第2章 变量，类型和运算符

1. 变量

1.1 变量的概念

变量来源于数学，是计算机语言中能储存计算结果或能表示值抽象概念。可以理解为为某块内存起个名字，通过这个名字找到内存中存放的数据。这块内存的名字一般被称为叫变量名。
示例1：存放整数数据的变量

int a = 30;

int: 表示声明了一个可以存放整数的内存
a: 变量名（内存的名字）
=: 赋值，将等号右侧的数据放入左侧。 此处将数字30放入a的内存中
30: 数值

示例2 ：计算两个整数的和

int a = 30;
int b = 25;
int c = a + b;

变量在声明时，也可以不赋值

int a;
int x,y,z;

1.2 变量的命名规则

• 不能与已有的变量名重复
• 变量名必须已英文字母或者$开头
• 变量名的其余字符可以是英文，数字，下划线和$，中间不能有空格
• 变量名不能使用Java中的关键字和保留字
  java中的两个保留字分别是const和goto

1.3 变量的命名规范

使用的是“驼峰原则”

• 使用英文单词(名词)做为变量名
• 首字母如果是英文，应该是小写字母。比如：name，studentName
• 如果由多个单词组成，第二个单词起，首字母要大写，其余全小写。
• 尽量不要使用无意义的单独字母，如果使用最好写好注释

2. 类型

Java语言是一门强类型的编程语言，声明某个变量时必须指定变量存储类型。
Java中的类型一共有两种

• 基本数据类型（8种）
• 引用数据类型（可以理解为自定义类型 -- 面向对象）

2.1 基本数据类型

分为三大类八种

2.1.1 数值类型

1. 整数类型：表述一个整数

   
   Byte与bit及10进制与2进制的转换

类型	占用空间	位空间	取值范围
byte	1Byte	8bit	[-27,27-1]
short	2Byte	16bit	[-215,215-1]
int（默认）	4Byte	32bit	[-231,231-1]
long	8Byte	64bit	[-263,263-1]

2. 浮点数类型：表述一个浮点数（小数）
   float 4Byte
   double（默认） 8Byte
   示例3： 声明一个浮点数3.14

double d = 3.14;

3. 数字进制的转换

• 10进制和2进制的正数之间
  10->2 除2取余法
  2->10 按位计算求和
  参照上方图片理解

• 10进制和2进制的负数之间
  反码： 所有位上取反 0->1 1->0
  补码： 反码+1
  二进制的负数是以它的正数的补码形式存在内存中
  10 -> 2

  比如将-73转换成二进制
  求得73的二进制为 01001001 （第一位是符号位）
  求得73的二进制的反码 10110110 （第一位是符号位）
  求得73的二进制的补码 10110111 （第一位是符号位）
  10110111即为-73的二进制表示形式

  2 -> 10

  比如将10110111转换成10进制
  二进制减1得到10110110
  取反得到01001001
  转换为10进制73
  原二进制数字的符号位1，为负数，结果为-73

• 10进制和8进制的正数之间
  10 -> 8
  除8取余法

  将97(10)转换成8进制数字
  97 / 8 = 12 余 1
  12 / 8 = 1 余 4
  8进制的结果应该是141

  8 -> 10
  位数相加法

  将174(8)转换成10进制数字
  1x8²+7x8¹+4x8⁰ = 64+56+4=124

• 10进制和16进制的正数之间
  10 -> 16
  除16取余法

  将794(10)转换成16进制数字
  794 / 16 = 49 余 10 (A)
  49 / 16 = 3 余 1
  16进制的结果应该是31A

  16 -> 10
  位数相加法

  将2CF(16)转换成10进制数字
  2x16²+12x16¹+15x16⁰=512+192+15=719
  10进制的结果就是719

4. 使用各种进制数值对int型赋值

int a = 30; //10进制赋值
int b = 0b1001; //2进制  以0b开头
int c = 075;  //8进制    以0开头
int d = 0xFc21; //16进制  以0x开头

2.1.2 字符类型

char表述一个字符（无论英文，数字 ，汉字，符号都算一个字符）
Java中一个字符使用单引号表示'A','2','好','+'
示例4：声明一个字符‘A’

char c = 'A';

2.1.3 布尔类型

boolean表述逻辑的“真”或“假”

