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变量和类型
1.0前言
最近刚刚系统学完C语言，又有很长一段时间没有写过博客了，写博客的目的是为了更好的督促自己学习以及课后及时巩固学习，望今后的日子能牢记初心，省察克治；
希望大家千万不要像早年的胡适先生一样！！
1.1变量和类型解释
变量指的是程序运行时可变的量. 相当于开辟一块内存空间来保存一些数据.（在程序运行期间，可能会改变或者被赋值的，我们称之为变量。）
类型则是对变量的种类进行了划分, 不同的类型的变量具有不同的特性.
我们所讨论的 “变量” 主要和我们的 “内存” 这样的硬件设备密切相关
这里给大家简单的解释一下冯诺伊曼体系：
输入设备：键盘
存储器：内存
输出设备：显示屏
运算器：进行算术运算和逻辑运算
控制器：CPU类
工作原理： 输入设备获取数据存储到内存中，CPU 从内存中取出数据并进行处理，运算完毕后在交给内存，内存将 CPU 处理过的数据交给输出设备，由输出设备进行数据的输出。
1.2 整型变量
基本语法格式：
int 变量名 = 初始值;
注意事项:
int表示变量的类型是一个整型- 变量名是变量的标识. 后续都是通过这个名字来使用变量
Java中 = 表示赋值(和数学不一样), 意思是给变量设置一个初始值.- 初始化操作是可选的, 但是建议创建变量的时候都显式初始化.
- 最后不要忘记分号, 否则会编译失败.
- // 表示注释. 注释作为代码的解释说明部分, 不参与编译运行.
用以下代码查看 Java 中的整型数据范围:
System.out.println(Integer.MAX_VALUE); // int 的最大值
System.out.println(Integer.MIN_VALUE); // int 的最小值
当int类型超过最大值时，MAX+1=-2147483648，显然21亿这样的数字对于当前的大数据时代来说, 是很容易超出的. 针对这种情况, 我们就需要使用更大范围的数据类型来
表示了. Java 中提供了 long 类型
1.3 长整型变量
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) ;
注意事项:
- 基本语法格式和创建
int变量基本一致, 只是把类型修改成long - 初始化设定的值为
10L, 表示一个长整型的数字.10l也可以. - 使用
10初始化也可以,10的类型是int,10L的类型是long, 使用10 L或者10 l更好一些.
Java中long类型占8个字节. 表示的数据范围-2^63 -> 2^63-1
1.4 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)
Java 中的 double 虽然也是 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.（学过C语言的小伙伴们应该就清楚，浮点型在内存中的存储是比较复杂的IEEE 754规定），尝试使用有限的内存空间表示可能无限的小数, 势必会存在一定的精度误差
1.5 单精度浮点型变量
基本格式:
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。
1.6 字符类型变量
基本格式:
char 变量名 = 初始值;
代码示例:
char ch = 'A';
注意事项:
Java中使用单引号 + 单个字母的形式表示字符字面值.- 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.
1.7 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);
注意事项:
- 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 ) - 字节类型和字符类型互不相干
1.8 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);
注意事项:
short占用 2 个字节, 表示的数据范围是-32768 -> +32767- 这个表示范围比较小, 一般不推荐使用.
1.9 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);
注意事项:
1.boolean 类型的变量只有两种取值, true 表示真, false 表示假.
2. 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.
3. 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
2.0 字符串类型变量(重点)
把一些字符放到一起就构成了字符串
基本语法格式:
String 变量名 = "初始值";
代码示例:
String name = "zhangsan";
System.out.println(name);
注意事项:
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(后面重点解释). - 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.
转义字符示例:
// 创建一个字符串 My name is "张三"
String name = "My name is \"张三\"";
转义字符有很多, 其中几个比较常见的如下:
字符串的 + 操作, 表示字符串拼接:(对于刚刚从C语言过来的我，真的一下子很难接受这个说法emm…)
String a = "hello";
String b = "world";
String c = a + b;
System.out.println(c);
还可以用字符串和整数进行拼接:
String str = "result = ";
int a = 10;
int b = 20;
String result = str + a + b;
System.out.println(result);
// 执行结果
result = 1020
以上代码说明, 当一个 + 表达式中存在字符串的时候, 都是执行字符串拼接行为.
