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第2天 Java基础语法
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第2天 Java基础语法
今日内容介绍
- 变量
- 运算符
变量
变量概述
前面我们已经学习了常量，接下来我们要学习变量。在Java中变量的应用比常量的应用要多很多。所以变量也是尤为重要的知识点！
什么是变量？变量是一个内存中的小盒子（小容器），容器是什么？生活中也有很多容器，例如水杯是容器，用来装载水；你家里的大衣柜是容器，用来装载衣裤；饭盒是容器，用来装载饭菜。那么变量是装载什么的呢？答案是数据！结论：变量是内存中装载数据的小盒子，你只能用它来存数据和取数据。
计算机存储单元
变量是内存中的小容器，用来存储数据。那么计算机内存是怎么存储数据的呢？无论是内存还是硬盘，计算机存储设备的最小信息单元叫"位（bit）"，我们又称之为"比特位"，通常用小写的字母b表示。而计算机最小的存储单元叫"字节（byte）"，通常用大写字母B表示，字节是由连续的8个位组成。
当程序需要使用存储空间时，操作系统最小会分派给程序1个字节，而不是1个位。你可能会说，如果程序只需要1个位的空间，系统分派不能只分派1个位吗？答案是不能！这就像你只需要1支烟，你到商店去买烟，商店分派的最小单元是1盒（20支），他不可能卖给你1支烟。
你可能会想，1个字节（8位）可以存储很大的数值了，1位最大是9那么8位最大值为99999999。你错了，因为计算机是采用二进行存储的，而不是我们生活中常用的十进制。所以1个字节存储的最大数据是11111111的二进制数。
除了字节外还有一些常用的存储单位，大家可能比较熟悉，我们一起来看看：
1B（字节） = 8bit
1KB = 1024B
1MB = 1024KB
1GB = 1024MB
1TB = 1024GB
1PB = 1024TB
基本类型之4类8种
大衣柜不能用来装载水，水杯也不能用来装载衣裤。这说明不同的容器装载不同的物品。变量也是如此，在创建变量时需要指定变量的数据类型，例如整型变量、浮点型变量等等。结论：变量必须要有明确的类型，什么类型的变量装载什么类型的数据。
水杯是用来装水的，那么水杯能装多少水呢？一吨？我们知道水杯在创建时不只确定了要装载的是水（数据类型），而且还确定了能装多少水（数据类型的具体种类）。变量也是如此，需要指定变量能装载什么类型的数据，同时也要指定变量能装载多大的数据。
Java中基本类型一共4类，把这4类展开后共8种基本类型。我们今后编写程序时使用的是这8种基本类型而不是4类，这8种基本类型指定了范围。
四类 | 八种 | 字节数 | 数据表示范围 |
整型 | byte | 1 | -128～127 |
short | 2 | -32768～32767 | |
int | 4 | -2147483648～2147483648 | |
long | 8 | -263～263-1 | |
浮点型 | float | 4 | -3.403E38～3.403E38 |
double | 8 | -1.798E308～1.798E308 | |
字符型 | char | 2 | 表示一个字符，如('a'，'A'，'0'，'家') |
布尔型 | boolean | 1 | 只有两个值true与false |
常量与类型
前面我们说过100是整数常量，但它是byte、short、int、long中的哪一种呢？下面我们来聊聊这一常量类型的问题。
整数常量可以根据所在范围来确定类型，例如100在-128~127之间，所以他是byte类型；500在-32768~32767之间，所以它是short类型；100000在-2147483648~2147483648之间，所以它是int类型。java中默认的整数类型是int类型
你可能会认为12345678901在-263~263-1之间，所以它是long类型。注意了，这是错误的！！！在Java中整数常量如果不在-2147483648~2147483648之间就必须添加"L"后缀（小写的也可以，但建议使用大写），在-2147483648~2147483648之间的也可以添加"L"后缀。也就是说12345678901不在-2147483648~2147483648之间，所以它在Java中是错误的常量，你必须这样写：12345678901L，这才是正确的常量。所以添加了"L"后缀的整数常量都是long类型的，例如：100L、12345678901L都是long类型的常量。
浮点类型的常量也可使用后缀，在Java中所有没有后缀以及使用"D"后缀（小写也可以，但建议使用大写）的小数都是double类型；float类型常量必须添加"F"后缀（小写也可以，但建议使用大写）java中默认的浮点类型是double类型
- 3.14没有后缀，所以它是double类型；
