Java基础之变量

1.变量概述

1.1 为什么需要变量

不论是使用哪种高级语言编写程序，变量都是其程序的基本组成单位。变量有三个基本要素：类型、名称、值。

class Test{
  public static void main(String []args){
      int a = 1;//定义一个变量，类型是int类型，名称为a，值1
      int b = 5;//定义一个变量，类型是int类型，名称为b，值5
      b = 44;//把44赋值给变量b
      System.out.println(a);//输出变量a的值
      System.out.println(a);//输出变量b的值
  }
}

1.2 简单理解

变量相当于内存中一个数据存储空间的表示，把变量看成是一个门牌号，通过门牌号就可以找到变量里面存放的值，通过变量名就可以访问到变量值

1.3 变量使用注意事项

• 变量表示内存中的一个存储区域（不同的变量，类型不同，占用的空间大小不同，例如：int占4字节，double占8字节）
• 声明一个变量必须有变量名和数据类型
• 变量必须先声明，后使用
• 如果定义一个变量为什么类型，该变量的值只能在这个类型的范围内变化
• 变量在同一个作用域内不能重名
• 变量三要素：变量名 + 值 + 数据类型

1.4 程序中+号的使用

• 当左右两边都是数值类型时，做加法运算

• 当左右两边有一方为字符串类型时，做拼接运算

  下面是个小测试，看看做对了没

  System.out.println(100 + 98); //输出198
  System.out.println("100" + 98); //输出10098
  System.out.println(100 + 3 + “hello"); //103hello
  System.out.println("hello" + 100 + 3); //hello1003

1.5 Java数据类型

1）Java数据类型分为两大类，基本数据类型和引用数据类型

2）有8中基本数据类型：byte, short, int, long, float, double, boolean, char

3）有3种引用数据类型：类，接口，数组

4）String类型不是基本数据类型，String属于音乐数据类型里面的类

1.6 整数类型

1.6.1 基本介绍

Java的整数类型就是用于存放整数值的，例如：10，20，30

1.6.2 存储大小及范围

1.6.3 整型的使用细节

• Java各整数类型有固定的范围和字段长度，不受具体操作系统的影响，保证了Java的可移植性

• Java的整型常量默认为int类型，声明long类型需要在其后面加'l'或'L'

• Java程序中常量常声明为int类型，除非这个数很大才使用long类型

• bit：计算机中最小的存储单位，byte:计算机中基本存储单元，1byte = 8bit

  思考题：long类型有几个bit ----- 8 byte * 8 bit = 64

• byte = 3,short = 3 在内存中的存在形式

1.7 浮点类型

1.7.1 基本介绍

Java的浮点类型可以表示一个小数，比如12.6， 7.9等

1.7.2 存储大小及范围

1.7.3 浮点型的使用细节

• 与整数类型相似，浮点型也有固定的范围和字段长度，不受具体操作系统影响

• Java的浮点型常量默认值为double类型，声明float类型常量，须后加'f'或'F'

• 浮点型常量有两种表现形式

  1）十进制数形式：如：5.12 512.0f .512（0.512 其中0可以省略）

  2）科学计数法形式：如：5.12e2（5.12*10的2次方）5.12E-2（5.12、10的2次方）

• 通常情况使用double类型，因为它比flaot类型更精准

• 浮点数使用陷阱：2.7 和 8.1/3 比较

   double num1 = 2.7;
   double num2 = 8.1/3;
   System.out.println(num1);//2.7
   System.out.println(num2);//接近2.7的小数，不是2.7
   //采用两数的差值的绝对值来判断，是否在某个精度范围内
   if(Math.abs(num1 - num2) < 0.000001 ) {
      System.out.println("差值非常小，到我的规定精度，认为相等...");
   }
   System.out.println(Math.abs(num1 - num2));
  

