第2章 Java基本语法(上)变量与运算符

变量的理解

概念：内存中一块数据存储空间的表示。  
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变量三要素

数据类型
变量名
变量值
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变量使用步骤

格式1：三步法（声明-赋值-使用）

//步骤1：声明变量
        int age;//(内存帮我们开辟一个int大小的房间，房间名叫age)
        //步骤2：为变量赋值
        age = 18;//(将18放到名叫age的房间中)
        //步骤3：使用变量
        System.out.println(age);
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格式2：两步法（声明/赋值-使用）

//步骤1：声明变量并赋值
        int age = 18;//(内存帮我们开辟一个int大小的房间，房间名叫age，并将值18放进去)
        //步骤2：使用变量
        System.out.println(age);
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变量的特点

1、变量必须先声明、赋值后才能使用
完全遵循：声明-赋值-使用
2、同一个作用域内，变量不可以重名
3、变量的值是可以变化的
4、变量的值是临时存储的，遵循内存的特点：易失性
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常见数据类型

整型：说明：用于存储整数，比如100/99
    byte字节整型
    short短整型
    int整型
    long长整型
浮点型：说明：用于存储小数，比如100.9、99.0
    float单精度浮点型
    double双精度浮点型
字符型：说明：用于存储单个字符，比如 'a' 、'男'  、'1'
    char 字符型
布尔型：说明：用于存储多个字符，比如 "张三丰"  、"a" 、"" 、"1" 基本数据类型（原始数据类型）
    boolean 布尔型
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引用数据类型（复杂数据类型）

使用class定义的类型：String
使用interface定义的接口
数组
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基本数据类型之间的转换（除了boolean类型）

byte-> short-> int-> long->float->double
char->int
自动类型转换：
规则：小——>大
强制类型转换：
规则：大——>小
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细节：

①自动提升原则：表达式的结果类型为 操作数中类型最大的
②强转符号只针对于最近的变量有效
③byte和short在进行运算时，当做int类型处理！
④char类型的值可以是int的常量值，但不可以是int的变量值，需要强转。
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命名规则

只能包含字母、数字、_或$符号，不能是关键字或保留字，不能以数字开头！
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命名规范

要求见名知义，提高阅读性
变量名和方法名：遵循驼峰命名法，第一个单词全小写，其他单词首字符大写，其他字符小写
类名和接口名：遵循Pascal命名法，所有单词，首字符大写，其他字符小写。
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运算符

算术运算符

1 -1 基本算术运算符

+ - * / %
特点：
①/左右的操作数如果都是整型，则结果取整
②a%b 相当于 a-(int)a/b*b
    13.5%3=13.5- 13/3*3=1.5
    -13%-3= -13 - (-13)/3*3 = -1
③属于二元操作符，运算顺序：从左往右 
算术表达式的结果肯定是数值型
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1-2 自增、自减算术运算符

++ --
特点：
①属于一元操作符
i++;
--i;
++i
i--;
int j = i++;
②既可以作为独立语句使用，又可以作为表达式使用
如果作为独立语句使用，则i++;等价于++i;等价于i=i+1;
如果作为表达式使用，则  ★
        int j= i++; 先赋值后自增
        int j= ++i; 先自增后赋值
③自增、自减运算符，编译器做了内部的优化，会进行自动的类型转换，而且效率也提高了
byte b = 1;
b++;//不会报编译错误！
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关系运算符

1、摘要

>  <   >= <= ==  !=
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2、特点

①属于二元操作符
②关系表达式的结果类型肯定是 boolean类型
③关系表达式一般当作条件放在if结构或循环结构中
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逻辑运算符

1、引入

需求：如果令狐冲 java成绩>90,则岳灵珊就和他在一起
    if(javaScore>90){
    }
进阶：如果令狐冲 java成绩>90并且music>85并且 dance==100 或 html>70 则岳灵珊就和他在一起
    if(java>90&&music>85&&dance==100||html>70){}
作用：为了连接多个关系表达式的，最终的结果依然是boolean类型
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2、摘要

名称          写法              特点
&&      短路与         条件1 && 条件2      两个条件都成立，结果为true
||      短路或         条件1 || 条件2      只要有一个条件成立，结果为true
！       非               !条件             如果条件本身成立，结果为false
&       逻辑与         条件1 & 条件2       两个条件都成立，结果为true
|       逻辑或         条件1 | 条件2       只要有一个条件成立，结果为true
&&和&的区别：
&&      如果第一个条件不成立，则不再判断第二个条件，直接结果为false
&       不管第一个条件是否成立，都要判断第二个条件
||和|的区别：
||      如果第一个条件成立，则不再判断第二个条件，直接结果为true
|       不管第一个条件是否成立，都要判断第二个条件
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三元运算符

