数据类型与运算符

大家好，我是晓星航。今天我们为大家讲解的是数据类型与运算符的相关知识！

1. 变量和类型

变量指的是程序运行时可变的量. 相当于开辟一块内存空间来保存一些数据.

类型则是对变量的种类进行了划分, 不同的类型的变量具有不同的特性.

我们所讨论的 “变量” 主要和我们的 “内存” 这样的硬件设备密切相关.

1.1 整型变量(重点)

在 Java 中, 一个 int 变量占 4 个字节. 和操作系统没有直接关系.

1充分说明一个问题：可移植性强

2Java中的int，没有所谓的无符号类型，统一都是有符号型

3int取值范围是多少？

答：-2,147,483,648(-2^{31)~~~~2,147,483,647(2}31-1)

-2147483648对应的二进制代码为 10000000 00000000 00000000 00000000

2147483647对应的二进制代码为 01111111 11111111 11111111 11111111

01111111 11111111 11111111 11111111 + 1 ->

=10000000 00000000 00000000 00000000 即结果为-2147483648

4变量的命名：小驼峰(maxNum) -》 数字 字母 下划线 美元符号 组成的不能以数字开头

5变量定义不初始化 可不可以？

答：不可以，Java比较安全，如果不初始化就使用，编译器就会报错 而不是警告

6 包装类

Integer

是int的plus版本

1.2 长整型变量

基本语法格式:long 变量名 = 初始值;

long 长整型

8个字节 64bit

取值范围：-2^63 ~~ 2^63 -9223372036854775808(1个1 63个全0)~~~9223372036854775807(第一位为0 63位全1)

1.3 双精度浮点型变量(重点)

基本语法格式:double 变量名 = 初始值;

取值范围参照long

8个字节 64bit

-2^63 ~~ 2^63 -9223372036854775808(1个1 63个全0)~~~9223372036854775807(第一位为0 63位全1)

初识化：

double num = 1.0;

public class TestDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 1;
        int b = 2;
        System.out.println(a / b);
    }

这里计算出来是0，因为在 Java 中, int 除以 int 的值仍然是 int(会直接舍弃小数部分).

public class TestDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        double a = 1.0;
        double b = 2.0;
        System.out.println(a / b);
    }

想得到 0.5, 需要使用 double 类型计算.

注意：int类型可转为double类型进行计算，而double类型不可转变为int类型进行计算，因为如果double类型的取值范围大于int类型，如果double类型转化为int类型会造成数据丢失。

1.4 单精度浮点型变量

基本语法格式:float 变量名 = 初始值;

初始化：

float num = 1.0f;    // 写作 1.0F 也可以

取值范围参照int

-2,147,483,648(-2^{31)~~~~2,147,483,647(2}31-1)

1.5 字符类型变量

基本语法格式:char 变量名 = 初始值;

初始化：

char ch = 'A';

Java中一个char占两个字节

注意：

1. Java 中使用 单引号 + 单个字母 的形式表示字符字面值.

2. 计算机中的字符本质上是一个整数. 在 C 语言中使用 ASCII 表示字符, 而 Java 中使用 Unicode 表示字符. 因此一个字符占用两个字节, 表示的字符种类更多, 包括中文.

使用一个字符表示一个汉字：

public class TestDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        char ch = '呵';
        System.out.println(ch);
    }
}

运行时可能出现的错误及解决方法：

1.6 字节类型变量

基本语法格式:byte 变量名 = 初始值;

初始化：

public class TestDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        byte value = 12;
        System.out.println(value);
    }
}

注意事项:

1. 字节类型表示的也是整数. 只占一个字节, 表示范围较小 ( -128 -> +127 )

2. 字节类型和字符类型互不相干.

1.7 短整型变量

基本语法格式:short 变量名 = 初始值;

初始化：

public class TestDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        short value = 16;
        System.out.println(value);
    }
}

取值范围：-2^16 ~~ 2^16-1

注意事项:

1. short 占用 2 个字节, 表示的数据范围是 -32768 -> +327672.

2. 这个表示范围比较小, 一般不推荐使用.

1.8 布尔类型变量

基本语法格式:boolean 变量名 = 初始值;

初始化：

public class TestDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        boolean value = true;
        System.out.println(value);
    }
}

注意事项:

1. boolean 类型的变量只有两种取值, true 表示真, false 表示假.