- 5.28D为double类型；
- 1.26F为float类型。
定义变量（创建变量）
定义变量的语法格式：
数据类型变量名 = 数据值；
int a = 100;
其中int是数据类型，指定了变量只能存储整数，而且指定了存储范围为-2147483648～2147483648。
其中a表示变量名，变量名是标识符，这说明只要是合法的标识符都可以用来做变量名。在程序中可以通过变量名来操作变量（内存中的小盒子）。
其中"=100"是给变量赋值，即向a变量中写入100（变量是个小盒子，现在小盒子中保存的是100）。注意，给变量赋的值一定要与类型符合，也就是说int类型只能存储整数，而且必须是在-2147483648～2147483648范围内的整数。100满足了这两个条件，所以是正确的。
练习：
Variabe.java
/*
变量定义格式：
数据类型变量名 = 变量值;
*/
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);
}
}
变量使用的注意事项
我们使用变量的时候需要注意，要满足变量的使用规则才可以使用的，我们来看看都有哪些注意事项。
- 变量使用的注意事项
- 变量定义后可以不赋值，使用时再赋值。不赋值不能使用。
public static void main(String[] args) {
int x;
x = 20; //为x赋值20
System.out.println(x);//读取x变量中的值，再打印
}
- 变量使用时有作用域的限制。
public static void main(String[] args) {
int x = 20;
{
int y = 20;
}
System.out.println(x);//读取x变量中的值，再打印
System.out.println(y);//读取y变量中的值失败，失败原因，找不到y变量，因为超出了y变量作用范围，所以不能使用y变量
}
- 变量不可以重复定义。
public static void main(String[] args){
int x = 10;
double x = 5.5;//编译失败，变量重复定义
}
数据类型转换
不同类型的变量是否可以在一起运算呢？答案是可以的，但要先进行类型转换再运算。下面我们来学习一下类型转换。
其实，我们所学习的数据，它的表示方式是可以灵活多变的，比如把小数转换成整数的操作
转换的过程中，数据遵循一个原则：
范围小的数据类型值（如byte），可以直接转换为范围大的数据类型值（如int）；
范围大的数据类型值（如int），不可以直接转换为范围小的数据类型值（如byte）
那么，大家还记得每种类型表示数据的范围吗？忘记了不要紧，我来告诉大家，将各种数据类型按照数据范围从小到大依次列出：
byte -> short -> int -> long -> float -> double
关于数据类型转换有两种方式，我们来学习一下：
- 自动类型转换
表示范围小的数据类型转换成范围大的数据类型，这种方式称为自动类型转换
自动类型转换格式：
范围大的数据类型 变量 = 范围小的数据类型值；
如：
double d = 1000;
或
int i = 100;
double d2 = i;
- 强制类型转换
表示范围大的数据类型转换成范围小的数据类型，这种方式称为强制类型转换
强制类型转换格式：
范围小的数据类型 变量 = (范围小的数据类型) 范围大的数据类型值;
如：
int i = (int)6.718; //i的值为6
或
double d = 3.14;
int i2 = (int)d; //i2的值为3
运算符
算术运算符
运算符是用来计算数据的符号。数据可以是常量，也可以是变量。被运算符操作的数我们称为操作数。
算术运算符最常见的操作就是将操作数参与数学计算，具体使用看下图：
运算符 | 运算规则 | 范例 | 结果 |
+ | 正号 | +3 | 3 |
+ | 加 | 2+3 | 5 |
+ | 连接字符串 | "中"+"国" | "中国" |
- | 负号 | int a=3;-a | -3 |
- | 减 | 3-1 | 2 |
* | 乘 | 2*3 | 6 |
/ | 除 | 5/2 | 2 |
% | 取模 | 5/2 | 1 |
++ | 自增 | int a=1;a++/++a | 2 |
-- | 自减 | int b=3;a--/--a | 2 |
我们在使用算术运算符时，记得要注意下列事项：
- 加法运算符在连接字符串时要注意，只有直接与字符串相加才会转成字符串。
- 除法"/"当两边为整数时，取整数部分，舍余数。当其中一边为浮点型时，按正常规则相除。
- "%"为整除取余符号，小数取余没有意义。结果符号与被取余符号相同。
- 整数做被除数，0不能做除数，否则报错。
代码演示
/*
* 算术运算符
*/
public class OperatorDemo1 {
