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Java變量和運算符

本文轉載自   查看原文   2018-11-05 20:51   649    Java

1.變量

變量概述

什么是變量？變量是一個內存中的小盒子（小容器），容器是什么？生活中也有很多容器，例如水杯是容器，用來裝載水；你家里的大衣櫃是容器，用來裝載衣褲；飯盒是容器，用來裝載飯菜。那么變量是裝載什么的呢？答案是數據！結論：變量是內存中裝載數據的小盒子，你只能用它來存數據和取數據。

 

 計算機存儲單元

變量是內存中的小容器，用來存儲數據。那么計算機內存是怎么存儲數據的呢？無論是內存還是硬盤，計算機存儲設備的最小信息單元叫“位（bit）”，我們又稱之為“比特位”，通常用小寫的字母b表示。而計算機最小的存儲單元叫“字節（byte）”，通常用大寫字母B表示，字節是由連續的8個位組成。

當程序需要使用存儲空間時，操作系統最小會分派給程序1個字節，而不是1個位。你可能會說，如果程序只需要1個位的空間，系統分派不能只分派1個位嗎？答案是不能！這就像你只需要1支煙，你到商店去買煙，商店分派的最小單元是1盒（20支），他不可能賣給你1支煙。

你可能會想，1個字節（8位）可以存儲很大的數值了，1位最大是9那么8位最大值為99999999。你錯了，因為計算機是采用二進行存儲的，而不是我們生活中常用的十進制。所以1個字節存儲的最大數據是11111111的二進制數。

除了字節外還有一些常用的存儲單位，大家可能比較熟悉，我們一起來看看：

1B（字節） = 8bit

1KB = 1024B

1MB = 1024KB

1GB = 1024MB

1TB = 1024GB

1PB = 1024TB

基本類型之4類8種

大衣櫃不能用來裝載水，水杯也不能用來裝載衣褲。這說明不同的容器裝載不同的物品。變量也是如此，在創建變量時需要指定變量的數據類型，例如整型變量、浮點型變量等等。結論：變量必須要有明確的類型，什么類型的變量裝載什么類型的數據。

水杯是用來裝水的，那么水杯能裝多少水呢？一噸？我們知道水杯在創建時不只確定了要裝載的是水（數據類型），而且還確定了能裝多少水（數據類型的具體種類）。變量也是如此，需要指定變量能裝載什么類型的數據，同時也要指定變量能裝載多大的數據。

Java中基本類型一共4類，把這4類展開后共8種基本類型。我們今后編寫程序時使用的是這8種基本類型而不是4類，這8種基本類型指定了范圍。

四類

八種

字節數

數據表示范圍

整型

byte

1

-128～127

short

2

-32768～32767

int

4

-2147483648～2147483648

long

8

-263～263-1

浮點型

float

4

-3.403E38～3.403E38

double

8

-1.798E308～1.798E308

字符型

char

2

表示一個字符，如('a'，'A'，'0'，'家')

布爾型

boolean

1

只有兩個值true與false

常量與類型

前面我們說過100是整數常量，但它是byte、short、int、long中的哪一種呢？下面我們來聊聊這一常量類型的問題。

整數常量可以根據所在范圍來確定類型，例如100在-128~127之間，所以他是byte類型；500在-32768~32767之間，所以它是short類型；100000在-2147483648~2147483648之間，所以它是int類型。java中默認的整數類型是int類型

你可能會認為12345678901在-263~263-1之間，所以它是long類型。注意了，這是錯誤的！！！在Java中整數常量如果不在-2147483648~2147483648之間就必須添加“L”后綴（小寫的也可以，但建議使用大寫），在-2147483648~2147483648之間的也可以添加“L”后綴。也就是說12345678901不在-2147483648~2147483648之間，所以它在Java中是錯誤的常量，你必須這樣寫：12345678901L，這才是正確的常量。所以添加了“L”后綴的整數常量都是long類型的，例如：100L、12345678901L都是long類型的常量。

浮點類型的常量也可使用后綴，在Java中所有沒有后綴以及使用“D”后綴（小寫也可以，但建議使用大寫）的小數都是double類型；float類型常量必須添加“F”后綴（小寫也可以，但建議使用大寫）java中默認的浮點類型是double類型

  •  3.14沒有后綴，所以它是double類型；
  • 5.28D為double類型；
  • 1.26F為float類型。

定義變量（創建變量）

定義變量的語法格式：

數據類型  變量名  =  數據值；
int         a    =  100;

