数据类型和运算符

重点内容：
1.Java的标识符与关键字
2.Java数据类型及其用法
3.如何定义变量与常量
4.Java运算符

Java标识符

• 定义：Java对包，类，接口，方法，变量，常量（不包括项目名）等命名时使用的字符序列称为标识符，标识符是编程时使用的名字
• Java标识符命名规则：
  1.标识符由字母，数字，”_”和”$”组成，且不以数字开头
  2.不能把Java关键字作为标识符
  3.标识符没有长度限制
  4.标识符区分大小写
  标识符命名规则建议：规范（类，接口，方法名，变量名采用驼峰式，包名一律小写，常量一律大写并且由多个单词组成时以”_”间隔），易读（简短），含义清楚（见名知意）

Java关键字

• 关键字也称为保留字，是Java语言规定的具有特定含义的标识符。这些关键字已经被Java语言本身所使用，所以关键字不能用作变量名、方法名、类名、包名。
• Java所有关键字：
  
  注意：goto和const标识符虽从不使用，但仍作为Java保留字保留 ；Java中所有关键字一律由小写英文字母组成。

Java数据类型

• 作用：数据类型决定了内存中存储的数据的类型及所需内存的大小。

• 分类：1.基本数据类型：byte、short、int、long、float、double、boolean、char
             2.引用数据类型：类、接口、数组、枚举、注解
  
  补充：基本数据类型内存分配情况（以byte为例）：

  • byte在内存中占1个字节，即8位（bit），在内存中由8个0/1组成，由于机器采用二进制，并且第一位为符号位（0表示正数，1表示负数）。
  • float数据类型存储方式：1位符号位，8位指数位，23位有效数字位；
  • double数据类型存储方式：1位符号位，11位指数位，52位有效数字位；

整型：整型是用来定义整数的关键字，四种整型（byte、short、int、long）都有其表示范围。
Java整型数据类型的有如下4种表示形式：
      1.十进制整数，例如12，-127
      2.二进制整数，以0b开头，例如0b011 （对应于十进制的3 ）
      3.八进制整数，以0开头，例如014（对应于十进制的12）
      4. 十六进制整数，以0x或0X开头，例如0XC（对应于十进制的12）
注意：由于不同整型数据类型在内存中分配的大小不一样，所以我们在开发中到底使用哪种数据类型要慎重思考，这关系到程序的性能，比如人的年龄不会超过200岁，所以选择short比较合适，选择浮点型的时候也应如此。

浮点型：浮点型是用来定义小数的关键字。
浮点型数据有如下两种表示方式：
     1.十进制形式，例如3.14。
     2.科学计数法形式，例如3.14e1（表示3.14*10）
注意： float f = 1.3；是错误的，1.3默认是double型的。在对float数据进行赋值时，要在数字的后面添加f（或F），否则Java编译器会认为1.3是一个double类型的数值，而double不能直接赋值给float类型，故：正确赋值方式应为float f1 = 1.3f;

布尔型：布尔型，又称逻辑类型，只有true和false两个取值，默认初始值为false。这区别与C语言，在C语言标准(C89)没有定义布尔类型，所以C语言判断真假时以0为假，非0为真
注意： 在二进制逻辑中Java规定1为真0为假。

字符型：字符型采用Unicode编码，一个Unicode编码占2个字节（即16位），由于字符型不存在正负之分，所以其表示范围为0至2的16次方-1（0～65535）。
该种数据类型的变量可以有以下几种赋值方式：
      1.使用英文单引号（’）括起单个字符；例如：

 char c1 = 'a';
 char c2 = '中';//char可以存储一个中文(一个中文也占2个字节)；

      2.使用英文单引号括起来十六进制字符代码值来表示单个字符，格式为’\uXXXX’（必需是四位），其中u是约定的前缀，为Unicode的第一个字母，例如： char c1 =’\u0061’;// 实质代表字母a
     3.可以直接使用数字表示单个字符，例如： char c2 = 97;//表示字母a
     4.某些特殊的字符可以采用转义符’\’来表示，以将其后面的字符转变为其它含义，例如：

   char c1 = '\t';//制表符
   char c2 = '\n';//换行符-New Line
   char c3 = '\r';//回车符-Carriage Return

• 基本数据类型转换： Java数据类型转换（无论是基本数据类型还是引用数据类型）分为：自动类型转换和强制类型转换。
  
  • 将表示范围小的数据类型赋值给表示范围大的数据类型时，Java自动使用隐式类型完成数据类型转换，即：
    低—————————————————————————————————————->高
    byte ————> short/char ————> int ————> long ————> float ————> double
  • 当把级别高的变量赋值给级别低的变量时,必须使用显式类型转换。显示转换格式：（要转换的类型）被转换的值。
    注意： 显式类型转化（强制类型转化）可能导致数据精度损失或溢出

        int x=(int)23.89;//x的值为23
        long y=(long)34.98F; ;//y的值为34
        byte z = (byte)(88+99);//z的值为-69，数据结果出现溢出

变量和常量

变量：

• 变量概述：Java通过定义变量来申请数据存储空间，并通过变量名获取或改变存储的值。
• 变量命名规则：
       1. 变量名必须遵循标识符命名规则；
       2.首字母必须小写，如果由 多个单词组成，从第二个单词开始首字母必须大写；
       3.变量名一般由名词组成。
• 变量定义：[访问控制符] [修饰符] 数据类型 变量名 [ = 初始值]；

