Day02-数据类型和运算符(基本数据类型转换,赋值运算符,算术运算符,关系运算符,逻辑运算符,条件运算符,位运算符,赋值运算符,运算符优先级,标点符号)
文章目录
- Java基础语法
-
- 学习目标
- 1 基本数据类型转换（Conversion）（掌握）
-
- 1.1 自动类型转换（隐式类型转换）
- 1.2 强制类型转换（显式类型转换）
- 1.3 基本数据类型与字符串类型的转换
- 2 运算符（Operator）（掌握）
-
- 2.1 运算符的分类
- 2.2 赋值运算符（上）
- 2.3 算术运算符
-
- 1、加减乘除模
- 2、“+”号的三种用法
- 3、自加自减运算
- 2.4 关系运算符/比较运算符
- 2.5 逻辑运算符
- 2.6 条件运算符
- 2.7 位运算符
-
- （1）左移：<<
- （2）右移：>>
- （3）无符号右移：>>>
- （4）按位与：&
- （5）按位或：|
- （6）按位异或：^
- （7）按位取反：~
- （8）程序员模式计算器（选讲）
- 2.8 赋值运算符（下）
- 2.9 运算符优先级
- 3 标点符号（Separators）
Java基础语法
学习目标
- 理解基本数据类型的自动类型转换
- 理解基本数据类型的强制类型转换
- 了解ASCII编码表和Unicode编码表
- 理解int类型和char类型的运算原理
- 理解运算符++ --的运算方式
- 理解+符号在字符串中的作用
- 掌握算术运算符
- 掌握赋值运算符
- 掌握比较运算符
- 理解逻辑运算符
- 掌握三元运算符的格式和计算结果
- 了解位运算符
1 基本数据类型转换（Conversion）（掌握）
在Java程序中，不同的基本数据类型的值经常需要进行相互转换。Java语言所提供的七种数值类型之间可以相互转换，基本数据类型转换有两种转换方式：自动类型转换和强制类型转换。boolean类型不参与。
1.1 自动类型转换（隐式类型转换）
自动转换：
- 将
取值范围小的类型自动提升为取值范围大的类型。
基本数据类型的转换规则如图所示：
（1）当把存储范围小的值（常量值、变量的值、表达式计算的结果值）赋值给了存储范围大的变量时。
int i = 'A';//char自动升级为int，其实就是把字符的编码值赋值给i变量了
double d = 10;//int自动升级为double
byte b = 127; //右边的整数常量值必须在-128~127范围内
//byte bigB = 130;//错误，右边的整数常量值超过byte范围
long num = 1234567; //右边的整数常量值如果在int范围呢，编译和运行都可以通过，这里涉及到数据类型转换
long bigNum = 12345678912L;//右边的整数常量值如果超过int范围，必须加L，否则编译不通过
（2）当存储范围小的数据类型与存储范围大的数据类型一起混合运算时，会按照其中最大的类型运算。
int i = 1;
byte b = 1;
double d = 1.0;
double sum = i + b + d;//混合运算，升级为double
（3）当byte,short,char数据类型进行算术运算时，按照int类型处理。
byte b1 = 1;
byte b2 = 2;
byte b3 = b1 + b2;//编译报错，b1 + b2自动升级为int
char c1 = '0';
char c2 = 'A';
System.out.println(c1 + c2);//113
1.2 强制类型转换（显式类型转换）
将1.5 赋值到int 类型变量会发生什么？产生编译失败，肯定无法赋值。
int i = 3.14; // 错误
想要赋值成功，只有通过强制类型转换，将double 类型强制转换成int 类型才能赋值。
- 强制类型转换：将
取值范围大的类型强制转换成取值范围小的类型。
比较而言，自动转换是Java自动执行的，而强制转换需要我们自己手动执行。
转换格式：
数据类型 变量名 = （数据类型）被强转数据值; //()中的数据类型必须<=变量的数据类型，一般都是=
（1）当把存储范围大的值（常量值、变量的值、表达式计算的结果值）赋值给了存储范围小的变量时，需要强制类型转换，提示：有风险，可能会损失精度或溢出
int i = (int)3.14;//强制类型转换，损失精度
double d = 1.2;
int num = (int)d;//损失精度
int i = 200;
byte b = (byte)i;//溢出
（2）当某个值想要提升数据类型时，也可以使用强制类型转换
int i = 1;
int j = 2;
double shang = (double)i/j;
提示：这个情况的强制类型转换是没有风险的。
1.3 基本数据类型与字符串类型的转换
1、任意数据类型的数据与String类型进行“+”运算时，结果一定是String类型
System.out.println("" + 1 + 2);//12
2、但是String类型不能通过强制类型()转换，转为其他的类型
