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变量与运算符

关键字​

定义：被Java语言赋予了特殊含义，用做专门用途的字符串或单词 特点：全部关键字都是小写

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标识符​

Java中变量、方法、类等要素命名时使用的字符序列，称为标识符（也就是需要自己起名字的地方）

标识符的命令规则

由26个英文字母大小写，0-9，_ 或者 $ 组成 数字不可以开头 不可以使用关键字和保留字，但能包含关键字和保留字 Java中严格区分大小写，长度无限制 标识符不能包含空格

变量​

变量是程序中不可或缺的组成单位，是最基础的存储单元

变量的概念：

  • 内存中的一个存储区域，该区域的数据可以在同一类型范围内不断的变化
  • 变量构成的三个要素：数据类型、变量名、存储的值
  • Java中变量声明的格式：数据类型 变量名 = 变量值

变量的作用：用于在内存中保存数据

变量的数据类型​

基本数据类型：

  • 整型：byte short int long
  • 浮点型：float double
  • 字符型：char
  • 布尔型：boolean

引用数据类型：

  • 类：class
  • 数组：array
  • 接口：interface
  • 枚举：enum
  • 注解：annotation
  • 记录：record

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定义变量时，变量名要遵循标识符命名的规则和规范

使用​

变量的声明​

格式：数据类型  变量名;
//例如：
//存储一个整数类型的年龄
int age; 

//存储一个小数类型的体重
double weight;

//存储一个单字符类型的性别 
char gender;

//存储一个布尔类型的婚姻状态
boolean marry;

//存储一个字符串类型的姓名
String name;

//声明多个同类型的变量
int a,b,c; //表示a,b,c三个变量都是int类型。

注意：变量的数据类型可以是基本数据类型，也可以是引用数据类型

变量的赋值​

给变量赋值，就是把“值”存到该变量代表的内存空间中。同时，给变量赋的值类型必须与变量声明的类型一致或兼容

变量赋值的语法格式

变量名 = 值;

例1：可以使用合适类型的常量值给已经声明的变量赋值

age = 18;
weight = 109;
gender = '女';

举例2：可以使用其他变量或者表达式给变量赋值

int m = 1;
int n = m;
        
int x = 1;
int y = 2;
int z = 2 * x + y;

举例3：变量可以反复赋值

//先声明，后初始化
char gender;
gender = '女';

//给变量重新赋值，修改gender变量的值
gender = '男';
System.out.println("gender = " + gender);//gender = 男

举例4：也可以将变量的声明和赋值一并执行

boolean isBeauty = true;
String name = "迪丽热巴";

内存结构如图：

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基本数据类型​

整数类型​

Java各整数类型有固定的表数范围和字段长度，不受具体操作系统的影响，以保证Java程序的可移植性

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定义long类型的变量，赋值时需要以"l"或"L"作为后缀 Java程序中变量通常声明为int型，除非不足以表示较大的数，才使用long Java的整型常量默认为 int 型

计算机存储单位

  • 字节（Byte）： 是计算机用于计量存储容量的基本单位，一个字节等于8 bit
  • 位（bit）： 是数据存储的最小单位。二进制数系统中，每个0或1就是一个位，叫做bit（比特），其中8 bit 就称为一个字节(Byte)
  • 转换关系：
    • 8 bit = 1 Byte
    • 1024 Byte = 1 KB
    • 1024 KB = 1 MB
    • 1024 MB = 1 GB
    • 1024 GB = 1 TB

浮点型​

与整数类型类似，Java 浮点类型也有固定的表数范围和字段长度，不受具体操作系统的影响

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浮点型常量有两种表示形式：

  • 十进制数形式。如：5.12 512.0f .512 (必须有小数点）
  • 科学计数法形式。如：5.12e2 512E2 100E-2 float：单精度，尾数可以精确到7位有效数字。很多情况下，精度很难满足需求 double：双精度，精度是float的两倍。通常采用此类型 定义float类型的变量，赋值时需要以"f"或"F"作为后缀 Java 的浮点型常量默认为double型

关于浮点型精度

  • 并不是所有的小数都能可以精确的用二进制浮点数表示。二进制浮点数不能精确的表示0.1、0.01、0.001这样10的负次幂
  • 浮点类型float、double的数据不适合在不容许舍入误差的金融计算领域。如果需要精确数字计算或保留指定位数的精度，需要使用BigDecimal类

字符型​

char 型数据用来表示通常意义上“字符”（占2字节） Java中的所有字符都使用Unicode编码，故一个字符可以存储一个字母，一个汉字，或其他书面语的一个字符 字符型变量的三种表现形式：

  • 形式1：使用单引号(' ')括起来的单个字符。例如：char c1 = 'a'; char c2 = '中'; char c3 = '9';
  • 形式2：直接使用 Unicode值来表示字符型常量：‘\uXXXX’。其中，XXXX代表一个十六进制整数。例如：\u0023 表示 '#'
  • 形式3：Java中还允许使用转义字符‘\’来将其后的字符转变为特殊字符型常量。例如：char c3 = '\n'; // '\n'表示换行符