因此我们可以很方便的使用 System.out.println 同时打印多个字符串或数字
int a = 10;
int b = 20;
System.out.println("a = " + a + ",b = " + b)
2.1 变量的作用域
作用域：也就是该变量能生效的范围, 一般是变量定义所在的代码块 (大括号)
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.
}
}
2.2 变量的命名规则
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 不推荐这样做
软性指标:
4. 变量命名要具有描述性, 见名知意.
5. 变量名不宜使用拼音(但是不绝对).
6. 变量名的词性推荐使用名词.
7. 变量命名推荐 小驼峰命名法, 当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
小驼峰命名示例:
int maxValue = 100;
String studentName = "张三"
2.3 常量
上面讨论的都是各种规则的变量, 每种类型的变量也对应着一种相同类型的常量.
常量指的是运行时类型不能发生改变.
常量主要有以下两种体现形式:
1. 字面值常量
2. final 关键字修饰的常量
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
2.4 int 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);
运算符
算术运算符
基本四则运算符 + - * / %,这些正常的加减乘除取模倒是没啥好讲的，新手只需注意一下%的用法即可。
增量赋值运算符 += -= *= /= %=，一种非常方便的缩写，和C语言用法一致。
int a = 10;
a += 1; // 等价于 a = a + 1
System.out.println(a);
自增/自减运算符 ++ --，使某一个数+1，在循环中非常好用，常用的一种运算符，需要注意的是前置和后置的区别，和C语言用法一致。
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
关系运算符
关系运算符主要有六个：== != < > <= >=，这些都没啥好说的哈，等于，不等于，小于大于，小于等于，大于等于。
注意: 关系运算符的表达式返回值都是 boolean 类型
在这里插入代码片
逻辑运算符
逻辑运算符主要有三个:&& || !，这三个运算符和高中的时候学习的与或非基本一致。
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
逻辑与 &&
规则: 两个操作数都为 true, 结果为 true, 否则结果为 false
逻辑或 ||
规则: 两个操作数都为 false, 结果为 false, 否则结果为 true
逻辑非 !
规则: 操作数为 true, 结果为 false; 操作数为 false, 结果为 true(这是个单目运算符, 只有一个操作数).
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
我们都知道, 计算 10 / 0 会导致程序抛出异常. 但是上面的代码却能正常运行, 说明 10 / 0 并没有真正被求值.
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.
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
按位与 &
如果两个二进制位都是 1, 则结果为 1, 否则结果为 0
int a = 10;
int b = 20;
System.out.println(a & b);
进行按位运算, 需要先把 10 和 20 转成二进制, 分别为 1010 和 10100
按位或 |
按位或 |: 如果两个二进制位都是 0, 则结果为 0 否则结果为 1.
运算方式和按位于类似. 大家可以自己用上面的方法尝试一下，我就不详细为大家画图了。
注意: 当 & 和 | 的操作数为整数(int, short, long, byte) 的时候, 表示按位运算, 当操作数为 boolean 的时候, 表示逻辑
运算.
按位取反 ~
按位取反 ~: 如果该位为 0 则转为 1, 如果该位为 1 则转为 0
注意:
-
0x前缀的数字为十六进制数字.十六进制可以看成是二进制的简化表示方式. 一个十六进制数字对应4个二进制位. -
0xf表示10进制的15, 也就是二进制的1111 -
printf能够格式化输出内容,%x表示按照十六进制输出. -
\n表示换行符
按位异或 ^
按位异或 ^: 如果两个数字的二进制位相同, 则结果为 0, 相异则结果为 1
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，也是 Java 中唯一的一个 三目运算符, 是条件判断语句的简化写法.
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.
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，真的是非常非常像，刚接触编程的小伙伴强烈建议一定要先学习C语言，这个步骤真的very important。