String str = "123";
int num = (int)str;//错误的
int num = Integer.parseInt(str);//后面才能讲到，借助包装类的方法才能转
2 运算符（Operator）（掌握）
在Java8中，一共有38个运算符。
2.1 运算符的分类
（1）按照功能分：算术运算符、赋值运算符、比较运算符、逻辑运算、条件运算符、Lambda运算符
| 分类 | 运算符 |
|---|---|
| 算术运算符（7个） | +、-、*、/、%、++、– |
| 赋值运算符（12个） | =、+=、-=、*=、/=、%=、>>=、<<=、>>>=、&=、|=、^=等 |
| 关系、比较运算符（6个） | >、>=、<、<=、==、!= |
| 逻辑运算符（6个） | &、|、^、!、&&、|| |
| 条件运算符（2个） | 条件表达式?结果1:结果2 |
| 位运算符（7个） | &、|、^、~、<<、>>、>>> |
| Lambda运算符（1个） | ->（后面学） |
（2）按照操作数个数分：一元运算符（单目运算符）、二元运算符（双目运算符）、三元运算符 （三目运算符）
| 分类 | 运算符 |
|---|---|
| 一元运算符（单目运算符） | 正号（+）、负号（-）、++、–、!、~ |
| 二元运算符（双目运算符） | 除了一元和三元运算符剩下的都是二元运算符 |
| 三元运算符 （三目运算符） | (条件表达式)?结果1:结果2 |
2.2 赋值运算符（上）
赋值运算符分为两种：
- 最基础的赋值运算符：=
- 组合的赋值运算符：+=、-=、*=、/=、%=、>>=、<<=、>>>=、&=、|=、^=等
public class AssignOperator1 {
public static void main(String[] args) {
int a = 3;
int b = 4;
int c = a + b;
System.out.println(a); // 3
System.out.println(b); // 4
System.out.println(c); //7
System.out.println("--------------------------");
a = b;
System.out.println(a); // 4 a被重新赋值为b变量的值4
System.out.println(b); // 4 b并没有被重新赋值
System.out.println(c); //7 7并没有被重新赋值
}
}
运算规则和要求：
（1）=左边一定是一个变量，右边可以是常量、变量、表达式
（2）赋值运算一定是最后算的，优先级最低
（3）=右边值的类型必须 “小于等于” 左边变量的类型
2.3 算术运算符
| 算术运算符 | 符号解释 |
|---|---|
+ |
加法运算，字符串连接运算，正号 |
- |
减法运算，负号 |
* |
乘法运算 |
/ |
除法运算，整数/整数结果还是整数 |
% |
求余运算，余数的符号只看被除数 |
++ 、 -- |
自增自减运算 |
1、加减乘除模
public class OperatorDemo01 {
public static void main(String[] args) {
int a = 3;
int b = 4;
System.out.println(a + b);// 7
System.out.println(a - b);// -1
System.out.println(a * b);// 12
System.out.println(a / b);// 计算机结果是0，为什么不是0.75呢？
System.out.println(a % b);// 3
System.out.println(5%2);//1
System.out.println(5%-2);//1
System.out.println(-5%2);//-1
System.out.println(-5%-2);//-1
//商*除数 + 余数 = 被除数
//5%-2 ==>商是-2，余数时1 (-2)*(-2)+1 = 5
//-5%2 ==>商是-2，余数是-1 (-2)*2+(-1) = -4-1=-5
}
}
2、“+”号的三种用法
- 第一种：对于
+两边都是数值的话，+就是加法的意思 - 第二种：对于
+两边至少有一边是字符串的话，+就是拼接的意思 - 第三种：对于+作为一元运算符的话，+就是表示正号的意思
public class OperatorDemo02 {
public static void main(String[] args) {
// 字符串类型的变量基本使用
// 数据类型 变量名称 = 数据值;
String str1 = "Hello";
System.out.println(str1); // Hello
System.out.println("Hello" + "World"); // HelloWorld