public static void main(String[] args) {
/*
* 常量使用算数运算符
*/
System.out.println(10+20);
/*
* 变量使用算数运算符
*/
int x = 10;
int y = 20;
//"+"作为加法运算使用
int z = x + y;
//"+"作为连接字符串使用
System.out.println("x="+x);
System.out.println("y="+y);
System.out.println("z="+z);
}
}
运行结果如下图所示。
- 运行结果
算数运算符++、--的使用
算数运算符在前面我们已经学习过了，这里进行一些补充。
在一般情况下，算数运算符不会改变参与计算的变量值。而是在原有变量值不变的情况下，计算出新的值。但是有些操作符会改变参与计算的变量的值，比如++，--。
我们来看一段代码：
int a = 3;
int b = 3;
a++;
b--;
System.out.println(a);
System.out.println(b);
上面代码的输出结果a值为4，b值为2；
这说明a的原有值发生了改变，在原有值的基础上自增1；b的原有值也发生了改变，在原有值的基础上自减1；
- ++运算符，会在原有值的基础上自增1；
- --运算符，会在原有值的基础上自减1。
我们再看一段代码：
int a = 3;
int b = 3;
++a;
--b;
System.out.println(a);
System.out.println(b);
上面代码的输出结果a值为4，b值为2；
这说明++,--运算符单独使用，不参与运算操作时，运算符前后位置导致的运算结果是一致的。
接下来，介绍下++，--运算符参与运算操作时，发生了怎样的变化，我们来看一段代码：
int a = 3;
int b;
b = a++ + 10;
System.out.println(a);
System.out.println(b);
上面代码的输出结果a值为4，b值为13；
这里我要强调一下了，当++，--运算符参与运算操作时，后置++，--的作用：
- ++,--运算符后置时，先使用变量a原有值参与运算操作，运算操作完成后，变量a的值自增1或者自减1；
再介绍下++，--运算符前置时，参与运算操作的变化，我们来看一段代码：
int a = 3;
int b;
b = ++a + 10;
System.out.println(a);
System.out.println(b);
上面代码的输出结果a值为4，b值为14；
这里我强调一下，当++，--运算符参与运算操作时，前置++，--的作用：
- ++，--运算符前置时，先将变量a的值自增1或者自减1，然后使用更新后的新值参与运算操作。
赋值运算符
我们来学习一下赋值运算符，赋值运算符就是为变量赋值的符号，赋值运算符的使用看下图：
运算符 | 运算规则 | 范例 | 结果 |
= | 赋值 | int a=2 | 2 |
+= | 加后赋值 | int a=2，a+=2 | 4 |
-= | 减后赋值 | int a=2，a-=2 | 0 |
*= | 乘后赋值 | int a=2，a*=2 | 4 |
/= | 整除后赋值 | int a=2，a/=2 | 1 |
%= | 取模后赋值 | int a=2，a%=2 | 0 |
注意：诸如+=这样形式的赋值运算符，会将结果自动强转成等号左边的数据类型。
写一个代码，我们看一下赋值运算符的使用
/*
* 赋值运算符
* +=, -=, *=, /=, %= ：
* 上面的运算符作用：将等号左右两边计算，会将结果自动强转成等号左边的数据类型,再赋值给等号左边的
* 注意：赋值运算符左边必须是变量
*/
public class OperatorDemo2 {
public static void main(String[] args) {
byte x = 10;
x += 20;// 相当于 x = (byte)(x+20);
System.out.println(x);
}
}
运行结果如下图所示。
- 运行结果
比较运算符
比较运算符，又叫关系运算符，它是用来判断两个操作数的大小关系及是否相等关系的，结果是布尔值true或者false。
运算符 | 运算规则 | 范例 | 结果 |
== | 相等于 | 4==3 | False |
!= | 不等于 | 4!=3 | True |
< | 小于 | 4<3 | False |
> | 大于 | 4>3 | True |
<= | 小于等于 | 4<=3 | False |
>= | 大于等于 | 4>=3 | True |
这里需要注意一下：
- 赋值运算符的 = 符号与比较运算符的 == 符号是有区别的，如下：
- 赋值运算符的 = 符号，是用来将 = 符号右边的值，赋值给 = 符号左边的变量；
