Java 变量和数据类型笔记

1.变量的基本概念（两个要素）

• 变量名
  • 当需要在程序中记录单个数据内容时，则声明一个变量即可，而声明变量的本质就是在内存中申请一个存储单元，由于该存储单元中的数据内容可以发生改变，因此得名为"变量"。
• 数据类型
  • 由于存放的数据内容大小不一样，导致所需存储单元的大小不一样，在Java语言中使用数据类型加以描述，为了便于下次访问还需要给该变量指定一个名字，用于记录该变量对应的存储单元。

2.变量的声明方式

• # 常用变量声明方式
  数据类型 变量名 = 初始值; 
  # 必须以分号结尾，标识一行代码结束；可以只定义变量，不赋初值
  

• 变量声明练习

  public class VarTest{
  	
  	public static void main(String[] args){
  		// 1.声明一个变量并初始化
  		int age = 21;
  		// 2.打印变量值
  		// + : 字符串连接符，将两边的内容连接起来，还是一个字符串
  		System.out.println("age = " + age);
  	}
  }
  

  PS E:\LaGou-Java\Class-Learning\Class-note\模块一 Java编程基础\02任务二 变量和数据类型\code> javac .\VarTest.java
  PS E:\LaGou-Java\Class-Learning\Class-note\模块一 Java编程基础\02任务二 变量和数据类型\code> java VarTest
  age = 21
  

3.使用变量注意事项

• 使用变量之前需要先声明，指定数据类型
• 使用变量之前需要初始化
• 变量不能重复声明

4.标识符命名规则

• 由数字，字母，下划线组成（还有$，但是不常用），数字不能开头

• 不能使用Java语言关键字
  

• 区分大小写，长度没有限制但不宜过长

• 尽量见名知意，支持中文但不推荐使用

• 标识符可以给 类/变量/属性/方法/包起名字。

5.Scanner扫描器使用

• 文件开头

  • // 导入java目录中util目录中的Scanner类
    import java.util.Scanner;
    

• 文件main函数中实现部分

  • // 创建一个扫描器来扫描键盘输入的内容，System.in代表键盘输入
    Scanner sc = new Scanner(System.in);
    // 通过扫描器读取一个字符串数据放入变量name中
    name = sc.next();
    // 通过扫描器读取一整数数据放入变量name中
    age = sc.nextInt();
    

6.代码优化

• 变量随用随声明
• 输出语句多句合并为一句

7.数据类型

• 基本数据类型
  • byte，short，int，long，float，double，boolean，char
• 引用数据类型
  • 数组，类，接口，枚举，标注，字符串

8.常用的进制

• 十进制：逢十进一

• 二进制：逢二进一

  • 二进制中最高位（最左边的一位）用于代表符号位，若该位是0则表示非负数，若该位是1则表示负数

• 八进制，十六进制其实都是二进制的简写

9.进制之间的转换

• 正十进制转换为二进制：
  • 除二取余法：使用十进制整数不断除以2取出余数，商为零时，余数逆序排序
    • 例：十进制45转换为二进制结果为：10 1101（0b，0B可为二进制前缀，binary），64位操作系统有64位，前面全部用0补齐64位才是真正的二进制
  • 拆分法：将十进制整数拆分为若干个二进制权重的和，有该权重下面写1，否则写0
• 正二进制转换为十进制
  • 加权法：使用二进制中的每个数字乘以每一位的权重累加
• 负十进制转换为二进制的方式
  • 先将十进制的绝对值转换为二进制，然后按位取反再加一（补码）
    • 例：十进制-45转换为二进制为：1101 0011
    • 当十进制的45和-45都转化为二进制数时，相加，结果会出现高位溢出（第65位1将会丢弃）
• 负二进制转换为十进制
  • 先将二进制减一，再按位取反，然后使用加权法

10.整数类型表示的范围

• byte

  • 非负数：
    • 0000 0000 - 0111 1111（0 ~ 127）
  • 负数：
    • 1000 0000 - 1111 1111（-128 ~ -1）
  • 在内存空间中占一个字节，-2^7 ~ 2^7 - 1（-128 ~ 127）

• short

  • 在内存空间中占两个字节，-2^15 ~ 2^15 - 1（-32768 ~ 32767）

• int**（推荐使用，默认为int类型）**

  • 在内存空间中占四个字节，-2^31 ~ 2^31 -1（-2147483648 ~ 2147483647）

• long

  • 在内存空间中占八个字节，-2^63 ~ 2^63 - 1（）

在Java程序中直接写出的整数数据叫做直接量/字面量/常量，默认为int类型。若希望表达比long更大的直接量，则在直接量的后面加上“l”或“L”，推荐“L”。

11.整数类型的笔试考点

• 整数不能作为标识符的原因：

  • 分不清标识符和直接量
  • 如果也带尾缀，则无法进行统一标准，取决于程序员自身的水平，Java官方规定，数字不能开头

• 使用不同整数类型的变量为另一个变量赋值报错：

  • 这是一个变量，数值是否会发生变化，不得而知

  • 当进行赋值的时候，无法直接确定当前的变量是否在自己的整数范围之内，还需要继续进行计算才能确定，直接报错让程序员自行进行检查

  • // 6.错误代码测试
    int i2 = 25;
    byte b2 = i2; // 错误: 不兼容的类型: 从int转换到byte可能会有损失
    System.out.println("b2 = " + b2);
    

