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基本语法、数据类型与运算符【JavaSE】

2023-10-23 28
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简介： 基本语法、数据类型与运算符【JavaSE】

1. Java的main方法

1.1 main方法实例

public class Test{
  public static void main(String[] args) {
    System.out.println("Hello World");
  }
}

  • 数组的形式与C语言有区别：
    C语言：int arr[5]
    Java：int[5] arr
  • 打印函数有三：
    printf();与C语言相同
    print() ;不换行
    println();换行
  • 如果类名是public 修饰的，类名需要和文件名一致

例子

public class Test{
  public static void main(String[] args) {
    for(int i = 0; i < args.length; i++){
      System.out.println(args[i]);
    }
  }
}

1.2 运行

前提概要：

Java的程序具有良好的可移植性，即不论它运行在何种CPU、操作系统或Java编译器上，都将产生同样的结果。C/C++也可以做到，但这比Java实现起来难多了。因为Java将C/C++的许多细节都严格定义，例如内存自动回收、定义变量必须初始化，以及越界报错等等。

Java 的 Slogan 是 "Write once, run anywhere”，即一次编写，到处运行。(个人认为将write理解为编译更好，事实就是如此：一次编译，到处运行)

JVM：Java虚拟机。用软件模拟硬件，实现程序在相同环境下运行的效果。

Java程序的运行过程：

  • 编译：javac命令
  • 运行：java命令

Java程序源代码(文件名.java)文件再经过编译后，会在相同的目录下生成一个(类名 .class)字节码文件(二进制文件)，它包含了当前类的信息。字节码文件的数量取决于源代码中类的数量。

每个字节码文件的开头前4个字节都有一段标识符：cafe babe链接，用来让机器识别字节码文件。

字节码文件是与平台无关，面向JVM的文件，最后Java虚拟机运行字节码文件，然后以平台对应的方式运行。

使用cmd和记事本运行Java程序注意事项：

当出现中文注释时，编译会出现以上错误。原因简言之是记事本(notepad++/sublime等)默认的编码方式为UTF-8，而cmd窗口的编码方式默认为GBK。有两种解决办法：一是修改记事本的默认编码方式，二是在编译时指定编码方式为UTF-8。下面使用第二种方式。

指令：java 文件名 -encoding utf-8

2. 数据类型

不同的变量类型就像不同容量的容器，它们被用来储存不同大小的数据。

语法格式：必须在声明变量的同时将变量初始化。

//数据类型 变量名 = 初始值;

*2.1 整型变量

例：

//int数据类型范围
public class Test{
  public static void main(String[] args) {
      System.out.println(Integer.MAX_VALUE);
      System.out.println(Integer.MIN_VALUE);
    }
  }
  • 在Java中，一个int型变量大小是4个字节，与平台无关。

结果为：

2147483647(2^31)

-2147483648(-2^31-1)

2.2 长整型变量

例：

long num = 10L;

注意：

  • Java中的long型变量占8个字节
  • 初始值的末尾要加上字母L，表示这个数是长整型，一般为大写(较易区分)。如果例中10不加L，编译器不会报错，因为默认10是一个int型，占4个字节，可以放入long型变量中
System.out.println(Long.MAX_VALUE);
System.out.println(Long.MIN_VALUE);

结果：

9223372036854775807(2^63)

-9223372036854775808(-2^63-1)

*2.3 双精度浮点型变量

例1：

int a = 1;
int b = 2;
System.out.println(a / b);

结果：0.

原因是和C语言中相同：小数部分被舍弃。

所以要用double型计算

double a = 1.0;
double b = 2.0;
System.out.println(a / b);

结果：0.5

例2：

double num = 1.1;
System.out.println(num * num);

结果：1.2100000000000002

因为浮点数在内存中的存储有精度损失，有很多浮点数的小数部分无法用二进制精确表示。

  • double在Java中占8个字节

2.4 单精度浮点型变量

例：

float num = 1.0f;
  • 与长整型变量类似，需要在单精度浮点型变量初始值的末尾加一个f(或F)标识。
  • float在Java中占4个字节

2.5 字符类型变量

例：

char ch = 'A';
  • 使用方法与C语言相同
  • Java中使用Unicode字符，所以一个字符类型变量占2个字节。所以它能表示更多字符类型，包括ASCII，许多国家的文字等等。【Unicode】【Java char型】