- 比较运算符的 == 符号，是用来判断 == 符号 左右变量的值是否相等的。
我们通过下面的一段代码，我们演示一下这个注意事项：
int a = 3;
int b = 4;
System.out.println( a=b );
System.out.println( a==b );
上面代码输出的结果第一个值为4，第二个值为false。
逻辑运算符
逻辑运算符，它是用于布尔值进行运算的，运算的最终结果为布尔值true或false。
运算符 | 运算规则 | 范例 | 结果 |
& | 与 | false&true | False |
| | 或 | false|true | True |
^ | 异或 | true^flase | True |
! | 非 | !true | Flase |
&& | 短路与 | false&&true | False |
|| | 短路或 | false||true | True |
看完图后，我们来看一下逻辑运算符的常规使用方式：
- 逻辑运算符通常连接两个其他表达式计算后的布尔值结果
- 当使用短路与或者短路或时，只要能判断出结果则后边的部分就不再判断。
我们通过代码演示一下：
boolean b = 100>10;
boolean b2 = false;
System.out.println(b&&b2); // 打印结果为 false
System.out.println(b||b2); //打印结果为 true
System.out.println(!b2); //打印结果为 true
System.out.println(b && 100>10); //打印结果为 true，本行结果的计算方式稍后讲解运算符优先级时解答
好了，我们来总结一下运算符的结果规律吧：
- 短路与&&:参与运算的两边数据，有false，则运算结果为false；
- 短路或||:参与运算的两边数据，有true，则运算结果为true；
- 逻辑非! : 参与运算的数据，原先是true则变成false，原先是false则变成true。
三元运算符
接下来我们要学习的三元运算符与之前的运算符不同。之前学习的均为一元或者二元运算符。元即参与运算的数据。
- 格式：
(条件表达式)？表达式1：表达式2；
- 表达式：通俗的说，即通过使用运算符将操作数联系起来的式子，例如：
- 3+2，使用算数运算符将操作数联系起来，这种情况，我们称为算数表达式。
- 3>2，使用比较运算符（也称为条件运算符）将操作数联系起来，这种情况，我们称为条件表达式。
- 其他表达式，不再一一举例。
- 三元运算符运算规则：
先判断条件表达式的值，若为true，运算结果为表达式1；若为false，运算结果为表达式2。
通过代码演示，我们来学习下三元运算符的使用：
方式一：
System.out.println( 3>2 ? "正确" : "错误" );
// 三元运算符运算后的结果为true，运算结果为表达式1的值"正确"，然后将结果"正确"，在控制台输出打印
方式二：
int a = 3;
int b = 4;
String result = (a==b) ? "相等" : "不相等";
//三元运算符运算后的结果为false，运算结果为表达式2的值"不相等"，然后将结果赋值给了变量result
方式三：
int n = (3>2 && 4>6) ? 100 : 200;
//三元运算符运算后的结果为false，运算结果为表达式2的值200,然后将结果200赋值给了变量n
运算符优先级
在学习运算符的过程中，我们发现，当多个运算符一起使用的时候，容易出现不清晰先后运算顺序的问题，那么，在这里，我们来学习下，运算符之间的运算优先级。
下图是每种运算符的优先级，按照运算先后顺序排序（优先级相同的情况下，按照从左到右的顺序依次运算）
优先级 | 描述 | 运算符 |
1 | 括号 | ()、[] |
2 | 正负号 | +、- |
3 | 自增自减，非 | ++、--、! |
4 | 乘除，取余 | *、/、% |
5 | 加减 | +、- |
6 | 移位运算 | <<、>>、>>> |
7 | 大小关系 | >、>=、<、<= |
8 | 相等关系 | ==、!= |
9 | 按位与 | & |
10 | 按位异或 | ^ |
11 | 按位或 | | |
12 | 逻辑与 | && |
13 | 逻辑或 | || |
14 | 条件运算 | ?: |
15 | 赋值运算 | =、+=、-=、*=、/=、%= |
16 | 位赋值运算 | &=、|=、<<=、>>=、>>>= |
优先级顺序看完了，我们来通过代码，加强一下：
int n = 3>4 ? 100 : 200;
这行的代码运算执行顺序我们来写一下：
- 1.执行 3>4操作，得到布尔类型false的结果
- 2.通过结果false，将对应的表达式2的结果200，作为运算的最终结果
- 3.把200 赋值给变量n
接下来，我们看一个比较复杂的代码：