布尔型​

boolean 类型用来判断逻辑条件，一般用于流程控制语句中：

  • if条件控制语句
  • while循环控制语句
  • for循环控制语句
  • do-while循环控制语句

boolean类型数据只有两个值：true、false，无其它

  • 不可以使用 0 或非 0 的整数替代false和true，这点和C语言不同
  • 拓展：Java虚拟机中没有任何供boolean值专用的字节码指令，Java语言表达所操作的boolean值，在编译之后都使用java虚拟机中的int数据类型来代替：true用1表示，false用0表示

基本数据类型变量间运算规则​

转换的方式有两种：自动类型提升和强制类型转换

自动类型转换​

规则：将取值范围小（或容量小）的类型自动提升为取值范围大（或容量大）的类型

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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 2、当存储范围小的数据类型与存储范围大的数据类型变量一起混合运算时，会按照其中最大的类型运算 3、当byte,short,char数据类型的变量进行算术运算时，按照int类型处理

手动类型转换​

规则：将取值范围大（或容量大）的类型强制转换成取值范围小（或容量小）的类型

转换格式：

数据类型1 变量名 = (数据类型1)被强转数据值;  
//()中的数据类型必须<=变量值的数据类型

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）强制转换为存储范围小的变量时，可能会损失精度或溢出。 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。这种情况的强制类型转换是没有风险的，通常省略。 3、声明long类型变量时，可以出现省略后缀的情况。float则不同。

基本数据类型与String的转换​

字符串类型​

  • String不是基本数据类型，属于引用数据类型
  • 使用一对""来表示一个字符串，内部可以包含0个、1个或多个字符。
  • 声明方式与基本数据类型类似

转换规则​

1、任意八种基本数据类型的数据与String类型只能进行连接“+”运算，且结果一定也是String类型

System.out.println("" + 1 + 2);//12
 
 int num = 10;
 boolean b1 = true;
 String s1 = "abc";
 
 String s2 = s1 + num + b1;
 System.out.println(s2);//abc10true
 
 //String s3 = num + b1 + s1;//编译不通过，因为int类型不能与boolean运算
 String s4 = num + (b1 + s1);//编译通过

2、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);//正确的，后面才能讲到，借助包装类的方法才能转

运算符​

运算符的分类： 按照功能分为：算术运算符、赋值运算符、比较(或关系)运算符、逻辑运算符、位运算符、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
比较(或关系)运算符（6个）>、>=、<、<=、==、!=
逻辑运算符（6个）&、|、^、!、&&、||
位运算符（7个）&、|、^、~、<<、>>、>>>
条件运算符（1个）(条件表达式)?结果1:结果2
Lambda运算符（1个）->（第18章时讲解）

按照操作数个数分为：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

算数运算符​

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赋值运算符​

符号：=

  • 当“=”两侧数据类型不一致时，可以使用自动类型转换或使用强制类型转换原则进行处理
  • 支持连续赋值

扩展赋值运算符： +=、 -=、*=、 /=、%=

赋值运算符符号解释
+=将符号左边的值和右边的值进行相加操作，最后将结果赋值给左边的变量
-=将符号左边的值和右边的值进行相减操作，最后将结果赋值给左边的变量
*=将符号左边的值和右边的值进行相乘操作，最后将结果赋值给左边的变量
/=将符号左边的值和右边的值进行相除操作，最后将结果赋值给左边的变量
%=将符号左边的值和右边的值进行取余操作，最后将结果赋值给左边的变量

比较（关系）运算符​

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  • 比较运算符的结果都是boolean型，也就是要么是true，要么是false
  • > < >= <= ：只适用于基本数据类型（除boolean类型之外）== != ：适用于基本数据类型和引用数据类型
  • 比较运算符“==”不能误写成“=”

逻辑运算符​

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逻辑运算符，操作的都是boolean类型的变量或常量，而且运算得结果也是boolean类型的值

运算符说明：

  • & 和 &&：表示"且"关系，当符号左右两边布尔值都是true时，结果才能为true。否则，为false
  • | 和 || ：表示"或"关系，当符号两边布尔值有一边为true时，结果为true。当两边都为false时，结果为false
  • ! ：表示"非"关系，当变量布尔值为true时，结果为false。当变量布尔值为false时，结果为true
  • ^ ：当符号左右两边布尔值不同时，结果为true。当两边布尔值相同时，结果为false

逻辑运算符用于连接布尔型表达式，在Java中不可以写成 3 < x < 6，应该写成x > 3 & x < 6

区分“&”和“&&”：

  • 相同点：如果符号左边是true，则二者都执行符号右边的操作
  • 不同点：
    • & ： 如果符号左边是false,则继续执行符号右边的操作
    • && ：如果符号左边是false,则不再继续执行符号右边的操作（开发中推荐用&&）

区分“|”和“||”：

  • 相同点：如果符号左边是false，则二者都执行符号右边的操作
  • 不同点：
    • | ： 如果符号左边是true，则继续执行符号右边的操作
    • || ：如果符号左边是true，则不再继续执行符号右边的操作（开发中，推荐使用 ||）

位运算符​

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位运算符的运算过程都是基于二进制的补码运算

条件运算符​

条件运算符格式：

(条件表达式)? 表达式1:表达式2

说明：条件表达式是boolean类型的结果，根据boolean的值选择表达式1或表达式2

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如果运算后的结果赋给新的变量，要求表达式1和表达式2为同种或兼容的类型

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