语法：
条件?表达式1:表达式2
特点：
①如果条件成立，结果为表达式1的值，否则为表达式2的值
②表达式1和表达式2的类型要求一致或兼容
③如果条件成立，则表达式2根本不用计算；
如果条件不成立，则表达式1根本不用计算。
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运算符优先级

() 
自增、自减 ！
算术运算符
    * / %    
    + -
关系运算符
    > < >= <=
    == !=
逻辑运算符
    && 
    ||
三元运算符
赋值运算符
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2-1 关键字与保留字

关键字(keyword)的定义和特点

• 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
• 官方地址： docs.oracle.com/javase/tuto…

保留字(reserved word)

ava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 
goto 、const
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2-2 标识符(Identifier)

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
• 技巧：凡是自己可以起名字的地方都叫标识符。
• 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。

Java中的名称命名规范

• 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

• 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。

• 更多细节详见《 代码整洁之道.pdf 》 点击下载

2-3 变量

变量的概念：

• 内存中的一个存储区域
• 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、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，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

声明变量

• 语法：<数据类型> <变量名称>
• 例如：int var;

变量的赋值

• 语法：<变量名称> = <值>
• 例如：var = 10;

声明和赋值变量

• 语法： <数据类型> <变量名> = <初始化值>
• 例如：int var = 10;

变量的分类-按数据类型

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。
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补充：变量的分类-按声明的位置的不同

在方法体外，类体内声明的变量称为 成员变量 。

在方法体内部声明的变量称为 局部变量 。

• 注意：二者在初始化值方面的异同 :

• 同 ：都有生命周期
• 异 ：局部变量除形参外，需显式初始化。

2-4 基本数据类型

整数类型:byte、short、int、long

public class VariableTest {
      public static void main(String[] args) {
          int number1;
          number1 = 10;

          int number2;
          number2 = 20;
 
          int number3;
        number3 = number1 + number2;
        System.out.println("Number3 = " + number3);

        int number4 = 50;
        int number5 = number4 - number3;
        System.out.println("Number5 = " + number5);
     }
 }
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浮点类型:float、double

与整数类型类似，Java 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 。

浮点型常量有两种表示形式：

• 十进制数形式：如：5.12 512.0f .512 (必须有小数点）
• 科学计数法形式:如：5.12e2 512E2 100E-2

float:单精度，尾数可以精确到7位有效数字。很多情况下，精度很难满足需求。

double:双精度，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’。

字符类型：char

• char 型数据用来表示通常意义上“ 字符 ”(2字节)
• Java中的所有字符都使用Unicode编码，故一个字符可以存储一个字母，一个汉字，或其他书面语的一个字符。

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。

了解：

ASCII 码

• 在计算机内部，所有数据都使用二进制表示。每一个二进制位（bit）有 0 和 1 两种状态，因此 8 个二进制位就可以组合出 256 种状态，这被称为一个字节（byte）。一个字节一共可以用来表示 256 种不同的状态，每一个状态对应一个符号，就是 256 个符号，从 0000000 到 11111111。
• ASCII码：上个世纪60年代，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。这被称为ASCII码。ASCII码一共规定了128个字符的编码，比如空格“SPACE”是32（二进制00100000），大写的字母A是65（二进制01000001）。这128个符号（包括32个不能打印出来的控制符号），只占用了一个字节的后面7位，最前面的1位统一规定为0。

ASCII码缺点：

• 不能表示所有字符。
• 相同的编码表示的字符不一样：比如，130在法语编码中代表了é，在希伯来语编码中却代表了字母Gimel (ג) 了解： Unicode 编码 乱码：世界上存在着多种编码方式，同一个二进制数字可以被解释成不同的符号。因此，要想打开一个文本文件，就必须知道它的编码方式，否则用错误的编码方式解读，就会出现乱码。

Unicode

一种编码，将世界上所有的符号都纳入其中。每一个符号都给予一个独一无二的编码，使用 Unicode 没有乱码的问题。

Unicode 的缺点：

Unicode 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;

无法区别 Unicode 和ASCII：

计算机无法区分三个字节表示一个符号还是分别表示三个符号。

另外，我们知道，英文字母只用一个字节表示就够了，

如果unicode统一规定，每个符号用三个或四个字节表示，

那么每个英文字母前都必然有二到三个字节是0，

这对于存储空间来说是极大的浪费。

UTF-8

• UTF-8 是在互联网上使用最广的一种 Unicode 的实现方式。
• 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。