其中int是數據類型，指定了變量只能存儲整數，而且指定了存儲范圍為-2147483648～2147483648。

其中a表示變量名，變量名是標識符，這說明只要是合法的標識符都可以用來做變量名。在程序中可以通過變量名來操作變量（內存中的小盒子）。

其中“=100”是給變量賦值，即向a變量中寫入100（變量是個小盒子，現在小盒子中保存的是100）。注意，給變量賦的值一定要與類型符合，也就是說int類型只能存儲整數，而且必須是在-2147483648～2147483648范圍內的整數。100滿足了這兩個條件，所以是正確的。

/*
變量定義格式：
數據類型  變量名  =  變量值;
*/
public class Variable {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        double b = 3.14;
        char c = 'z';
        String s = "i love java";
    
        a = 20;
        System.out.println(a);
    }
}
練習

變量使用的注意事項:

  • 變量定義后可以不賦值，使用時再賦值。不賦值不能使用。
public static void main(String[] args) {
int x;
x = 20; //為x賦值20
System.out.println(x);//讀取x變量中的值，再打印
}
  •  變量使用時有作用域的限制。
public static void main(String[] args) {
int x = 20;
{
    int y = 20;
}
System.out.println(x);//讀取x變量中的值，再打印
System.out.println(y);//讀取y變量中的值失敗，失敗原因，找不到y變量，因為超出了y變量作用范圍，所以不能使用y變量
}
  •  變量不可以重復定義。
public static void main(String[] args){
      int x = 10;
      double x = 5.5;//編譯失敗，變量重復定義
}

  數據類型轉換

不同類型的變量是否可以在一起運算呢？答案是可以的，但要先進行類型轉換再運算。下面我們來學習一下類型轉換。

其實，我們所學習的數據，它的表示方式是可以靈活多變的，比如把小數轉換成整數的操作

轉換的過程中，數據遵循一個原則：

范圍小的數據類型值（如byte），可以直接轉換為范圍大的數據類型值（如int）；

范圍大的數據類型值（如int），不可以直接轉換為范圍小的數據類型值（如byte）

那么，大家還記得每種類型表示數據的范圍嗎？忘記了不要緊，我來告訴大家，將各種數據類型按照數據范圍從小到大依次列出：

byte -> short -> int -> long -> float -> double

關於數據類型轉換有兩種方式，我們來學習一下：

 自動類型轉換

表示范圍小的數據類型轉換成范圍大的數據類型，這種方式稱為自動類型轉換

自動類型轉換格式：

    范圍大的數據類型 變量 = 范圍小的數據類型值；

如：

double d = 1000;或
int i = 100;
double d2 = i;

 強制類型轉換

表示范圍大的數據類型轉換成范圍小的數據類型，這種方式稱為強制類型轉換

強制類型轉換格式：

范圍小的數據類型  變量 = (范圍小的數據類型) 范圍大的數據類型值;

如：

int  i = (int)6.718;   //i的值為6
或
double  d = 3.14;
int  i2 = (int)d;     //i2的值為3

2.運算符

計算機的最基本用途之一就是執行數學運算，作為一門計算機語言，Java也提供了一套豐富的運算符來操縱變量。我們可以把運算符分成以下幾組：

  • 算術運算符
  • 關系運算符
  • 位運算符
  • 邏輯運算符
  • 賦值運算符
  • 其他運算符
操作符 描述 例子
+ 加法 - 相加運算符兩側的值 A + B 等於 30
- 減法 - 左操作數減去右操作數 A – B 等於 -10
* 乘法 - 相乘操作符兩側的值 A * B等於200
/ 除法 - 左操作數除以右操作數 B / A等於2
％ 取余 - 左操作數除以右操作數的余數 B%A等於0
++ 自增: 操作數的值增加1 B++ 或 ++B 等於 21（區別詳見下文）
-- 自減: 操作數的值減少1 B-- 或 --B 等於 19（區別詳見下文）

我們在使用算術運算符時，記得要注意下列事項：

  • 加法運算符在連接字符串時要注意，只有直接與字符串相加才會轉成字符串。
  • 除法“/”當兩邊為整數時，取整數部分，舍余數。當其中一邊為浮點型時，按正常規則相除。
  • “%”為整除取余符號，小數取余沒有意義。結果符號與被取余符號相同。
  • 整數做被除數，0不能做除數，否則報錯。

演示(結果可以自己敲一下)