2. Java 的 boolean 类型和 int 不能相互转换, 不存在 1 表示 true, 0 表示 false 这样的用法.

3. boolean 类型有些 JVM 的实现是占 1 个字节, 有些是占 1 个比特位, 这个没有明确规定.

1.9 字符串类型变量(重点)

基本语法格式:String 变量名 = “初始值”;

初始化：

public class TestDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        String name = "zhangsan";
        System.out.println(name);
    }
}

输出结果：

注意事项:

1. Java 使用 双引号 + 若干字符 的方式表示字符串字面值.

其他数据类型和字符串使用+拼接，结果就是一个字符串

这里第二个字符串就拼接成了hello10和20

第三个字符串为30hello

第四个字符串为10 20和hello 因为10和20中间有个字符串所以10和20不能直接相加 而是全部打印了出来

2. 和上面的类型不同, String 不是基本类型, 而是引用类型(后面重点解释).

3. 字符串中的一些特定的不太方便直接表示的字符需要进行转义.

1.10 变量的作用域

也就是该变量能生效的范围, 一般是变量定义所在的代码块(大括号)

1.11 变量的命名规则

硬性指标:

1. 一个变量名只能包含数字, 字母, 下划线 美元符号

2. 数字不能开头.

3. 变量名是大小写敏感的. 即 num 和 Num 是两个不同的变量.注意: 虽然语法上也允许使用中文/美元符($)命名变量, 但是 强烈 不推荐这样做.

软性指标:

1. 变量命名要具有描述性, 见名知意.

2. 变量名不宜使用拼音(但是不绝对).

3. 变量名的词性推荐使用名词.

4. 变量命名推荐 小驼峰命名法(maxValue或jiaQi或minValue), 当一个变量名由多个单词构成的时候, 除了第一个单词之外, 其他单词首字母都大写.

1.12 常量

1. 字面值常量

2. final 关键字修饰的常量(这里可以类比c语言中的const)

​

常量不能在程序运行过程中发生修改.

常量和变量区别：

1.13 理解类型转换

int 和 long/double 相互赋值

int a = 10; 
long b = 20; 
a = b;     // 编译出错, 提示可能会损失精度. 
b = a;     // 编译通过. 
int a = 10;
double b = 1.0;
a = b;     // 编译出错, 提示可能会损失精度. 
b = a;     // 编译通过.

long 表示的范围更大, 可以将 int 赋值给 long, 但是不能将 long 赋值给 int.

double 表示的范围更大, 可以将 int 赋值给 double, 但是不能将 double 赋值给 int.

结论: 不同数字类型的变量之间赋值, 表示范围更小的类型能隐式转换成范围较大的类型, 反之则不行.

int 和 boolean 相互赋值

int a = 10;
 boolean b = true;
  b = a;     // 编译出错, 提示不兼容的类型
  a = b;     // 编译出错, 提示不兼容的类型

结论: int 和 boolean 是毫不相干的两种类型, 不能相互赋值.

int字面值常量 给 byte 赋值

byte a = 100;     // 编译通过
byte b = 256;     // 编译报错, 提示 从int转换到byte可能会有损失

注意: byte 表示的数据范围是 -128 -> +127, 256 已经超过范围, 而 100 还在范围之内.

结论: 使用字面值常量赋值的时候, Java 会自动进行一些检查校验, 判定赋值是否合理.

使用强制类型转换

public class TestDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 0;
        double b = 10.5;
        a = (int)b;
    }
}

public class TestDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        boolean b = false;
        b = (boolean)a;     // 编译出错, 提示不兼容的类型.
    }
}

结论: 使用 (类型) 的方式可以将 double 类型强制转成 int. 但是

1. 强制类型转换可能会导致精度丢失. 如刚才的例子中, 赋值之后, 10.5 就变成 10 了, 小数点后面的部分被忽略.

2. 强制类型转换不是一定能成功, 互不相干的类型之间无法强转.

全部总结：

1. 不同数字类型的变量之间赋值, 表示范围更小的类型能隐式转换成范围较大的类型.

2. 如果需要把范围大的类型赋值给范围小的, 需要强制类型转换, 但是可能精度丢失.

3. 将一个字面值常量进行赋值的时候, Java 会自动针对数字范围进行检查.

1.14 理解数值提升

1. 不同类型的数据混合运算, 范围小的会提升成范围大的.