String str2 = "Java";
// String + int --> String
System.out.println(str2 + 520); // Java520
// String + int + int
// String + int
// String
System.out.println(str2 + 5 + 20); // Java520
int a = 5;
int b = +a;
int c = -a;
System.out.println("a = " + a);
System.out.println("b = " + b);
System.out.println("c = " + c);
}
}
3、自加自减运算
理解：++ 运算，变量自己的值加1。反之，-- 运算，变量自己的值减少1，用法与++ 一致。
1、单独使用
- 变量在单独运算的时候，变量
前++和变量后++，变量的是一样的； - 变量
前++：例如++a。 - 变量
后++：例如a++。
public class OperatorDemo3 {
public static void main(String[] args) {
// 定义一个int类型的变量a
int a = 3;
//++a;
a++;
// 无论是变量前++还是变量后++，结果都是4
System.out.println(a);
}
}
2、复合使用
- 和
其他变量放在一起使用或者和输出语句放在一起使用，前++和后++就产生了不同。
- 变量
前++：变量先自身加1，然后再取值。 - 变量
后++：变量先取值，然后再自身加1。
public class OperatorDemo03 {
public static void main(String[] args) {
// 其他变量放在一起使用
int x = 3;
//int y = ++x; // y的值是4，x的值是4，
int y = x++; // y的值是3，x的值是4
System.out.println(x);
System.out.println(y);
System.out.println("==========");
// 和输出语句一起
int z = 5;
//System.out.println(++z);// 输出结果是6，z的值也是6
System.out.println(z++);// 输出结果是5，z的值是6
System.out.println(z);
int a = 1;
a = a++;//(1)先取a的值“1”放操作数栈(2)a再自增,a=2(3)再把操作数栈中的"1"赋值给a,a=1
int i = 1;
int j = i++ + ++i * i++;
/*
从左往右加载
(1)先算i++
①取i的值“1”放操作数栈
②i再自增 i=2
（2）再算++i
①i先自增 i=3
②再取i的值“3”放操作数栈
（3）再算i++
①取i的值“3”放操作数栈
②i再自增 i=4
（4）先算乘法
用操作数栈中3 * 3 = 9，并把9压会操作数栈
（5）再算求和
用操作数栈中的 1 + 9 = 10
（6）最后算赋值
j = 10
*/
}
}
- 小结：
- ++在前，先自加，后使用；
- ++在后，先使用，后自加。
- 分析
public class TestIncrementOperator1{
public static void main(String[] args){
int i = 1;
i++;
++i;
}
}
public class TestIncrementOperator2{
public static void main(String[] args){
int i = 1;
i = i++;
}
}
public class TestIncrementOperator3{
public static void main(String[] args){
int i = 1;
i = ++i;
}
}
2.4 关系运算符/比较运算符
| 关系运算符 | 符号解释 |
|---|---|
< |
比较符号左边的数据是否小于右边的数据，如果小于结果是true。 |
> |
比较符号左边的数据是否大于右边的数据，如果大于结果是true。 |
<= |
比较符号左边的数据是否小于或者等于右边的数据，如果大于结果是false。 |
>= |
比较符号左边的数据是否大于或者等于右边的数据，如果小于结果是false。 |
== |
比较符号两边数据是否相等，相等结果是true。 |
！= |
不等于符号 ，如果符号两边的数据不相等，结果是true。 |
- 比较运算符，是两个数据之间进行比较的运算，运算结果一定是boolean值
true或者false。 - 其中>,<,>=,<=不支持boolean，String类型，==和!=支持boolean和String。
public class OperatorDemo05 {
public static void main(String[] args) {
int a = 3;
