（四）Java 变量

目录

一. 前言

二. 变量声明

三. 变量类型

3.1. Java 局部变量

3.2. Java 实例变量

3.3. Java 类变量（静态变量）

四. 课后习题

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一. 前言

    编程是一种特殊的语言，它能让我们和计算机进行交流。当我们试图编写一个程序时，我们会需要某种方式来存储和操作数据，这就是变量的用途。Java，作为一种广泛使用的编程语言，提供了各种数据类型和变量，让程序员能够以高效和灵活的方式处理数据。

二. 变量声明

在 Java 语言中，所有的变量在使用前必须声明。声明变量的基本格式如下：

type identifier [ = value][, identifier [= value] ...] ;

格式说明：type 为 Java 数据类型。identifier 是变量名。可以使用逗号隔开来声明多个同类型变量。

以下列出了一些变量的声明实例（注意有些包含了初始化过程）：

int a, b, c;         // 声明三个int型整数：a、b、c。
int d = 3, e, f = 5; // 声明三个整数并赋予初值。
byte z = 22;         // 声明并初始化z。
double pi = 3.14159; // 声明了pi。
char x = 'x';        // 变量x的值是字符'x'。

三. 变量类型

Java 语言支持的变量类型有：

1. 局部变量：类的方法中的变量。
2. 实例变量：独立于方法之外的变量，不过没有 static 修饰。
3. 类变量：独立于方法之外的变量，用 static 修饰。
4. 块变量：一对大括号之间的变量。作用域同局部变量类似。

public class Variable {
    static int allClicks = 0;    // 类变量
    
    {
        int count = 0; // 块变量
    }

    String str = "hello world";  // 实例变量
 
    public void method() {
        int i = 0;  // 局部变量
    }
}

3.1. Java 局部变量

定义规则：

1. 局部变量声明在方法、构造方法或者语句块中；
2. 局部变量在方法、构造方法、或者语句块被执行的时候创建，当它们执行完成后，变量将会被销毁；
3. 访问修饰符不能用于局部变量；
4. 局部变量只在声明它的方法、构造方法或者语句块中可见；
5. 局部变量是在栈上分配的。
6. 局部变量没有默认值，所以局部变量被声明后，必须经过初始化，才可以使用。

实例一：

在以下实例中 age 是一个局部变量。定义在 pupAge() 方法中，它的作用域就限制在这个方法中。 

public class Test { 
   public void pupAge() {
      int age = 0;
      age = age + 7;
      System.out.println("Puppy age is : " + age);
   }
   
   public static void main(String[] args) {
      Test test = new Test();
      test.pupAge();
   }
}

运行结果：

Puppy age is: 7

实例二：

在下面的例子中 age 变量没有初始化，所以在编译时出错。

public class Test { 
   public void pupAge() {
      int age;
      age = age + 7;
      System.out.println("Puppy age is : " + age);
   }
   
   public static void main(String[] args) {
      Test test = new Test();
      test.pupAge();
   }
}

运行结果：

Test.java:4:variable number might not have been initialized
age = age + 7;
         ^
1 error

3.2. Java 实例变量

定义规则：

1. 实例变量声明在一个类中，但在方法、构造方法和语句块之外；
2. 当一个对象被实例化之后，每个实例变量的值就跟着确定；
3. 实例变量在对象创建的时候创建，在对象被销毁的时候销毁；
4. 实例变量的值应该至少被一个方法、构造方法或者语句块引用，使得外部能够通过这些方式获取实例变量信息；
5. 实例变量可以声明在使用前或者使用后；
6. 访问修饰符可以修饰实例变量；
7. 实例变量对于类中的方法、构造方法或者语句块是可见的。一般情况下应该把实例变量设为私有。通过使用访问修饰符可以使实例变量对子类可见；
8. 实例变量具有默认值。数值型变量的默认值是0，布尔型变量的默认值是 false，引用类型变量的默认值是 null。变量的值可以在声明时指定，也可以在构造方法中指定；
9. 实例变量可以直接通过变量名访问。但在静态方法以及其他类中，就应该使用完全限定名：ObejectReference.VariableName。

实例：

import java.io.*;

public class Employee {
   // 这个成员变量对子类可见
   public String name;

   // 私有变量，仅在该类可见
   private double salary;

   // 在构造器中对name赋值
   public Employee(String empName) {
      name = empName;
   }
   // 设定salary的值
   public void setSalary(double empSal) {
      salary = empSal;
   }  
   // 打印信息
   public void printEmp() {
      System.out.println("name : " + name );
      System.out.println("salary : " + salary);
   }

   public static void main(String[] args) {
      Employee empOne = new Employee("Ransika");
      empOne.setSalary(1000);
      empOne.printEmp();
   }
}

运行结果：

name : Ransika
salary : 1000.0

3.3. Java 类变量（静态变量）

定义规则：

1. 类变量也称为静态变量，在类中以 static 关键字声明，但必须在方法、构造方法和语句块之外。
2. 无论一个类创建了多少个对象，类只拥有类变量的一份拷贝。
3. 静态变量除了被声明为常量外很少使用。常量是指声明为 public/private，final 和 static 类型的变量。常量初始化后不可改变。
4. 静态变量储存在静态存储区。经常被声明为常量，很少单独使用 static 声明变量。
5. 静态变量在程序开始时创建，在程序结束时销毁。
6. 与实例变量具有相似的可见性。但为了对类的使用者可见，大多数静态变量声明为 public 类型。
7. 默认值和实例变量相似。数值型变量默认值是0，布尔型默认值是 false，引用类型默认值是 null。变量的值可以在声明的时候指定，也可以在构造方法中指定。此外，静态变量还可以在静态语句块中初始化。
8. 静态变量可以通过：ClassName.VariableName 的方式访问。
9. 类变量被声明为 public static final 类型时，类变量名称必须使用大写字母。如果静态变量不是 public 和 final 类型，其命名方式与实例变量以及局部变量的命名方式一致。

实例：

import java.io.*;

public class Employee {
   // salary是静态的私有变量
   private static double salary;

   // DEPARTMENT是一个常量
   public static final String DEPARTMENT = "Development";

   public static void main(String[] args) {
      salary = 1000;
      System.out.println(DEPARTMENT + " average salary: " + salary);
   }
}

运行结果：

Development average salary: 1000

注意：如果其他类想要访问该变量，可以这样访问：Employee.DEPARTMENT。

四. 课后习题

1. 定义合适变量，控制台输出下面数据：

Java 课程考试最高分：98.5
最高分学员姓名：张三
最高分学院性别：‘男’

2. 按照以下要求，编写代码：

1. 声明一个名为 milles 的 double 型变量，初值为 100；
2. 声明一个名为 mile_to_kilometer 的 double 型常量，其值为 1.609；
3. 声明一个名为 kilometer 的 double 型变量，并赋值为 11.5，将 miles 和
4. mile_to_kilometer 相乘（*） 并将结果赋值给 kilometer；
5. 在控制台上打印 kilometer 的值是多少？

3. 定义四个变量，a = 'A'、b = 'B'、c = 'C'、d = 'D'，现在编程实现 a 与 d 变量中的值交换，b 与 c 中的值交换。最后输出 a、b、c、d 中的值。