JAVA的枚举基本操作，对原码反码补码的理解及为运算的深入理解，浮点数计算的误差分析

①深入浅出的了解枚举类型

　　先看一段代码：

enum Size{SMALL,MEDIUM,LARGE};
public class EnumTest {

    public static void main(String[] args) {
        Size s=Size.SMALL;
        Size t=Size.LARGE;
        //s和t引用同一个对象？
        System.out.println(s==t);  //false
        //是原始数据类型吗？
        System.out.println(s.getClass().isPrimitive());//false
        //从字符串中转换
        Size u=Size.valueOf("SMALL");
        System.out.println(s==u);  //true
        //列出它的所有值
        for(Size value:Size.values()){
            System.out.println(value);//顺序输出枚举类的值
        }
    }

}

首先我们定义了一个枚举类Size，在主函数中定义了两个对象，分别赋值为SMALL和LARGE

首先判断的是他们是否为同一个对象？结果：FALSE

第二个输出的是他是原始的数据类型吗？结果：FALSE

第三个通过将一个普通的字符串转换成一个枚举对象，然后在判断他是否与初始定义的枚举对象相同？结果：TRUE

第四个通过一个foreach语句，和枚举的一个方法values()实现将枚举类型成员以数组的形式返回，然后按顺序输出枚举成员的值。

通过以上的程序事例，让我们了解到，枚举类型属于引用类型，每个具体的值都引用特定的对象，相同的值引用的是同一个对象，就像s==u一样。

枚举类型还有个方法：ordinal()用来得到枚举成员的索引，例如上个代码中的：System.out.println(t.ordinal());结果为：2

还可以比较两个枚举对象在定义时的顺序：compareTo()，例如：Size q=Size.MEDIUM;　　System.out.println(q.compareTo(t));　　结果为：-1，因为q对象的值要小于t对象的值，用它两下标相减。

除此之外：还可以在枚举类型中添加新的方法

enum Color {  
    RED("红色", 1), GREEN("绿色", 2), BLANK("白色", 3), YELLO("黄色", 4);  
    // 成员变量  
    private String name;  
    private int index;  
    // 构造方法  
    private Color(String name, int index) {  
        this.name = name;  
        this.index = index;  
    }  
    // 寻找下标对应的名字  
    public static String getName(int index) {  
        for (Color c : Color.values()) {  
            if (c.getIndex() == index) {  
                return c.name;  
            }  
        }  
        return null;  
    }  
    // get set 方法  
    public String getName() {  
        return name;  
    }  
    public void setName(String name) {  
        this.name = name;  
    }  
    public int getIndex() {  
        return index;  
    }  
    public void setIndex(int index) {  
        this.index = index;  
    }  
}  
public class Enum {
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        Color a=Color.RED;
        System.out.println(Color.getName(2));
        System.out.println(a.getName()+" "+a.getIndex());
        
    }

}

在枚举类型中添加私有数据：index和name还添加了寻找下标所对应的名字的方法，在主函数中调用枚举类，实现新方法。

输出为：

绿色
红色 1

②原码，反码，补码

原码：是最简单的机器数表示法。用最高位表示符号位，‘1’表示负号，‘0’表示正号。其他位存放该数的二进制的绝对值。

举个简单的栗子：

0101，其最高位为‘0’，证明他首先是正数，其次再用二进制的方法来计算它　　sum=1*2²+0*2¹+1*2⁰=6，因此该二进制数代表的就是6

1111，其最高位为‘1’，证明他首先是负数，其次再用同样的方式来计算　　sum=-(1*2²+1*2¹+1*2⁰）=-7,因此该二进制数代表的就是-7

该表可以帮助你进一步的理解原码

 

反码：正数的反码还是等于原码，负数的反码就是他的原码除符号位外，其他位取反（例如：如果原先是1->0,原先是0->1）

例如：-5所对应的二进制数是：1101　　他的反码就是：1010

给一些数的反码来进行观察

补码：正数的补码等于他的原码，负数的补码等于他的反码+1，符号位不变

例如：-5的二进制数是：1101　　反码：1010　　补码：1011

说完基本的概念后，我们来看一下一些数，位运算是如何计算的：按位与&，按位或|，按位取反~，按位异或^

　　按位&：如果两个数的对应位都为1，结果才为1.

public class ma {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        int a=4,b=5;
        System.out.println(a&b);
    }

}

猜一猜结果为多少：4.

如果两个数为一正一负呢？

public class ma {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        int a=2,b=-5;
        System.out.println(a&b);
    }

}

你的答案是不是：0，恭喜你答错了，实际输出的是：2.