int b = 4;
System.out.println(a < b); // true
System.out.println(a > b); // false
System.out.println(a <= b); // true
System.out.println(a >= b); // false
System.out.println(a == b); // false
System.out.println(a != b); // true
}
}
2.5 逻辑运算符
- 逻辑运算符，是用来连接两个布尔类型值的运算符（
!除外），运算结果也是boolean值true或者false
| 逻辑运算符 | 符号解释 | 符号特点 |
|---|---|---|
& |
与，且 | 有false则false |
| ` | ` | 或 |
^ |
异或 | 相同为false，不同为true |
! |
非 | 非false则true，非true则false |
&& |
双与，短路与 | 左边为false，则右边就不看 |
| ` | ` |
&&和&区别，||和|区别：
- **
&&和&**区别：&&和&结果一样，&&有短路效果，左边为false，右边不执行；&左边无论是什么，右边都会执行。
- **
||和|**区别：||和|结果一样，||有短路效果，左边为true，右边不执行；|左边无论是什么，右边都会执行。
public class OperatorDemo06 {
public static void main(String[] args) {
int a = 3;
int b = 4;
int c = 5;
// & 与，且；有false则false
System.out.println((a > b) & (a > c));
System.out.println((a > b) & (a < c));
System.out.println((a < b) & (a > c));
System.out.println((a < b) & (a < c));
System.out.println("===============");
// | 或；有true则true
System.out.println((a > b) | (a > c));
System.out.println((a > b) | (a < c));
System.out.println((a < b) | (a > c));
System.out.println((a < b) | (a < c));
System.out.println("===============");
// ^ 异或；相同为false，不同为true
System.out.println((a > b) ^ (a > c));
System.out.println((a > b) ^ (a < c));
System.out.println((a < b) ^ (a > c));
System.out.println((a < b) ^ (a < c));
System.out.println("===============");
// ! 非；非false则true，非true则false
System.out.println(!false);
System.out.println(!true);
//&和&&的区别
System.out.println((a > b) & (a++ > c));
System.out.println("a = " + a);
System.out.println((a > b) && (a++ > c));
System.out.println("a = " + a);
System.out.println((a == b) && (a++ > c));
System.out.println("a = " + a);
//|和||的区别
System.out.println((a > b) | (a++ > c));
System.out.println("a = " + a);
System.out.println((a > b) || (a++ > c));
System.out.println("a = " + a);
System.out.println((a == b) || (a++ > c));
System.out.println("a = " + a);
}
}
/*
3、逻辑运算符
逻辑与：&
true & true 结果是true
true & false 结果是false
false & true 结果是false
false & false 结果是false
只有两个边都是true，结果才为true。
逻辑或：|
true | true 结果是true
true | false 结果是true
false | true 结果是true
false | false 结果是false
只要有一边是true，结果就为true。
逻辑非：!