• 真 true
• 假 false
  示例5：声明boolean类型的变量

boolean b = true; //表示真
boolean o = false; //表示假

2.1.4 基本数据类型的转换

• 自动转换
  规则：

1. 范围小的类型向范围大的类型
2. 整数向浮点数类型
3. char型向int型
4. 布尔值不能进行任何的转换

自动转换规则

示例6： 自动转换

byte b = 28;
int a = b; //自动转换OK  范围小->范围大
System.out.println(a);
        
long o = 1222;
float f = o; //自动转换OK   正数->浮点数
System.out.println(f);
        
char c = '啊';
int x = c; //自动转换OK    char -> int
System.out.println(x); //ASC码

• 强制转换
  当需要反向类型转换时，需要利用强制转换，强制有可能造成数据的精度丢失。
  精度丢失：数据丢失了位数据或者浮点数部分
  示例7：强制转换

//强制转换成功
int a = 97;
byte b =  (byte) a;
System.out.println(b);
        
//精度丢失
int x = 200;  // 11001000 -> -56
byte y = (byte) x;
System.out.println(y);
        
//精度丢失
double d = 3.14; //丢失浮点数部分
int z = (int) d;
System.out.println(z);
        
//int -> char  可以正常转换
int i = 65;
char j = (char)i;
System.out.println(j);

3. 运算符和表达式

3.1 算术运算符

进行四则运算的符号，主要包含的操作是加减乘除和取余。

• +号 表示加法 5+3
• -号 表示减法或者负数 5-3或-5
• *号 表示乘法 5*3或5*x相当于5x (不建议省略*号)
• /号 表示除法 5/2 (除数不能为0的，执行时程序会报错)
  整数除法的特点：得到的还是整数
• %号 表示取余 5%2 取余运算的结果和符号问题与MySQL讲解Mod函数的规则是一致的。(正负号与被除数一致)

优先级：乘除和取余的操作优先级高于加减，如果弄不清楚，可以加括号
浮点数的乘法和除法时，会有精度问题
示例1：

double d1 = 10.0;
double d2 = 3.0;
System.out.println(d1/d2);

运算结果是

结尾的5是有问题的

由于浮点数运算可能会有精度问题，尽可能的避免使用浮点数的运算结果做为程序的判断依据。
如果必须浮点数做为程序的判断依据，需要使用高精度浮点数BigDecimal类

//整数与浮点数的运算
int a = 5;
double d = 2.5;
double x1 = a+d;
double x2 = a/d;
System.out.println(a+d);
System.out.println(a/d);
//同类型数据的加法
byte s1 = 35;   //35 是 int
short s2 = 37;  //37 是 int
int s3 = s1+s2; //s1 + s2 = int
System.out.println(s3);
        
//溢出  Integer.MAX_VALUE表示int类型的最大值   最大值+1之后变成最小值
int y1 = 1;
int y2 = Integer.MAX_VALUE;
int y3 = y1 + y2;
System.out.println(Integer.MAX_VALUE);
System.out.println(y3);

程序结果

3.2 赋值运算符

对变量进行复制的操作符

• = 赋值 将等号右侧的数据或者变量值赋值给等号左侧
• += 将等号右侧的数据或者变量值以增量的方式赋值给等号左侧

int a = 3;
int b = 5;
b += a; //运算结果相当于 b = b+a;
b结果是8

• -= 将等号右侧的数据或者变量值以增量(减法)的方式赋值给等号左侧

int a = 3;
int b = 5;
b -= a; //运算结果相当于 b = b-a;
b的结果是2

• *= 将等号右侧的数据或者变量值以增量(乘法)的方式赋值给等号左侧

int a = 3;
int b = 5;
b *= a; //运算结果相当于 b = b*a;
b的结果是15

• /= 将等号右侧的数据或者变量值以增量(除法)的方式赋值给等号左侧

int a = 3;
int b = 5;
b /= a; //运算结果相当于 b = b/a;
b的结果是1

• %= 将等号右侧的数据或者变量值以增量(取余)的方式赋值给等号左侧

int a = 3;
int b = 5;
b %= a; //运算结果相当于 b = b%a;
b的结果是2

示例2：以下代码是否有错误

short s = 35;
s = s + 1; //报错， s+1被认为是int类型   不能向short类型直接转换

short s = 35;
s += 1; //OK， +=含有类型转换的功能

3.3 比较运算符

用于对数据进行比较的操作符，它的运算结果是boolean类型

• == 判断两端的数据是否“相等”