常量：

• 常量概述:
       1.常量有final关键字修饰
       2.常量是值不可变的变量，即不能重新赋值（有别于“值不变”）
       3.常量在声明时必须进行初始化
• 常量定义
  [访问控制符] [修饰符] final 数据类型 常量名 = 初始值；
  示例
  
  常量与变量的区别：

• 标识符命名区别：
  变量：在符合标识符的前提下，首字母小写，之后每个单词的首字母大写；
  常量：在符合标识符的前提下，所有字母大写，多个单词之间用下划线间隔；

• 值是否可以重新改变：
  变量：变量的值可以改变；
  常量：常量的值初始化以后不允许再次改变；

• 是否使用final关键字：
  变量：一定没有final关键字；
  常量：必须使用final关键字修饰；

• 是否需要初始化：
  变量：只有局部变量在使用前必须赋值（不是初始化）；
  常量：必须在声明的时候初始化；

进制转换

十进制转二进制：
计算机使用二进制数表示数值。需要将十进制数转化为二进制数进行存储和计算。公式：
     整数部分：除以2取余
     小数部分：乘以2取整
例如：十进制数97转为byte类型的二进制01100001

二进制转十进制：
二进制转十进制采用幂加和方式，从小数点左侧第一位为0次幂，小数点左侧第二位为1次幂，以此类推。当查看的位数为1时，则计算，当查看的位数为0时，则不计算。
例如：01100001.转化为十进制数，该数值第1位、第6位和第7位的值为1，则最后的结果为1 + 32 +64 = 97

补码：

• 补码是计算机用于规范计算的一种二进制表示方式，由于计算机使用数值的第一位来表示数据的正负，例如：00000011表示+3，而10000011表示-3，这些非0数值在逻辑上的表示都是没有问题的，这种表示方法称为源码表示法。但是用00000000表示+0，而10000000表示-0，则出现逻辑上的偏差，即：+0 不等于 -0。为了解决这个问题，提出了补码表示法。
• 补码的计算公式：
  正数：源码、反码和补码都相同。
  负数：补码 = 反码（符号位保持不变） + 1（计算补码的另一种方式：源码符号位和从后往前数第一位1之后的数不变，其余取反）
• 注意： 负数在计算补码的时候，在源码取反的过程中要保留符号位不变，其他位取反，例如：10001010取反11110101（第一个1不变）。

Java运算符

Java语言支持如下运算符：
算术运算符：+、-、*、/、%、++、- -
赋值运算符：=、+=、-=、*=、/=等等
位运算符：~、&、|、^
逻辑运算符：！、&&、||
关系运算符：>、<、>=、<=、= = 、!=
移位运算符>>、<<、>>>（无符号右移）

• 算数运算符
  依据参与运算的项数可分为单目运算符（如：++，–）和双目运算符（如：+，-，*，/，%）
  注意： 自增、自减运算符: ++、–放在变量前面，则先计算再使用；否则先使用再计算。Java按照运算符两边最高精度保留结果，即如果int类型数据与float类型数据进行运算，结果为float类型。
  
  注意：整数默认为int型，a=a+1;即意味着将int型赋值给short型，有误
• 三目运算符
  三目运算符语法如下：<逻辑表达式> ? <表达式1> ： <表达式2>
  当逻辑表达式为真时，表达式1有效；当逻辑表达式为假时，表达式2有效。
• 赋值运算符
  注意：声明变量时不可直接+=，-=，*=，/=，%=
  如：int a +=2；//错误

• 位运算符
  位运算是将数据先转化为二进制数补码形式，再逐位（bit）按规则计算。

• “按位与”运算符“&”，规则：全1则1，否则为0

• “按位或”运算符“|”，规则：全0则0，否则为1。
• “按位非”运算符“～”，规则：遇1则0，遇0则1。
• “按位异或”运算符“^”，规则：相同为0，不同为1。
  
  注意：按位异或运算是可逆的，即如果对某个数据a进行两次相同的异或运算，则结果会还原为a（即a^b^b=a）

• 逻辑运算符
  逻辑运算符运算规则：

  • 逻辑与&&：全true则true，否则为false
  • 逻辑或||：全false则false，否则为true
  • 逻辑非！：遇true则false，遇false则true

逻辑符与位运算符的区别 ：

1.逻辑运算符只能针对boolean类型进行逻辑运算，而位运算还可以对数值进行逻辑运算。
2.逻辑运算符有短路情况，即前面的表达式可以得到最终结果时，后面的表达式将不被执行。而位运算符则不会出现短路现象

• 关系运算符
  关系运算符的结果为boolean类型，即返回关系表达式的真或假。
• 移位运算符
  移位运算符有三种：
  
  • >> 右移运算符：将二进制数据进行右移运算。
  • << 左移运算符：将二进制数据进行左移运算。(整数每左移一位相对于*2)
  • >>> 无符号右移运算符：无论正负，都在高位插入0。

Java表达式

• 表达式是符合一定语法规则的运算符和操作数的序列。
• 运算符按照优先级从高到低的顺序进行运算，优先级相同的运算符按照事先约定的结合方向进行，运算符优先级如下：