  当运算结果为小数时，我们要对它进行判断需要小心；如果直接查询得到的小数或直接赋值，是可以判断是否相等

1.8 Java API文档

1）API(Application Programming Interface，应用程序接口)是Java提供的基本编程接口（java提供的类还有相关的方法）。正文在线文档 https://www.matools.com

2)Java语言提供了大量的基础类，因此Oracle也为这些基础提供了相应的API文档，用于告诉开发者如何使用这些类，以及这些类里面包含的方法

3）举例说明如何使用ArrayList类有哪些方法

a.按照 包->类->方法

b.直接索引 Math

4）Java类的组织形式

1.9 字符类型

1.9.1 基本介绍

字符类型可以表示单个字符，字符类型是char，char是两个字节（可以存放汉字），多个字符我们用字符串String

  char c1 = 'a';
  char c2 = '\t';
  char c3 = '华';
  char c4 = 97;

1.9.2 字符类型使用细节

• 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常量。例如：char c3 = '\n';

• 在Java中，char本质是一个整数，在输出时，是unicode码对应的字符。 http://tool.chinaz.com/Tools/Unicode.aspx

• 可以直接给char赋一个整数，然后输出时，会按照对应的unicode字符输出[97->a, 122->z]

• char类型是直接可以进行运算的，相当于一个整数，因为它都对应有Unicode码

• 字符型存储到计算机中，需要将字符对应的码值（整数）找出来，比如'a'

  存储：'a'>码值97>二进制(110 0001)==>存储

  读取：二进制(110 0001)>97>'a'==>显示

• 字符和码值的对应关系是通过字符编码表决定的（是规定好的）

1.10 字符编码

• 介绍一下基本的字符编码表

  1）ASCII编码：用一个字节表示表示128个字符（实际上一字节可以表示256个字符），只使用了128个

  2）Unicode编码：固定大小的编码，使用两个字符来表示字符，字母和汉字统一都说占用两个字节（表示字母比较浪费空间）

  3）UTF-8编码：大小可变的编码，字母使用1个字节，汉字使用3个字节

  4）GBK编码：可以表示汉字，范围广，字母使用1字节，汉字使用2字节

  5）GB2312编码：可以表示汉字，GB2312 > GBK

  6）Big5码：繁体正文，台湾、香港使用。

1.10.1 ASCII编码

• ASCII编码：上个世纪60年代，美国制定了一套字符编码（使用一个字节），对英语字符与二进制之间的关系，做了统一规定，这被称为ASCII码。ASCII码一共规定了128个字符编码，只占用了一个字节的后面7位，最前面的一位统一规定位0。一个字节可用表示256个字符，ASCII码只用了128个字符
• 缺点：不能表示所有字符

1.10.2 Unicode编码

• Unicode编码都好处：一种编码，将世界上所有的符号都纳入其中。每一个符号都给与一个独一无二的编码，使用Unicode编码没有乱码问题。
• Unicode编码的缺点：一个英文字母和一个汉字都占用2个字节，这对于存储空间来说是浪费的
• 2的16次方是65536，所以最多编码是65536个字符
• 编码0-127的字符是与ASCII的编码一样，比如'a'在ASCII码是ox61，在Unicode码是ox0061,都对应97。因此Unicode码兼容ASCII码。

1.10.3 UTF-8编码

• UTF-8是在互联网上使用最广的一种Unicode的实现方式（改进）
• 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
• 使用大小可变的编码 字母占1字节，汉字占3字节

1.11 布尔类型

• 布尔类型也叫boolean类型，boolean类型数据只允许取值true和false,无null

• boolean类型占1字节

• boolean类型适于逻辑运算，一般用于流程控制

  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

• 不可以用0或非0的整数替代false和true

1.12 数据类型转换

1.12.1 自动类型转换

byte和char、short和char之间不能相互转换

1.12.2 自动类型转换注意细节

• 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
• 当我们把精度（容量）大的数据类型赋值给精度（容量）小的数据类型时，就会报错，反之就会进行自动类型转换
• (byte, short)和char之间不会相互自动转换
• byte, short, char 他们三者可以计算，在参与计算时会自动转化为int类型
• boolean不参与转换
• 自动提升原则：表达式结果的类型自动提升位操作数中最大的类型

 byte b4 = 1;
 short s3 = 100; 
 int num200 = 1; 
 float num300 = 1.1F;
 double num500 = b4 + s3 + num200 + num300; //float -> double