 /*
 * 算術運算符
 */
public class OperatorDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        /*
         * 常量使用算數運算符
         */
        System.out.println(10+20);
        
        /*
         * 變量使用算數運算符
         */
        int x = 10;
        int y = 20;
        //"+"作為加法運算使用
        int z = x + y; 
        //"+"作為連接字符串使用
        System.out.println("x="+x);
        System.out.println("y="+y);
        System.out.println("z="+z);
    }
}
View Code

 算數運算符++、--的使用

算數運算符在前面我們已經學習過了，這里進行一些補充。

在一般情況下，算數運算符不會改變參與計算的變量值。而是在原有變量值不變的情況下，計算出新的值。但是有些操作符會改變參與計算的變量的值，比如++，--。

看下面的代碼

int a = 3;
int b = 3;
a++;
b--;
System.out.println(a);
System.out.println(b);

上面代碼的輸出結果a值為4，b值為2；

這說明a的原有值發生了改變，在原有值的基礎上自增1；b的原有值也發生了改變，在原有值的基礎上自減1；

  •  ++運算符，會在原有值的基礎上自增1；
  •  --運算符，會在原有值的基礎上自減1。

在看下面代碼:

int a = 3;
int b = 3;
++a;
--b;
System.out.println(a);
System.out.println(b);

上面代碼的輸出結果a值為4，b值為2；

這說明++,--運算符單獨使用，不參與運算操作時，運算符前后位置導致的運算結果是一致的。

接下來，介紹下++，--運算符參與運算操作時，發生了怎樣的變化，我們來看一段代碼：

int a = 3;
int b;
b = a++ + 10;
System.out.println(a);
System.out.println(b);

上面代碼的輸出結果a值為4，b值為13；

這里我要強調一下了，當++，--運算符參與運算操作時，后置++，--的作用：

  •  ++,--運算符后置時，先使用變量a原有值參與運算操作，運算操作完成后，變量a的值自增1或者自減1；

再介紹下++，--運算符前置時，參與運算操作的變化，我們來看一段代碼：

int a = 3;
int b;
b = ++a + 10;
System.out.println(a);
System.out.println(b);

上面代碼的輸出結果a值為4，b值為14；

  • ++，--運算符前置時，先將變量a的值自增1或者自減1，然后使用更新后的新值參與運算操作。

 賦值運算符

運算符

運算規則

范例

結果

=

賦值

int a=2

2

+=

加后賦值

int a=2，a+=2

4

-=

減后賦值

int a=2，a-=2

0

*=

乘后賦值

int a=2，a*=2

4

/=

整除后賦值

int a=2，a/=2

1

%=

取模后賦值

int a=2，a%=2

0

注意：諸如+=這樣形式的賦值運算符，會將結果自動強轉成等號左邊的數據類型。

寫一個代碼，我們看一下賦值運算符的使用

 /*
 * 賦值運算符
 * +=, -=, *=, /=, %= ： 
 * 上面的運算符作用：將等號左右兩邊計算，會將結果自動強轉成等號左邊的數據類型,再賦值給等號左邊的
 * 注意：賦值運算符左邊必須是變量
 */
public class OperatorDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        byte x = 10;
        x += 20;// 相當於 x = (byte)(x+20);
        System.out.println(x);
    }
}

結果為30;

比較運算符

比較運算符，又叫關系運算符，它是用來判斷兩個操作數的大小關系及是否相等關系的，結果是布爾值true或者false。

運算符

運算規則

范例

結果

==

相等於

4==3

False

!=

不等於

4!=3

True

< 

小於

4<3

False

> 

大於

4>3

True

<=

小於等於

4<=3

False

>=

大於等於

4>=3

True

這里需要注意一下：

 賦值運算符的 = 符號與比較運算符的 == 符號是有區別的，如下：

  •  賦值運算符的 = 符號，是用來將 = 符號右邊的值，賦值給 = 符號左邊的變量；
  •  比較運算符的 == 符號，是用來判斷 == 符號 左右變量的值是否相等的。

我們通過下面的一段代碼，我們演示一下這個注意事項：

int a = 3;
int b = 4;
System.out.println( a=b );
System.out.println( a==b );

上面代碼輸出的結果第一個值為4，第二個值為false。

 邏輯運算符

邏輯運算符，它是用於布爾值進行運算的，運算的最終結果為布爾值true或false。

運算符

運算規則

范例

結果

&

與

false&true

False

|

或

false|true

True

^

異或

true^flase

True

!