!true 变为false
!false 变为true
逻辑异或：^
true | true 结果是false
true | false 结果是true
false | true 结果是true
false | false 结果是false
只有两边不一样，一个是true，一个是false，结果才为true。
短路与：&&
true && true 结果是true
true && false 结果是false
false && ? 结果是false
false && ? 结果是false
只有两个边都是true，结果才为true。
但是它如果左边已经是false，右边不看。这样的好处就是可以提高效率。
短路或：||
true || ？ 结果是true
true || ？ 结果是true
false || true 结果是true
false || false 结果是false
只要有一边是true，结果就为true。
但是它如果左边已经是true，右边就不看了。这样的好处就是可以提高效率。
特殊：
（1）逻辑运算符的操作数必须是boolean值
（2）逻辑运算符的结果也是boolean值
*/
public class LogicOperator{
public static void main(String[] args){
/*
表示条件，成绩必须在[0,100]之间
成绩是int类型变量score
*/
int score = 56;
//System.out.println(0<=score<=100);
/*
LogicOperator.java:23: 错误: 二元运算符 '<=' 的操作数类型错误
System.out.println(0<=score<=100);
^
第一个类型: boolean 0<=score的结果 true
第二个类型: int
true <= 100？不对的
1 个错误*/
System.out.println(0<=score & score<=100);
}
}
2.6 条件运算符
- 条件运算符格式：
条件表达式？结果1：结果2
- 条件运算符计算方式：
- 条件判断的结果是true，条件运算符整体结果为结果1，赋值给变量。
- 判断条件的结果是false，条件运算符整体结果为结果2，赋值给变量。
public static void main(String[] args) {
int i = (1==2 ? 100 : 200);
System.out.println(i);//200
int j = (3<=4 ? 500 : 600);
System.out.println(j);//500
}
public class ConditionOperator{
public static void main(String[] args){
//判断两个变量a,b谁大，把大的变量赋值给max
int a = 2;
int b = 2;
int max = a >= b ? a : b;
//如果a>=b成立，就取a的值赋给max，否则取b的值赋给max
System.out.println(max);
boolean marry = false;
System.out.println(marry ? "已婚" : "未婚" );
}
}
2.7 位运算符
| 位运算符 | 符号解释 |
|---|---|
& |
按位与，当两位相同时为1时才返回1 |
| ` | ` |
~ |
按位非，将操作数的每个位（包括符号位）全部取反 |
^ |
按位异或。当两位相同时返回0，不同时返回1 |
<< |
左移运算符 |
>> |
右移运算符 |
>>> |
无符号右移运算符 |
- 位运算符的运算过程都是基于补码运算，但是看结果，我们得换成原码，再换成十进制看结果
- 从二进制到十进制都是基于原码
- 正数的原码反码补码都一样，负数原码反码补码不一样
- byte,short,char在计算时按照int类型处理
如何区分&,|,^是逻辑运算符还是位运算符？
如果操作数是boolean类型，就是逻辑运算符，如果操作数是整数，那么就位运算符。
（1）左移：<<
运算规则：左移几位就相当于乘以2的几次方
**注意：**当左移的位数n超过该数据类型的总位数时，相当于左移（n-总位数）位
byte,short,char在计算时按照int类型处理
3<<4 类似于 3*2的4次= 3*16 = 48
-3<<4 类似于 -3*2的4次= -3*16 = -48
（2）右移：>>
快速运算：类似于除以2的n次，如果不能整除，向下取整
69>>4 类似于 69/2的4次 = 69/16 =4
-69>>4 类似于 -69/2的4次 = -69/16 = -5
（3）无符号右移：>>>
运算规则：往右移动后，左边空出来的位直接补0，不看符号位
正数：和右移一样
负数：右边移出去几位，左边补几个0，结果变为正数
69>>>4 类似于 69/2的4次 = 69/16 =4
-69>>>4 结果：268435451
（4）按位与：&
运算规则：对应位都是1才为1
1 & 1 结果为1
1 & 0 结果为0
0 & 1 结果为0
0 & 0 结果为0
9&7 = 1
-9&7 = 7
（5）按位或：|
运算规则：对应位只要有1即为1
1 | 1 结果为1
1 | 0 结果为1
0 | 1 结果为1
0 & 0 结果为0
9|7 结果： 15
-9|7 结果： -9