1.12.3 强制类型转化

• 自动类型转化的逆过程，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

public class ForceConvert {
   //编写一个main方法
   public static void main(string[ ] args) {
       //演示强制类型转换
       int n1 = (int)1.9;
       System.out.println( "n1=" + n1); //1，造成精度损失
       int n2 = 2000;
       byte b1 = (byte)n2;
       System.out.println( "b1=" + b1);//造成数据温出
    }
}

1.12.4 强制类型转换细节

• 当进行数据的大小从 大-->小，就需要使用到强制类型转换

• 强制符号只针对于最近的操作数有效，往往会使用小括号提升优先级

    int x = (int)10*3.5 + 6*1.5;//编译会报错，只转换了10*3.5为int类型
    int y = (int)(10*3.5 + 6*1.5);
    System.out.println(y);
  

• char类型可以保存int的·常量值,但不能保存int的变量值,需要强转

    char c1 = 100; //正确
    int m = 100; //正确
    char c2 = m; //错误
    char c3 = (char)m; //正确
    System.out.println(c3);//100对应的字符
  

• byte和short，char类型在进行运算时，当做int类型处理

• 接下来是一道小练习题，来看看是否掌握了

  // 基本数据类型转换-练习题
  // 判断是否能够通过编译
    short s = 12; //ok
    s = s-9; //错误 int ->short
    byte b = 10; //ok
    b =b + 11; //错误 int ->byte
    b= (byte)(b+11); //正确,使用强转
    char c= 'a; //ok
    int i= 16; //ok
    float d =.314F; //ok
    double result =c+ i+ d; //ok float->double
    byte b = 16; //ok
    short s =14;//ok
    short t=s +b; //错误 int ->short
  

1.13 基本数据类型和String类型的转换

1.13.1 介绍

• 在程序开发中，我们经常需要将基本数据类型转换成String类型，或者将String类型转换成基本数据类型

• 基本数据类型转String类型，语法：将基本数据类型的值+""即可

    int n1 = 100;
    float f1 = 1.1F; 
    double d1 = 4.5; 
    boolean b1 = true; 
    String s1 = n1 + ""; 
    String s2 = f1 + ""; 
    String s3 = d1 + ""; 
    String s4 = b1 + ""; 
    System.out.println(s1 + " " + s2 + " " + s3 + " " + s4);
  

• String类型转基本数据类型，语法：通过基本类型的包装类调用parseXX方法即可

    String s5 = "123";
  //会在 OOP 讲对象和方法的时候回详细 
  //解读 使用 基本数据类型对应的包装类，的相应方法，得到基本数据类型 
    int num1 = Integer.parseInt(s5); 
    double num2 = Double.parseDouble(s5); 
    float num3 = Float.parseFloat(s5); 
    long num4 = Long.parseLong(s5); 
    byte num5 = Byte.parseByte(s5);
    boolean b = Boolean.parseBoolean("true"); 
    short num6 = Short.parseShort(s5);
    System.out.println("==================="); 
    System.out.println(num1);//123 
    System.out.println(num2);//123.0 
    System.out.println(num3);//123.0 
    System.out.println(num4);//123 
    System.out.println(num5);//123 
    System.out.println(num6);//123 
    System.out.println(b);//true
  

1.13.2 转换时注意细节

• 在将String类型转换成基本数据类型时，要确保String类型能够转成有效的数据。比如：我们可以把"123"转换成一个整数，但是不能把"hello"转成一个整数
• 如果格式不正确，就会抛出异常，程序就会终止。