非

!true

Flase

&&

短路與

false&&true

False

||

短路或

false||true

True

  看完圖后，我們來看一下邏輯運算符的常規使用方式：

  • l  邏輯運算符通常連接兩個其他表達式計算后的布爾值結果
  • l  當使用短路與或者短路或時，只要能判斷出結果則后邊的部分就不再判斷。

我們通過代碼演示一下：

boolean b = 100>10;
boolean b2 = false;
System.out.println(b&&b2); // 打印結果為 false
System.out.println(b||b2); //打印結果為 true
System.out.println(!b2); //打印結果為 true
System.out.println(b && 100>10); //打印結果為 true，本行結果的計算方式稍后講解運算符優先級時解答

好了，我們來總結一下運算符的結果規律吧：

  •  短路與&&:參與運算的兩邊數據，有false，則運算結果為false；
  •   短路或||:參與運算的兩邊數據，有true，則運算結果為true；
  •   邏輯非! : 參與運算的數據，原先是true則變成false，原先是false則變成true。

三元運算符

接下來我們要學習的三元運算符與之前的運算符不同。之前學習的均為一元或者二元運算符。元即參與運算的數據。

 格式：

         (條件表達式)？表達式1：表達式2；

 表達式：通俗的說，即通過使用運算符將操作數聯系起來的式子，例如：      

       3+2，使用算數運算符將操作數聯系起來，這種情況，我們稱為算數表達式。

       3>2，使用比較運算符（也稱為條件運算符）將操作數聯系起來，這種情況，我們稱為條件表達式。

       其他表達式，不再一一舉例。

  三元運算符運算規則：

先判斷條件表達式的值，若為true，運算結果為表達式1；若為false，運算結果為表達式2。

方式一：
    System.out.println( 3>2 ? “正確” : “錯誤” ); 
// 三元運算符運算后的結果為true，運算結果為表達式1的值“正確”，然后將結果“正確”，在控制台輸出打印

方式二：
    int a = 3;
    int b = 4;
    String result = (a==b) ? “相等” : “不相等”;  
//三元運算符運算后的結果為false，運算結果為表達式2的值“不相等”，然后將結果賦值給了變量result

方式三：
    int n = (3>2 && 4>6) ? 100 : 200;
    //三元運算符運算后的結果為false，運算結果為表達式2的值200,然后將結果200賦值給了變量n

運算符優先級

在學習運算符的過程中，我們發現，當多個運算符一起使用的時候，容易出現不清晰先后運算順序的問題，那么，在這里，我們來學習下，運算符之間的運算優先級。

下圖是每種運算符的優先級，按照運算先后順序排序（優先級相同的情況下，按照從左到右的順序依次運算）

優先級

描述

運算符

1

括號

()、[]

2

正負號

+、-

3

自增自減，非

++、--、!

4

乘除，取余

*、/、%

5

加減

+、-

6

移位運算

<<、>>、>>>

7

大小關系

>、>=、<、<=

8

相等關系

==、!=

9

按位與

&

10

按位異或

^

11

按位或

|

12

邏輯與

&&

13

邏輯或

||

14

條件運算

?:

15

賦值運算

=、+=、-=、*=、/=、%=

16

位賦值運算

&=、|=、<<=、>>=、>>>=

優先級順序看完了，我們來通過代碼，加強一下：

int n = 3>4 ? 100 : 200;  

這行的代碼運算執行順序我們來寫一下：

  1.執行 3>4操作，得到布爾類型false的結果

  2.通過結果false，將對應的表達式2的結果200，作為運算的最終結果

  3.把200 賦值給變量n

接下來，我們看一個比較復雜的代碼

int a = 5;
 int b = 3;
 int c = 1;
int n2 = (a>b && b>c) ? (c++) : (++c);

這段代碼運算執行順序我們也寫一下：

 1.小括號優先級高，我們先運算第一組小括號中的代碼

  1.1. 比較運算符”>” 優先級大於 邏輯運算符”&&”

         先執行 a>b,得到結果true；

        再執行 b>c,得到結果true；

        最后執行 a>b的結果 && b>c的結果，即 true && true, 結果為true

 2.三元運算符中的條件判斷結果為true，返回表達式1的結果 c++

       先將變量c的原有值賦值給變量n2，即n2值為1；

      再將變量c的值自增1,更新為2。

結果為1;

參考:http://www.runoob.com/java/java-operators.html

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


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