JAVA入门 第二章 JAVA基本语法（一）变量与运算符

2.1 关键字和保留字

2.1.1 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）

特点：关键字中所有字母都为小写

• 用于定义数据类型的关键字⭐️

  class interface

  enum byte

  short int long

  float double

  char

  boolean

  void

• 用于定义数据类型值的关键字

  true false null

• 用于定义流程控制的关键字

  if else

  switch case default

  while do

  for

  continue break return

• 用于定义 访问权限修饰符 的关键字

  public protect private

• 用于定义 类、函数、变量修饰符 的关键字⭐️

  abstract final static synchronize

• 用于定义 类与类之间关系 的关键字

  extends implements

• 用于定义 建立实例、引用实例及判断实例 的关键字

  new

  this super

  instanceof

• 用于 异常处理 的关键字

  try catch finally

  throw throws

• 用于 包 的关键字

  package import

• 其它修饰符关键字

  native strictfp transient valatile assert

2.1.2 保留字 待之后的JAVA版本使用

cast、future、generic、inner、operator、outer、rest、var、goto、const

2.2 标识符（identifier）

2.2.1 定义

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。

2.2.2 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。
• 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。

2.2.3 Java的名称命名规范----约定俗成

• 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。

2.3 变量

使用变量注意：

1. Java中每个变量必须先声明，后使用，同时避免使用关键字和保留字
2. 变量的作用域：一对{ }之间有效
3. 初始化值
4. 使用变量名来访问这块区域的数据

2.3.1 变量的分类

• 按数据类型

//⭐️添加图片

整数类型

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。

类型	占用存储空间	表数的范围	特殊备注
byte	1字节=8bit位	-2^7 ~ 2^7-1 (-128 ~ 127)
short	2字节	-2^15 ~ 2^15-1 (-32768 ~ 32767)
int	4字节	-2^31 ~ 2^31-1 (-21亿4748万3648 ~ 21亿4748万3658)	通常声明为int型
long	8字节	-2^63 ~ 2^63-1 (-9223372036854775808 ~ 9223372036854775808)约922兆(亿亿)	除非不足以表示较大的数，才使用long。声明long型常量须后加‘l’或‘L’

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。

两种表示形式

• 十进制数形式

  5.12 1024.0f .128

• 科学记数法形式

  5.12E2 1024E2 100E-2

类型	占用存储空间	表数的范围	特殊备注
单精度float	4字节	大约正负3.40282347E+38F(有效位数6～7位)	很多情况下，精度很难满足需求
双精度double	8字节	大约正负1.79769313486231570E+308(有效位数位15位)	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’

char----字符类型

char 型数据用来表示通常意义上“字符”(2字节)

字符型常量的三种表现形式：

• 字符常量是用单引号(‘ ’)括起来的单个字符，涵盖世界上所有书面语的字符。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。

转义字符	说明
\b	退格符
\n	换行
\r	回车符
\t	制表符
"	双引号
'	单引号
|反斜线

UTF-8 是在互联网上使用最广的一种 Unicode 的实现方式。

定义：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。

boolean：布尔类型

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；

数据只允许取值true和false，无null；

• 不可以0或非 0 的整数替代，这点与 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

  参考《java虚拟机规范 8版》

String：字符串类型

String不是基本数据类型，属于引用数据类型。

1) 使用方式跟基本数据类型一致：String str = "lona";
2) 一个字符串可以串接另一个字符串，或直接串接其它类型的数据。

2.3.2 基本数据类型变量间转换

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

(byte、char、short) -> int -> long -> float -> double

• 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。
• 当把任何基本类型的值和字符串(String)进行连接运算时(+)，基本类型的值将自动转化为字符串类型。

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

2.3进制与进制间的转换

对于整数，有四种表示方式：

• 二进制：0,1 ，满2进1.以0b或0B开头。
• 十进制：0-9 ，满10进1.
• 八进制：0-7 ，满8进1. 以数字0开头表示。
• 十六进制：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

二进制

• 所有数字在计算机底层都以二进制形式存在。

• 计算机以补码的形式保存所有的整数。

  • (约定俗成)正数的原码、反码、补码都相同

  • Java当用二进制定义整数时:

