【Java基础】基本语法-变量与运算符

2023-01-08 11:34:03

基本语法-变量与运算符

关键字和保留字

关键字定义：被 Java 语言赋予了特殊含义，用做专门用途的字符串（单词）。

关键字特点：关键字中所有字母都为小写。

用于定义数据类型：class、interface、enum、byte、short

、int、long、float、double、char、boolean、void
用于定义流程控制：if、else、switch、case、default

、while、do、for、break、continue、return
用于定义访问权限修饰符：private、protected、public
用于定义类，函数，变量修饰符：abstract、final、static、synchronized
用于定义类与类之间关系：extends、implements
用于定义建立实例及引用实例，判断实例：new、this、super、instanceof
用于异常处理：try、catch、finally、throw、throws
用于包：package、import
其他修饰符：native、strictfp、transient、volatile、assert
*用于定义数据类型值的字面值：true、false、null

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。例如：goto 、const。

标识符

标识符：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。即凡是自己可以起名字的地方都叫标识符。

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；
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；
标识符不能包含空格。

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。

变量

变量的概念：

内存中的一块存储区域；
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（即强类型）、变量名和存储的值。

变量的作用：

用于在内存中保存数据

使用变量注意：

Java 中每个变量必须先声明（需赋值才能使用），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。

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。

数据类型：
- 基本数据类型：
  - 整数类型：byte、short、int、long
  - 浮点类型：float、double
  - 字符类型：char
  - 布尔类型：boolean
- 引用数据类型：
  - 类：class、String
  - 接口：interface
  - 数组：array

整数类型

类型	占用存储空间	表数范围
byte	1 byte(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

bit: 计算机中的最小存储单位。

byte:计算机中基本存储单元。

Java 的整型常量默认为 int 型，声明 long 型常量须后加 ‘l’ 或 ‘L’。

浮点类型

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

Java 的浮点型常量默认为 double 型，声明 float 型常量须后加 ‘f’ 或 ‘F’。

字符类型

char 型数据用来表示通常意义上“字符”(2字节)；
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。

编码：

ASCII：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。它的缺点是：不能表示所有字符；相同的编码表示的字符不一样。
Unicode：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。它的缺点是：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；并且是对于存储空间来说是极大的浪费。
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。

布尔类型

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 JVM 中的 int 数据类型来代替，即 true 用 1 表示，false 用 0 表示。

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（表示数的范围大小）排序为：char / byte / short -> int -> long -> float -> double。

转换规则：

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。

强制类型转换

转换规则：

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；String a = “43”; int i = Integer.parseInt(a);
boolean 类型不可以转换为其它的数据类型。

运算符

运算符是一种特殊的符号，用以表示数据的运算、赋值和比较等。包括：

算术运算符；
赋值运算符；
比较运算符（关系运算符）；
逻辑运算符；
位运算符；
三元运算符。

算术运算符

注意问题：
- 如果对负数取模，可以把模数负号忽略不记，但被模数是负数则不可忽略。此外，取模运算的结果不一定总是整数。
- 对于除号“/”，它的整数除和小数除是有区别的：整数之间做除法时，只保留整数部分而舍弃小数部分。
- “+” 除字符串相加功能外，还能把非字符串转换成字符串。

赋值运算符

符号：=
- 当“=”两侧数据类型不一致时，可以使用自动类型转换或使用强制类型转换原则进行处理。
- 支持连续赋值。
扩展赋值运算符：+=, -=, *=, /=, %=。它们不会改变数据类型。

比较运算符

比较运算符的结果都是boolean型，也就是要么是true，要么是false。
比较运算符“==”不能误写成“=” 。

逻辑运算符

& 逻辑与
| 逻辑或
! 逻辑非
&& 短路与
|| 短路或
^ 逻辑异或

位运算符

位运算是直接对整数的二进制进行的运算

运算符	运算	范例
`<<`	左移。空位补0，被移除的高位丢弃，空缺位补0。	`3 << 2 = 12 --> 322=12`
`>>`	右移。被移位的二进制最高位是0，右移后，空缺位补0；最高位是1，空缺位补1。	`3 >> 1 = 1 --> 3/2=1`
`>>>`	无符号右移。被移位二进制最高位无论是0或者是1，空缺位都用0补。	`3 >>> 1 = 1 --> 3/2=1`
`&`	与运算。二进制位进行&运算，只有1&1时结果是1，否则是0。	`6 & 3 = 2`
`\|`	或运算	`6 \| 3 = 7`
`^`	异或运算	`6 ^ 3 = 5`
`~`	取反运算	`~6 = -7`

