求值的规则
System.out.println(10 > 20 && 10 / 0 == 0); // 打印 false
System.out.println(10 < 20 || 10 / 0 == 0); // 打印 true
结论:
- 对于 && , 如果左侧表达式值为 false, 则表达式的整体的值一定是 false, 无需计算右侧表达式。
- 对于 ||, 如果左侧表达式值为 true, 则表达式的整体的值一定是 true, 无需计算右侧表达式。
2.4位运算符
Java 中对数据的操作的最小单位不是字节, 而是二进制位.
位运算符主要有四个:
& ，| ，~， ^
位操作表示按二进制位运算，计算机中都是使用二进制来表示数据的(01构成的序列), 按位运算就是在按照二进制位的每一位依次进行计算。
2.5位移运算(了解)
移位运算符有三个:
<< ，>>， >>>
左移 <<: 最左侧位不要了, 最右侧补 0。
右移 >>: 最右侧位不要了, 最左侧补符号位(正数补0, 负数补1)。
无符号右移 >>>: 最右侧位不要了, 不管符号位，最左侧补 0。
注意:
- 左移 1 位, 相当于原数字 * 2. 左移 N 位, 相当于原数字 *2 的N次方。
- 右移 1 位, 相当于原数字 / 2. 右移 N 位, 相当于原数字 / 2 的N次方。
- 由于计算机计算移位效率高于计算乘除, 当某个代码正好乘除 2 的N次方的时候可以用移位运算代替。
- 移动负数位或者移位位数过大都没有意义。
2.6条件运算符
条件运算符只有一个:
表达式1 ? 表达式2 : 表达式3
当 表达式1 的值为 true 时, 整个表达式的值为 表达式2 的值; 当 表达式1 的值为 false 时, 整个表达式的值为 表达式3 的值。
// 求两个整数的最大值
int a = 10;
int b = 20;
int max = a > b ? a : b;
2.7运算符的优先级
运算符之间是有优先级的. 具体的规则我们不必记忆. 在可能存在歧义的代码中加上括号即可。
2.8小结
- % 操作再 Java 中也能针对 double 来计算。
- 需要区分清楚 前置自增 和 后置自增之间的区别。
- 由于 Java 是强类型语言, 因此对于类型检查较严格, 因此像 && 之类的运算操作数必须是 boolean。
- 要区分清楚 & 和 | 什么时候是表示按位运算, 什么时候表示逻辑运算。
整体来看, Java 的运算符的基本规则和 C 语言基本一致。