（6）按位异或：^
运算规则：对应位一个为1一个为0，才为1
1 ^ 1 结果为0
1 ^ 0 结果为1
0 ^ 1 结果为1
0 ^ 0 结果为0
9^7 结果为14
-9^7 结果为-16
（7）按位取反：~
运算规则：~0就是1
~1就是0
~9 结果：-10
~-9 结果：8
（8）程序员模式计算器（选讲）
| 项目 | 说明 |
|---|---|
| BYTE | 1个字节 |
| WORD | 2个字节 |
| DWORD | 4个字节 |
| QWORD | 8个字节 |
| AND | 按位与 & |
| OR | 按位或 | |
| NOT | 按位取反 ~ |
| XOR | 按位异或 ^ |
| <<（算术移位） | 左移 << |
| >>（算术移位） | 右移 >> |
| >>（逻辑移位） | 无符号右移 >>> |
2.8 赋值运算符（下）
| 运算符 | 符号解释 |
|---|---|
| = | 将右边的常量值/变量值/表达式的值，赋值给左边的变量 |
| += | 将左边变量的值和右边的常量值/变量值/表达式的值进行相加，最后将结果赋值给左边的变量 |
| -= | 将左边变量的值和右边的常量值/变量值/表达式的值进行相减，最后将结果赋值给左边的变量 |
| *= | 将左边变量的值和右边的常量值/变量值/表达式的值进行相乘，最后将结果赋值给左边的变量 |
| /= | 将左边变量的值和右边的常量值/变量值/表达式的值进行相除，最后将结果赋值给左边的变量 |
| %= | 将左边变量的值和右边的常量值/变量值/表达式的值进行相模，最后将结果赋值给左边的变量 |
| <<= | 将左边变量的值左移右边常量/变量值/表达式的值的相应位，最后将结果赋值给左边的变量 |
| >>= | 将左边变量的值右移右边常量/变量值/表达式的值的相应位，最后将结果赋值给左边的变量 |
| >>>= | 将左边变量的值无符号右移右边常量/变量值/表达式的值的相应位，最后将结果赋值给左边的变量 |
| &= | 将左边变量的值和右边的常量值/变量值/表达式的值进行按位与，最后将结果赋值给左边的变量 |
| |= | 将左边变量的值和右边的常量值/变量值/表达式的值进行按位或，最后将结果赋值给左边的变量 |
| ^= | 将左边变量的值和右边的常量值/变量值/表达式的值进行按位异或，最后将结果赋值给左边的变量 |
public class OperatorDemo04 {
public static void main(String[] args) {
int a = 3;
int b = 4;
int c = a + b;
b += a;// 相当于 b = b + a ;
System.out.println(a); // 3
System.out.println(b); // 7
System.out.println(c); //7
short s = 3;
// s = s + 4; 代码编译报错，因为将int类型的结果赋值给short类型的变量s时，可能损失精度
s += 4; // 代码没有报错
//因为在得到int类型的结果后，JVM自动完成一步强制类型转换，将int类型强转成short
System.out.println(s);
int j = 1;
j += ++j * j++;//相当于 j = j + (++j * j++);
System.out.println(j);//5
int m = 1;
m <<= 2;
System.out.println(m);
}
}
运算规则和要求：
（1）=左边一定是一个变量，右边可以是常量、变量、表达式
（2）赋值运算一定是最后算的，优先级最低
（3）如果是=赋值运算符，那么=右边值的类型必须 “小于等于” 左边变量的类型
如果是+=，-=等组合赋值运算符，那么
要是最后计算计算结果值的类型 “小于等于” 左边变量的类型 时，正常赋值；
要是最后计算计算结果值的类型 “大于” 左边变量的类型时，会隐式的发生强制类型转换。
2.9 运算符优先级
提示说明：
（1）表达式不要太复杂
（2）先算的、或表示整体的使用()
口诀：
单目运算排第一；
乘除余二加减三；
移位四，关系五；
等和不等排第六；
位与、异或和位或；
短路与和短路或；
依次从七到十一；
条件排在第十二；
赋值一定是最后；
int i = 1;
int x = i++ * (i++ + 1);
3 标点符号（Separators）
在Java8中一共有12个标点符号。（从一开始就需要开始留意代码中不同位置使用的不同标点符号，训练眼力）
- 小括号/圆括号()用于强制类型转换、表示优先运算表达式、方法参数列表
- 大括号/花括号{}用于数组元素列表、类体、方法体、复合语句代码块边界符
- 中括号/方括号[]用于数组
- 分号;用于结束语句
- 逗号,用于多个赋值表达式的分隔符和方法参数列表分隔符
- 英文句号.用于成员访问和包目录结构分隔符
- 英文省略号…用于可变参数
- @用于注解
- 双冒号::用于方法引用
各个标点符号的使用在后续章节中一一揭晓。
class Sign{
public static void main(String[] args){
int x,y,z;//声明了3个int类型的变量
int a = 1, b = 2, c = 1;//声明了3个int类型的变量，并且初始化
//int m = n = 1;//n没有声明
}
}