2. 对于 short, byte 这种比 4 个字节小的类型, 会先提升成 4 个字节的 int , 再运算.

1.15 int 和 String 之间的相互转换

int 转成 String(字符串)

int num = 10; 
// 方法1
String str1 = num + ""; 
// 方法2
String str2 = String.valueOf(num);

String 转成 int

String str = "100";
int num = Integer.parseInt(str);

注：integer为int的包装类型

1.16包装类写法

int --> integer

char --> character

其余的包装类都是首字母大写

包装类有助于提高效率

2.运算符

2.1 算术运算符

基本四则运算符 + - * / %

规则比较简单, 值得注意的是除法:

a) int / int 结果还是 int, 需要使用 double 来计算.

public class TestDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 1;
        int b = 2;
        System.out.println(a / b);
    }
}

b) 0 不能作为除数

如果0作为除数程序到达该行会自动抛出

c) % 表示取余, 不仅仅可以对 int 求模, 也能对 double 来求模

public class TestDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(11.5 % 2.0);
    }
}

注意：在Java中我们可以对小数求余数

增量赋值运算符 += -= *= /= %=

public class TestDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        a += 1; // 等价于 a = a + 1 
        System.out.println(a);
    }
}

自增/自减运算符 ++ –

public class TestDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        int b = ++a;
        System.out.println(b);
        int c = a++; System.out.println(c);
    }
}

结论:

1. 如果不取自增运算的表达式的返回值, 则前置自增和后置自增没有区别.

2. 如果取表达式的返回值, 则前置自增的返回值是自增之后的值, 后置自增的返回值是自增之前的值.

2.2 关系运算符

关系运算符主要有六个:== != < > <= >=

public class TestDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        int b = 20;
        System.out.println(a == b);
        System.out.println(a != b);
        System.out.println(a < b);
        System.out.println(a > b);
        System.out.println(a <= b);
        System.out.println(a >= b);
    }
}

注意: 关系运算符的表达式返回值都是boolean 类型.

2.3 逻辑运算符(重点)

逻辑运算符主要有三个:&& || !

注意: 逻辑运算符的操作数(操作数往往是关系运算符的结果)和返回值都是 boolean .

逻辑与 &&(如果表达式1为假，就不执行表达式2了)

规则: 两个操作数都为 true, 结果为 true, 否则结果为 false.

public class TestDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        int b = 20;
        int c = 30;
        System.out.println(a < b && b < c);
    }
}

逻辑或 ||(如果表达式1为真，就不执行表达式2了)

规则: 两个操作数都为 false, 结果为 false, 否则结果为 true

public class TestDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        int b = 20;
        int c = 30;
        System.out.println(a < b || b < c);
    }
}

逻辑非 !

规则: 操作数为 true, 结果为 false; 操作数为 false, 结果为 true(这是个单目运算符, 只有一个操作数).

public class TestDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        int b = 20;
        System.out.println(!(a < b));
    }
}

短路求值

&& 和 || 遵守短路求值的规则.

public class TestDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(10 > 20 && 10 / 0 == 0); 
        // 打印 false
        System.out.println(10 < 20 || 10 / 0 == 0); 
        // 打印 true
    }
}

因为逻辑与 &&(如果表达式1为假，就不执行表达式2了)，逻辑或 ||(如果表达式1为真，就不执行表达式2了)，所以即使后面表达式的分母是0他也不会报错，因为这个表达式它短路了

结论:

1. 对于 && , 如果左侧表达式值为false, 则表达式的整体的值一定是 false, 无需计算右侧表达式.

2. 对于 ||, 如果左侧表达式值为 true, 则表达式的整体的值一定是 true, 无需计算右侧表达式.

2.4 位运算符

Java 中对数据的操作的最小单位不是字节, 而是二进制位.

位运算符主要有四个:& | ~ ^

位操作表示 按二进制位运算. 计算机中都是使用二进制来表示数据的(01构成的序列), 按位运算就是在按照二进制位的每一位依次进行计算.