int a = 5;
int b = 3;
boolean c = (a == b);
c的结果是false

• != 判断两端的数据是否“不相等”

int a = 5;
int b = 3;
boolean c = (a != b);
c的结果是true

• 和>= 判断左侧是否大于（大于等于）右侧

int a = 5;
int b = 3;
boolean c = (a > b);
c的结果是true

• <和<= 判断左侧是否小于（小于等于）右侧

int a = 5;
int b = 3;
boolean c = (a < b);
c的结果是false

3.4 单目运算符

用于控制整数自增和自减

• ++
  用于表示某个整数变量进行自增1的操作
  如果++在整数变量的后面，表示变量值先参与表达式运算，再自增1

int i =5 ;
int j = (i++)+(i++);
           5        6
j 是  11

如果++在整数变量的前面，表示变量值先自增1，再参与表达式运算

int i = 5;
int j = (++i)+(++i);
            6        7
j 是  13

• --
  用于表示某个整数进行自减1的操作

为一个变量+1的方法有哪些？

• a = a + 1; 效率最低
• a += 1; 含有类型转换
• a++;或++a; 使用++进行自增1操作是效率最高
  推荐++的方式完成变量的自增或自减操作

3.5 逻辑运算符

表示两个逻辑类型（boolean）类型的逻辑操作

• 与 && 如果A&&B 要求必须满足A和B两个条件
• 或 || 如果A||B 至少满足A和B两个条件其一
• 非 ! 如果!A 表示A的逻辑取反
  示例3：逻辑运算

int a = 5;
int b = 3;
int c = 2;
boolean x1 = (a > b) && (b > c);
boolean x2 = (a > b) && (b < c);
        
boolean x3 = (a > b) || (b > c);
boolean x4 = (a > b) || (b < c);
boolean x5 = (a < b) || (b < c);
        
System.out.println(x1);
System.out.println(x2);
System.out.println(x3);
System.out.println(x4);
System.out.println(x5);
System.out.println("=======================");
boolean x6 = !(a > b);
System.out.println(x6);

运算结果

逻辑运算符存在“短路”现象

&&	true	false
true	true	false
false	false	false

||	true	false
true	true	true
false	true	false

短路产生的原因

短路产生的原因

示例4：短路

int i = 5;
// &&或者||  与     ++或--  放在一起    十有八九就是考短路
boolean x = (i++ > 5) && (++i < 6);
//i++ > 5  相当于   5 > 5   false
//x = false   (++i < 6)被短路，不会被执行
// i只自增了1次   i的值是6
System.out.println(x);
System.out.println(i);

3.6 位(bit)运算符

• 与 & 两个位上有一个是0，结果就是0
• 或 | 两个位上有一个是1，结果就是1
• 非 ! 0和1互相取反
• 异或 ^ 两个位上数字一致为0，不一致为1

面试题： &与&&的区别？ |与||的区别?
答案：&可以进行位运算和逻辑运算，它不是短路的。&&只能进行逻辑运算，它是短路的。

移位运算符

• << 左移 左移几次相当于乘以2的几次幂
• >> 右移 右移几次相当于除以2的几次幂 （符号位不会参与移动）
• >>> 无符号右移 会将符号位数字当做普通数字进行移位

面试题/笔试题：求得2的n次幂最快的方式
利用2<<(n-1)即可求得2的n次幂，或1<<n也可以求得2的n次幂

3.7 三目运算符

由2个符号共同组成的一个含有逻辑的运算
int x = (逻辑运算) ? a : b;
当逻辑运算结果为true时，x=a;
当逻辑运算结果为false时，x=b;
a和b的类型必须与x的类型一致

示例4：判断输入的数据是否是偶数

//允许用户在控制台上输入
Scanner sc = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入数字：");
int i = sc.nextInt();
        
//判断用户输入的数字是否是偶数     i % 2 == 0
char c = (i % 2 == 0) ? '是' : '否';
System.out.println(c);