为什么呢？因为在计算机中正数的原码，反码，补码都是一样的，而负数的却是不一样的，为了能够实现减法的运算，在JAVA中所有的数都是用补码来存储的。

不信，咱们可以算算。

2　　补码：0010

-5　　原码：1101　　反码：1010　　补码：1011

0010&1011=0010　　该结果为2，答案正确。

　　按位或：两个操作数中对应位都是0，结果才是0，否则为1.

public class ma {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        int a=2,b=-5;
        System.out.println(a|b);
    }

}

大家想一想这个数是多少？

答案是：-5

2　　补码：0010

-5　　原码：1101　　反码：1010　　补码：1011

0010|1011=1011　　1011看符号位是‘1’，证明他是个负数，而负数都是以补码的形式来存放的，因此，我们要给他还原回去

1011　　->1010　　->1101　　结果为：-5　　答案正确

　　按位取反：~就是将操作数二进制的1修改为0，0修改为1

　　按位异或：^当两个操作数的二进制位表示相同时为0，否则为1

③字符串连接的小常识

public class Test {
    
public static void main(String[] args) {
        int X=100;
    int Y=200;
    System.out.println("X+Y="+X+Y);
    System.out.println(X+Y+"=X+Y");
    }
}

输出：

X+Y=100200
300=X+Y

字符串与变量相+时，就会形成一个新的字符串

先进行变量的相+时，则会先进行数值相加，然后再连接字符串　　

④同名变量的屏蔽原则

　　每个变量都有一个“有效的”区域，出了该区域，变量就不再有效。

例如：

package com.大数计算;

public class xiaoce {
static int a=10;
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        int a=5;
        System.out.println(a);
    }

}

输出：5

package com.大数计算;

public class xiaoce {
static int a=10;
static void f()
{
    int a=0;
    System.out.println(a);
}
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        int a=5;
        f();
        System.out.println(a);
    }

}

输出：0　　5

在f（）方法里，a的有效范围就是f（）方法，故输出0

⑤double类型的运算精确吗？

package com.大数计算;

public class TestDouble {

    public static void main(String args[]) {
        System.out.println("0.05 + 0.01 = " + (0.05 + 0.01));//尾数不一样
        System.out.println("1.0 - 0.42 = " + (1.0 - 0.42));
        System.out.println("4.015 * 100 = " + (4.015 * 100));
        System.out.println("123.3 / 100 = " + (123.3 / 100));//.3
        System.out.println(12.3/100);
    }
}

0.05 + 0.01 = 0.060000000000000005
1.0 - 0.42 = 0.5800000000000001
4.015 * 100 = 401.49999999999994
123.3 / 100 = 1.2329999999999999
0.12300000000000001

为什么会出现这样的误差？

其根本原因是计算机所使用二进制01代码无法准确表示某些带小数位的十进制数据。

那我们应该如何解决这样的误差问题呢？

于是，引入math.BigDecimal;

package com.大数计算;

import java.math.BigDecimal;
//浮点数是不精确的
public class TestBigDecimal
{
    public static void main(String[] args) 
    {
        BigDecimal f1 = new BigDecimal("0.05");
        BigDecimal f2 = BigDecimal.valueOf(0.01);
        BigDecimal f3 = new BigDecimal(0.05);
        System.out.println("下面使用String作为BigDecimal构造器参数的计算结果：");
        System.out.println("0.05 + 0.01 = " + f1.add(f2));
        System.out.println("0.05 - 0.01 = " + f1.subtract(f2));
        System.out.println("0.05 * 0.01 = " + f1.multiply(f2));
        System.out.println("0.05 / 0.01 = " + f1.divide(f2));
        
        System.out.println("下面使用double作为BigDecimal构造器参数的计算结果：");
        System.out.println("0.05 + 0.01 = " + f3.add(f2));
        System.out.println("0.05 - 0.01 = " + f3.subtract(f2));
        System.out.println("0.05 * 0.01 = " + f3.multiply(f2));
        System.out.println("0.05 / 0.01 = " + f3.divide(f2));
    }
}

下面使用String作为BigDecimal构造器参数的计算结果：
0.05 + 0.01 = 0.06
0.05 - 0.01 = 0.04
0.05 * 0.01 = 0.0005
0.05 / 0.01 = 5
下面使用double作为BigDecimal构造器参数的计算结果：
0.05 + 0.01 = 0.06000000000000000277555756156289135105907917022705078125
0.05 - 0.01 = 0.04000000000000000277555756156289135105907917022705078125
0.05 * 0.01 = 0.0005000000000000000277555756156289135105907917022705078125
0.05 / 0.01 = 5.000000000000000277555756156289135105907917022705078125

将double类型转换成String类型，在进行运算就可以保证数值的精确,切记不要使用double类型去初始化BigDecimal对象，会产生误差。