2.6 字节类型变量

例：

byte value = 0;
System.out.println(value);

结果：0

  • 字节类型变量是整数，占1个字节。(-27~27-1)
  • 与字符类型变量无关

2.7 短整型变量

例：

short value = 0;
System.out.println(value);

结果：0

  • 短整型变量占2个字节(-27~27-1)

2.8 布尔类型变量

例：

boolean value = true;
System.out.println(value);
  • boolean 类型的变量只有两种取值，true 表示真， false 表示假。boolean 类型的值不是0或1，因此不能对它进行数值运算
  • 官方未规定boolean 类型变量的大小。所以有些JVM中boolean 类型变量可能占1个字节或1个比特位等

*2.9 字符串类型变量

例：

String name = "zhangsan";
System.out.println(name);

结果：zhangsan

  • Java可以用双引号、加号和若干字符灵活表示字符串
    当+ 的一边有字符串时，都是字符串拼接
System.out.println("hello"+"world");
//helloworld
//字符串+字符串 直接拼接 ->  字符串
System.out.println("hello"+111+222);
//hello111222
//字符串+其他   直接拼接 ->  字符串
System.out.println(111+222+"hello");
//333hello
//其他+字符串   先处理其他，再拼接  ->字符串
System.out.println(111+""+222+"hello");
//111222hello
//用空字符串链接111和222，然后让111222这个字符串继续拼接
  • 使用转义字符表示某些特定字符。使用方法同C语言
  • String不是基本类型，属于引用类型数据类型：
  1. 基本类型(8种)：byte、short、int、long
float、double
                          char
                   boolean
  1. 引用类型：String、数组、类、接口、枚举等(后期)

2.10 变量的作用域

一个变量的作用域在离它最近的花括号内。

class Test {
public static void main(String[] args) {
{
int x = 10;
System.out.println(x); // 编译通过;
}
System.out.println(x); // 编译失败, 找不到变量 x.
}
}

2.11 变量的命名规则

硬性：

  1. 一个变量名只能包含数字、字母和下划线
  2. 不能以数字开头

语法允许使用中文、$命名变量，当这样做是不合理的

弹性：

  1. 使用小驼峰命名发命名变量，即第一个单词首字母小写，其他单词首字母均大写
  2. 知名见意，尽量使用名词
  3. 不使用拼音

2.12 常量

在这里首先强调变量的特点，以便于与常量区分：

变量：在程序运行时可以改变的量。

常量：在程序运行时不能改变的量。

2.12.1 字面值常量

10 // int 字面值常量(十进制)
010 // int 字面值常量(八进制) 由数字 0 开头. 010 也就是十进制的 8
0x10 // int 字面值常量(十六进制) 由数字 0x 开头. 0x10 也就是十进制的 16
10L // long 字面值常量. 也可以写作 10l (小写的L)
1.0 // double 字面值常量. 也可以写作 1.0d 或者 1.0D
1.5e2 // double 字面值常量. 科学计数法表示. 相当于 1.5 * 10^2
1.0f // float 字面值常量, 也可以写作 1.0F
true // boolen 字面值常量, 同样的还有 false
'a' // char 字面值常量, 单引号中只能有一个字符
"abc" // String 字面值常量, 双引号中可以有多个字符.

2.12.2 final 关键字修饰的常量

final int a = 10;
a = 20; // 编译出错. 提示 无法为最终变量a分配值
  • final有点类似C的const/static修饰符，但Java中并无全局变量的概念。final修饰变量仅代表这个变量已经是常量。

编译出错的原因：常量是在程序运行时不能改变的量。

2.13类型转换

Java中也有与C类似的强制类型转换，但有所区别。Java是一门强类型语言，Java中对类型之间的类型转换检查更加严格。

例：

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

long占8个字节，int占4个字节

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

double占8个字节，int占4个字节

原因：小的能放大的，大的不能放小的

为什么小的能放到大的里面呢？

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

int和Boolean可以互相赋值吗

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
  1. Boolean的大小是不确定的
  2. Boolean和int是两种无关的类型