布尔类型：boolean

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java虚拟机中的int数据类型来代替：true用1表示，false用0表示。———《java虚拟机规范 8版》

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排序为：

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。 字符串类型：String String不是基本数据类型，属于引用数据类型 使用方式与基本数据类型一致。例如：String str = “abcd”; 一个字符串可以串接另一个字符串，也可以直接串接其他类型的数据。例如：

str = str + “xyz” ;
int n = 100;
str = str + n;
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示 例—StringTest类

public class StringTest {
      public static void main(String[] args) {
          int no = 10;
          String str = "abcdef";
          String str1 = str + “xyz” + no;

          str1 = str1 + "123";
          char c = '国';
 
         double pi = 3.1416;
         str1 = str1 + pi;
         boolean b = false;
         str1 = str1 + b;
         str1 = str1 + c;

         System.out.println("str1 = " + str1);
     }
 }
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练习1

String str1 = 4;        //判断对错：no
String str2 = 3.5f + “”;             //判断str2对错：yes
System.out.println(str2);        //输出：”3.5”
System.out .println(3+4+“Hello!”);     //输出：7Hello!
System.out.println(“Hello!”+3+4);      //输出：Hello!34
System.out.println(‘a’+1+“Hello!”);    //输出：98Hello!
System.out.println(“Hello”+‘a’+1);     //输出：Helloa1
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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);
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• boolean类型不可以转换为其它的数据类型。 练习2 判断是否能通过编译

1）short  s = 5;
      s = s-2;                       //判断：no
2） byte b = 3;
       b = b + 4;                  //判断：no
       b = (byte)(b+4);        //判断：yes
3）char c = ‘a’;
      int  i = 5;
      float d = .314F;
      double result = c+i+d;     //判断：yes
4） byte b = 5;
       short s = 3;
       short t = s + b;          //判断：no
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进 制

==世界上有10种人 ，认识和不认识二进制的。==

关于进制

• 所有数字在计算机底层都以二进制形式存在。 对于整数，有四种表示方式：

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

Java整数常量默认是int类型，当用二进制定义整数时，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

二进制的整数有如下三种形式：

• 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。

计算机以二进制补码的形式保存所有的整数。

• 正数的原码、反码、补码都相同
• 负数的补码是其反码+1

使用原码、反码、补码表示形式的原因

计算机辨别“符号位”显然会让计算机的基础电路设计变得十分复杂! 于是人们想出了将符号位也参与运算的方法. 我们知道, 根据运算法则减去一个正数等于加上一个负数, 即: 1-1 = 1 + (-1) = 0 , 所以机器可以只有加法而没有减法, 这样计算机运算的设计就更简单了。

二进制->十进制

在计算机底层，都是以补码的方式存储数值的。

进制间转化

• 十进制 二进制互转

二进制转成十进制 乘以2的幂数

十进制转成二进制 除以2取余数

• 二进制 八进制互转
• 二进制 十六进制互转
• 十进制 八进制互转
• 十进制 十六进制互转

2-4 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。

算术运算符

如果对负数取模，可以把模数负号忽略不记，如：5%-2=1。 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。 例如：int x=3510;x=x/1000*1000; x的结果是？ “+”除字符串相加功能外，还能把非字符串转换成字符串.例如：System.out.println(“5+5=”+5+5); //打印结果是？ 5+5=55 ?

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： +=, -=, *=, /=, %=

比较运算符（关系运算符）

• 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

逻辑运算符用于连接布尔型表达式，在Java中不可以写成3<x<6，应该写成x>3 & x<6

class  Test  {
        public static void main (String []  args)  {
           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);
            }
   }
        //结果: z=46
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“&”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：当左右都为true时，结果为false。 理解： 异或，追求的是“异”!

位运算符

三元运算符

格式:

• (条件表达式)?表达式1：表达式2；

(条件表达式)为true，运算后的结果是表达式1；
    (条件表达式)为false，运算后的结果是表达式2；
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• 表达式1和表达式2为同种类型
• 三元运算符与if-else的联系与区别：

1）三元运算符可简化if-else语句
  2）三元运算符要求必须返回一个结果。
  3）if后的代码块可有多个语句
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运算符的优先级

变量与运算符

运算符有不同的优先级，所谓优先级就是表达式运算中的运算顺序。

如下表，上一行运算符总优先于下一行。

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。