• 比long还大的整数表示：

  • // 5.声明一个long类型的变量并初始化
    // 若描述比long类型还大的数据则使用java.math.BigInteger类型
    long L1 = 2147483650L;
    System.out.println("L1 = " + L1);
    

12.浮点类型

• float

  • 在内存空间中占四个字节，叫做单精度浮点数，一般表示七位有效数字

    • 七位有效数字：从左起第一位开始算起，小数点不算，数七位为有效数字，剩余部分无法保证有效，可能会出现精度损失

    • 如果整体长度超过七位，可以在末尾加“f”或“F”，表示此数据为float类型，但是超出部分仍然无法保证精度问题

      // float可以在直接量末尾添加f/F，以指示为float类型，但是因为七位有效数字，最后一位小数精度无法保证
      float f1 = 3.1415926F; // f1 = 3.1415925
      System.out.println("f1 = " + f1);
      

  • 范围：-3.403E38 ~ 3.403E38（指数表示法）

  • int和float字节数相同，为什么表示范围不一样？

    • 与底层二进制结构有关系
      • int：有一个符号位，剩余的整数位
      • float：除了符号位，还有一部分专门用于表示表示整数次方（指数部分），再接下来才表示小数部分，因为有指数部分，所以范围更大一些

• double**（推荐使用，默认为double类型）**

  • 在内存中占八个字节，叫做双精度浮点数，一般表示十五位有效数字
  • 范围：-1.798E308 ~ 1.798E308（指数表示法）

13.浮点数笔试考点

• 因为float，double计算不够精确，如何做到精确计算：

  • // 3.笔试考点
    System.out.println("0.1 + 0.2 = " + (0.1 + 0.2)); // 0.1 + 0.2 = 0.30000000000000004
    // float和double运算时会有误差
    // 若希望实现精确运算，借助java.math.BigDecimal类型
    

14.布尔类型

• boolean：
  • 只有两种：true，false（没有0或1一说，和C语言不同）
  • 描述真假信息的类型

  • 所占内存空间没有明确的规定，可以认为是一个字节（其实一个bit，二进制位就足够了）

15.字符类型

• char：

  • 用于描述单个字符的数据类型（单引号引起来的单个字符）

  • 在内存空间中占两个字节，并且没有符号位

  • 表示范围为（0 ~ 65535）

  • 计算机的底层只识别0和1组成的二进制序列，对于字符’a’这样的图案来说不满足该规则，因此该数据无法直接在计算机中存储，但现实生活中存在这样的图案数据需要计算机存储，为了使得该数据能够存储起来就可以给该数据指定一个编号，然后将编号存储起来即可，该编号就叫做ASCII。

    • ASCSI：

      • 要求掌握的ASCII有：‘0’ -48 ‘A’ -65 ‘a’ -97 空格-32 换行符-10

      • // 4.定义一个char类型的变量并初始化
        char c2 = 98;
        System.out.println("c2: " + c2);
        System.out.println("c2 number: " + (int)c2);
        

• Unicode字符集：

  • 包含世界各国的字符

  • 站长之家链接：http://tool.chinaz.com/tools/unicode.aspx

  • // 5.使用Unicode字符集打印名字
    // 云梦归遥 - \u4e91\u68a6\u5f52\u9065
    char c3 = '\u4e91';
    char c4 = '\u68a6';
    char c5 = '\u5f52';
    char c6 = '\u9065';
    System.out.println("My name is: " + c3 + c4 + c5 + c6);
    

• 特殊字符类型：

  • 可以使用 “\” 转义字符

16.基本数据类型之间的转换

• 自动类型转换

  • 自动类型转换主要是指从小类型到大类型之间的转换
    

  • long类型（8字节）到float类型（4字节）转化的原因：

    • 和底层二进制的结构有关系
    • long能表示（-2^63 ~ 2^63 - 1），而float能表示（10^{38），可近似转换为（(2}3)³⁸⁼²114），所以long可以自动转换为float类型

• 强制类型转换

  • 大类型到小类型之间的转换

    • 目标类型变量名= (目标类型)源类型变量名;
      

    • 强制转换不出现损失的情况（在当前数值范围之内）：

      byte b1 = 10;
      short s1 = 20;
      // 3.实现强制类型之间的转换
      b1 = (byte)s1;
      System.out.println("b1 = " + b1 + ", " + "s1 = " + s1); // b1 = 20, s1 = 20
      

    • 强制转换出现损失的情况（超出当前数值范围之内）：

      // 4.故意超出byte的范围
      s1 = 128;
      b1 = (byte)s1;
      // short类型的s1:128的二进制数：0000 1000 0000，强转为byte时取低八位，1000 0000，
      // 但是byte类型第一位是符号位，转换为十进制数为-128
      System.out.println("b1 = " + b1 + ", " + "s1 = " + s1); // b1 = -128, s1 = 128
      

      // 4.故意超出byte的范围
      s1 = 128;
      b1 = (byte)s1;
      // short类型的s1:128的二进制数：0000 1000 0000，强转为byte时取低八位，1000 0000，
      // 但是byte类型第一位是符号位，转换为十进制数为-128
      System.out.println("b1 = " + b1 + ", " + "s1 = " + s1); // b1 = -128, s1 = 128