按位与 &: 如果两个二进制位都是 1, 则结果为 1, 否则结果为 0.

public class TestDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        int b = 20;
        System.out.println(a & b);
    }
}

进行按位运算, 需要先把 10 和 20 转成二进制, 分别为 1010 和 10100 再进行运算

按位或 |: 如果两个二进制位都是 0, 则结果为 0, 否则结果为 1.

public class TestDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        int b = 20;
        System.out.println(a | b);
    }
}

注意: 当 & 和 | 的操作数为整数(int, short, long, byte) 的时候, 表示按位运算, 当操作数为 boolean 的时候, 表示逻辑运算.

按位异或 ^(找不同): 如果两个数字的二进制位相同, 则结果为 0, 相异则结果为 1.

public class TestDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 0x1;
        int b = 0x2;
        System.out.printf("%x\n", a ^ b);
    }
}

按位取反 ~: 如果该位为 0 则转为 1, 如果该位为 1 则转为 0

public class TestDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 0xf;
        System.out.printf("%x\n", ~a);
    }
}

注意:

1. 0x 前缀的数字为 十六进制 数字. 十六进制可以看成是二进制的简化表示方式. 一个十六进制数字对应 4 个二进制位.

2. 0xf 表示 10 进制的 15, 也就是二进制的 1111

3. printf 能够格式化输出内容, %x 表示按照十六进制输出.

4. \n 表示换行符

2.5 移位运算(了解)

移位运算符有三个:<< >> >>>

都是按照二进制位来运算.

左移 <<: 最左侧位不要了, 最右侧补 0.

public class TestDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 0x10;
        System.out.printf("%x\n", a << 1);
    }
}

右移 >>: 最右侧位不要了, 最左侧补符号位(正数补0, 负数补1)

public class TestDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 0x10;
        System.out.printf("%x\n", a >> 1);
    }
}

无符号右移 >>>: 最右侧位不要了, 最左侧补 0.

public class TestDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 0xffffffff;
        System.out.printf("%x\n", a >>> 1);
    }
}

2.6 条件运算符

基本格式：表达式1 ? 表达式2 : 表达式3

当 表达式1 的值为 true 时, 整个表达式的值为 表达式2 的值; 当 表达式1 的值为 false 时, 整个表达式的值为 表达式3 的值.

public class TestDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        int b = 20;
        int max = a>b?a:b;//这里的a比b小 所以返回b
        System.out.println(max);
    }

2.7 运算符的优先级

例子1：

System.out.println(1 + 2 * 3); 

结果输出为7

结果为 7, 说明先计算了 2*3 , 再计算 1+

例子2：

System.out.println(10 < 20 && 20 < 30);

此时明显是先计算的 10 < 20 和 20 < 30, 再计算 &&. 否则 20 && 20 这样的操作是语法上有误的(&& 的操作数只能是boolean).

以上例子可以说明运算符之间是有优先级的，我们在进行相关计算的时候要考虑他们的优先级.

2.8 小结

1. % 操作再 Java 中也能针对 double 来计算.

2. 需要区分清楚 前置自增 和 后置自增之间的区别.

3. 由于 Java 是强类型语言, 因此对于类型检查较严格, 因此像 && 之类的运算操作数必须是 boolean.

4. 要区分清楚 & 和 | 什么时候是表示按位运算, 什么时候表示逻辑运算.

整体来看, Java 的运算符的基本规则和 C 语言基本一致.

3. 注释

注释是为了让代码更容易被读懂而附加的描述信息. 不参与编译运行, 但是却非常重要.

时刻牢记! 代码写出来是为了给人看的.

3.1 基本规则

Java中的注释主要分为以下三种：

单行注释：// 注释内容（用的最多）

多行注释：/* 注释内容*/（不推荐）

文档注释： /** 文档注释 */（常见于方法和类之上描述方法和类的作用)，可用来自动生成文档

3.2 注释规范

1. 内容准确: 注释内容要和代码一致, 匹配, 并在代码修改时及时更新.

2. 篇幅合理: 注释既不应该太精简, 也不应该长篇大论.

3. 使用中文: 一般中国公司都要求使用中文写注释, 外企另当别论.

4. 积极向上: 注释中不要包含负能量(例如 领导 SB 等).

4. 关键字

注意：

1.在Java当中 数值类型 都是有取值范围的 存储数据的时候 不要超过那个表示范围！！！

感谢各位读者的阅读，本文章有任何错误都可以在评论区发表你们的意见，我会对文章进行改正的。如果本文章对你有帮助请动一动你们敏捷的小手点一点赞，你的每一次鼓励都是作者创作的动力哦！