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

byte 表示的数据范围是 -128 ~ 127， 256 已经超过其范围，而 100 还在范围之内

原因：使用字面值常量赋值的时候，Java编译器会自动进行检查校验， 判定赋值是否合理

使用强制类型转换

int a = 0;
double b = 10.5;
a = (int)b;
int a = 10;
boolean b = false;
b = (boolean)a; // 编译出错 提示不兼容的类型

注意：

  1. 强制类型转换有风险，例如将10.5强制转换为int，会有精度损失。
  2. 无关的类型之间无法强制类型转换

2.14 数值提升

int和long混合运算

int a = 10;
long b = 20;
int c = a + b; // 编译出错, 提示将 long 转成 int 会丢失精度
long d = a + b; // 编译通过.

原因：

当 int 和 long 混合运算的时候， int 会提升成 long， 得到的结果就是 long 类型，所以需要使用 long 类型的变量来存放果。

btye和byte运算

byte a = 10;
byte b = 20;
byte c = a + b;
System.out.println(c);
// 编译报错
Test.java:5: 错误: 不兼容的类型: 从int转换到byte可能会有损失
byte c = a + b;
           ^

原因：

虽然 a 和 b 都是 byte， 但是计算 a + b 会先将 a 和 b 都

提升成 int， 再进行计算， 得到的结果也是 int， 再赋给byte型的 c，编译器就会抛出异常。

改正：

byte a = 10;
byte b = 20;
byte c = (byte)(a + b);
System.out.println(c);

总结：

由于计算机的 CPU 通常是按照 4 个字节为单位从内存中读写数据.，为了硬件上运算方便，就会将诸如 byte 和 short 这种低于4 个字节的类型，会先提升成 int，再进行计算。

2.15 int 和 String 之间的相互转换

一串数字和字符串之间相互转换，在C中可能要单独写接口实现该功能，但Java本身就带有许多这样的功能。

int 转成 String

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

结果：10(字符串)

String 转成 int

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

结果：100(数字)

3. 运算符

3.1 算术运算符

基本运算符+ - * / %

这些我们再熟悉不过，在此强调/ 和%的注意事项

  1. 分母不为零
  2. 需要用浮点数储存int与int的商
  3. %也可以对浮点数取模

增量赋值运算符 += -= *= /= %=

  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，结果都是+1。用法同C语言。
  2. 如果对大于四个字节(int)的数据进行自增自减运算，运算符会自动进行整型提升。
    如：
float a = 1.4f;
  System.out.println(++a);
  1. 实际上就是在浮点数的个位上+1，但Java中只允许相同类型数据之间的运算，所以要把1整型提升为float型，然后再加

3.2 关系运算符

== != < > <= >=

例：

int a = 10;
int b = 20;
System.out.println(a == b);//false
System.out.println(a != b);//true
System.out.println(a < b);//true
System.out.println(a > b);//false
System.out.println(a <= b);//true
System.out.println(a >= b);//false

注意: 关系运算符的表达式返回值都是 boolean 类型

*3.3 逻辑运算符

&& || !

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(&&)

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

int a = 10;
int b = 20;
int c = 30;
System.out.println(a < b && b < c);

结果：true

逻辑或(||)

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

int a = 10;
int b = 20;
int c = 30;
System.out.println(a < b || b < c);

结果：true

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)

int a = 10;
int b = 20;
System.out.println(!(a < b));

结果：false

短路求值

&&：只要左边的语句块结果为false，右边的语句块不会执行，直接返回false；反之全部执行，根据结果返回值。

||：两边的语句块都要执行，根据结果返回值。

例：

System.out.println(10 > 20 && 10 / 0 == 0); // false
System.out.println(10 < 20 || 10 / 0 == 0); // true

3.4 位运算符

& | ~ ^

其中运算规则与C语言相同.

区别在于: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

3.5 移位运算

<< >> >>>

其中前两个(左移<< 、右移>>)的使用方法和C语言相同

复习：

<<：舍弃最左侧位，右侧补0

>>：舍弃最右侧位，左侧补符号位(正补0，负补1)

无符号右移>>>:舍弃最右侧位 ，最左侧补 0。与>> 的区别就是只补0

3.6 条件运算符

表达式1?表达式2:表达式3

用法同C语言。

是Java中唯一一个三目运算符。

日志

4/27/2022
文章标签：
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