    * 整数常量默认是int类型，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
  

负数时：

为了方便负数的计算，利用补码，目的是 减法 可以 用加补码 的方法计算。

• 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。

2.4 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。

• 算术运算符

运算符	运算	范例	结果
+	正号	+8	8
-	负号	-8	-8
+	正号	6+2	8
-	减号	6-2	4
*	乘号	6*2	12
/	除号	6/2	3
%	取模(取余)	7/2	1
++	自增(前)-先运算后取值	a=2;b=++a;	a=3;b=3
++	自增(后)-先取值后运算	a=2;b=a++;	a=3;b=2
--	自减(前)-先运算后取值	a=2;b=--a;	a=1;b=1
--	自减(后)-先取值后运算	a=2;b=a--;	a=1;b=2
+	字符串相加	"lo" + "na"	"lona"

int i1 = 10;int i2 = 20;
int i = i1++;
System.out.print("i="+i);
System.out.println("i1="+i1);
i = ++i1;
System.out.print("i="+i);
System.out.println("i1="+i1);
i = i2--;
System.out.print("i="+i);
System.out.println("i2="+i2);
i = --i2;
System.out.print("i="+i);
System.out.println("i2="+i2);
/*
    结果：
    i=10i1=11
    i=12i1=12
    i=20i2=19
    i=18i2=18
*/

• 赋值运算符

  1. 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。
  2. 支持连续赋值。
  3. +=, -=, *=, /=, %=

//example1
int i = 1;
i *= 0.1;
System.out.println(i);//0 注意i的类型
i++;
System.out.println(i);//1

//example2
int n = 10;
n += (n++) + (++n);
System.out.println(n);//32

• 比较运算符（关系运算符）

运算符	运算	范例	结果
==	相等于	4==3	false
!=	不等于	4!=3	true
<	小于	4<3	false
>	大于	4>3	true
<=	小于等于	4<=3	false
>=	大于等于	4>=3	true
instanceof	检查是否是类的对象	“Hello” instanceof String	true

• 逻辑运算符

a	b	a&b	a && b	a I b	a II b	!a	a^b
true	true	true	true	true	true	false	false
true	false	false	false	true	true	false	true
false	true	false	false	true	true	true	true
false	false	false	false	false	false	true	false

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

“&”和“&&”的区别：

单&时，左边无论真假，右边都进行运算；
双&时，如果左边为真，右边参与运算，如果左边为假，那么右边不参与运算。

“|”和“||”的区别

同理，||表示：当左边为真，右边不参与运算。

异或( ^ )与或( | )的不同之处是：

当异或左右都为true时，结果为false。
理解：异或，追求的是“异”!

/*
 * 逻辑运算符
 * */
int x = 1;
int y=1;

if(x++==2 & ++y==2){
    x =7;
}
System.out.println("x="+x+",y="+y);//x=2,y=2

if(x++==2 && ++y==2){
    x =7;
}
System.out.println("x="+x+",y="+y);//x=2,y=1
    
if(x++==1 | ++y==1){
    x =7;
}
System.out.println("x="+x+",y="+y);//x=7,y=2
    
if(x++==1 || ++y==1){
    x =7;
}
System.out.println("x="+x+",y="+y);//x=7,y=1

//example2
 boolean x=true;
 boolean y=false;
 short z = 42;
 //if(y == true)
 if((z++==42)&&(y=true))z++;
 if((x=false) || (++z==45))  z++;
 
 System. out.println("z="+z);//46

• 位运算符

运算符	运算	范例	运算细节
<<	左移	3 << 2 = 12 --> 3*2*2=12	空位补0，被移除的高位丢弃，空缺位补0。
>>	右移	3 >> 1 = 1 --> 3/2=1	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。
>>>	无符号右移	3 >>> 1 = 1 --> 3/2=1	被移位二进制最高位无论是0或者是1，空缺位都用0补。
&	与运算	6 & 3 = 2	二进制位进行&运算，只有1&1时结果是1，否则是0;
I	或运算	6 I 3 = 7	二进制位进行 I 运算，只有0 I 0时结果是0，否则是1;	^	异或运算	6 ^ 3 = 5	相同二进制位进行 ^ 运算，结果是0；1^1=0 , 0^0=0 不相同二进制位 ^ 运算结果是1。1^0=1 , 0^1=1
~	反码⭐️	~6 = -7	正数取反，各二进制码按补码各位取反;负数取反，各二进制码按补码各位取反

• 三元运算符