三元运算符

只有单目运算符、三元运算符、赋值运算符是从右向左运算的。

练习和总结

标识符的命名规则需要注意哪几点？

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；
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；
标识符不能包含空格。

基本数据类型有哪几类？包含 String 吗？

基本数据类型：
- 整数类型：byte、short、int、long
- 浮点类型：float、double
- 字符类型：char
- 布尔类型：boolean

String 是引用数据类型。

写出基本数据类型自动转化的流程图？

char / short / byte -> int -> long -> float -> double

整型默认的是什么类型，浮点型（实数型）默认的是什么类型？

int; double;

对于包名，类名接口名，变量名和函数名，常量名我们习惯如何格式来命名？

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。

强制类型转化可能出现的问题？

精度损失。

char 型变量中能不能存储一个中文汉字？为什么？

可以，因为 Java 一个字符是 2 个字节，每一个字符使用 Unicode 编码表示。

定义 float f = 3.4; 是否正确？表达式 15/2*2 的值是多少？

错误，应该为 float f = 3.4F;。14

根据运算符的功能，我们把运算符分成哪几类？

算术运算符；
赋值运算符；
比较运算符（关系运算符）；
逻辑运算符；
位运算符；
三元运算符。

Java 有没有 goto？

是 Java 中的保留字，现在没有在 Java 中使用。

用最有效的的方法算出 2 称以 8 等于几？

位运算，2<<3

以下代码的运行结果：

public static void main(String[] args) {

    char x = 'x';

    int i = 10;

    System.out.println(true? x : i);    // 120

    System.out.println(true? 'x' : 10); // x

    int a = 8, b = 3;

    System.out.println(a>>>b);  //

    System.out.println(a>>>b | 2);  //

}

为抵抗洪水，战士连续作战 89 小时，编程计算共多少天零多少小时？

package com.parzulpan.java.ch02;

/**

 * @author : parzulpan

 * @time : 2020-11-16

 * @attention : 为抵抗洪水，战士连续作战 89 小时，编程计算共多少天零多少小时？

 */

public class GetDay {

    public static void main(String[] args) {

        int all = 89;

        int day = all / 24;

        int h = all % 24;

        System.out.println("共 " + day + " 天零 " + h + " 小时");

    }

}

今天是周二，100 天以后是周几？

package com.parzulpan.java.ch02;

/**

 * @author : parzulpan

 * @time : 2020-11-16

 * @attention : 今天是周二，100 天以后是周几？

 */

public class GetWeek {

    public static void main(String[] args) {

        int all = 100 + 2;

        int week = all % 7;

        System.out.println("今天是周二，100 天以后是周 " + week);

    }

}

编写代码实现两个变量值交换？

package com.parzulpan.java.ch02;

/**

 * @author : parzulpan

 * @time : 2020-11-16

 * @attention : 实现两个变量值交换？

 */

public class SwapTwoNum {

    public static void main(String[] args) {

        swapV1(324, 953);

        swapV2(324, 953);

        swapV3(324, 953);

    }

    public static void swapV1(int num1, int num2) {

        int temp = num1;

        num1 = num2;

        num2 = temp;

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

    }

    public static void swapV2(int num1, int num2) {

        num1 = num1 + num2;

        num2 = num1 - num2;

        num1 = num1 - num2;

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

    }

    public static void swapV3(int num1, int num2) {

        num1 = num1 ^ num2;

        num2 = num1 ^ num2;

        num1 = num1 ^ num2;

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

    }

}

如何求一个 0~255 范围内的整数的十六进制值，例如 60 的十六进制表示形式 3C ？

package com.parzulpan.java.ch02;

/**

 * @author : parzulpan

 * @time : 2020-11-16

 * @attention : 如何求一个 0~255 范围内的整数的十六进制值，例如 60 的十六进制表示形式 3C ？

 */

public class GetHex {

    public static void main(String[] args) {

        //方式一：自动实现

        String str1 = Integer.toBinaryString(60);

        System.out.println(str1);   // 111100

        String str2 = Integer.toHexString(60);

        System.out.println(str2);   // 3c

        //方式二：手动实现

        int i1 = 60;

        int i2 = i1&15;

        String j = (i2 > 9)? (char)(i2-10 + 'A')+"" : i2+"";

        int temp = i1 >>> 4;

        i2 = temp & 15;

        String k = (i2 > 9)? (char)(i2-10 + 'A')+"" : i2+"";

        System.out.println(k+""+j); //3C

    }

}

比较 + 与 += ？

short s1 = 1; s1 = s1 + 1;  // 编译失败，需要强制类型转换

short s1 = 1; s1 += 1;  // 正确，等价于自增操作（++s1），不会改变数据类型

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