int a = 5;
int b = 3;
int c = 1;
int n2 = (a>b && b>c) ? (c++) : (++c);
这段代码运算执行顺序我们也写一下：
- 1.小括号优先级高，我们先运算第一组小括号中的代码
- 1.1. 比较运算符">" 优先级大于 逻辑运算符"&&"
- 先执行 a>b,得到结果true；
- 再执行 b>c,得到结果true；
- 最后执行 a>b的结果 && b>c的结果，即 true && true, 结果为true
- 2.三元运算符中的条件判断结果为true，返回表达式1的结果 c++
- 先将变量c的原有值赋值给变量n2，即n2值为1；
- 再将变量c的值自增1,更新为2。
运算符我们学到这里就结束了，稍后在"趣味乐园"中，我们可以运用运算符进行练习。
商场库存清单案例
案例介绍
现在我们来做一个复杂点的案例——商场库存清单案例，这个案例最终会在控制台输出如下结果：
案例需求分析
- 观察清单后，可将清单分解为三个部分（清单顶部、清单中部、清单底部）
- 1.清单顶部为固定的数据，直接打印即可
- 2.清单中部为商品，为变化的数据，需要记录商品信息后，打印
经过观察，我们确定一项商品应该有如下几个属性：
品牌型号: 即商品名称，String型
尺寸：物品大小，double型
价格：物品单价，double型
配置：这一项为每种商品的配置信息，String型
库存数：这一项为每种商品的库存个数，int型
- 3.清单底部包含了统计操作，需经过计算后，打印
我们发现两个单独的可变化量
总库存数：所有商品总个数，int型
库存商品总金额：所有商品金额，double型
实现代码步骤
一起分析完毕了，我们开始完成案例代码的编写：
- 创建Demo01库存清单.java文件，编写main主方法
public class Demo01库存清单 {
public static void main(String[] args) {
}
}
- 记录每种库存商品信息
//苹果笔记本电脑
String macBrand = "MacBookAir";
double macSize = 13.3;
double macPrice = 6988.88;
int macCount = 5;
//联想Thinkpad笔记本电脑
String thinkpadBrand = "ThinkpadT450";
double thinkpadSize = 14.0;
double thinkpadPrice = 5999.99;
int thinkpadCount = 10;
//华硕ASUS笔记本电脑
String ASUSBrand = "ASUS-FL5800";
double ASUSSize = 15.6;
double ASUSPrice = 4999.50;
int ASUSCount = 18;
- 统计所有库存商品数量与金额
//统计库存总个数、库存总金额
int totalCount = macCount + thinkpadCount + ASUSCount;
double totalMoney = (macCount * macPrice) + (thinkpadCount * thinkpadPrice) + (ASUSCount * ASUSPrice);
- 打印库存清单顶部信息
//列表顶部
System.out.println("------------------------------商城库存清单-----------------------------");
System.out.println("品牌型号 尺寸 价格 库存数");
- 打印库存清单中部信息
//列表中部
System.out.println(macBrand+" "+macSize+" "+macPrice+" "+macCount);
System.out.println(thinkpadBrand+" "+thinkpadSize+" "+thinkpadPrice+" "+thinkpadCount);
System.out.println(ASUSBrand+" "+ASUSSize+" "+ASUSPrice+" "ASUSCount);
- 打印库存清单底部信息
//列表底部
System.out.println("-----------------------------------------------------------------------");
System.out.println("总库存数："+totalCount);
System.out.println("库存商品总金额："+totalMoney);
总结
知识点总结
- 数据类型转换
- 数据类型范围从小到大排序（byte < char < short < int < long < float < double），布尔类型Boolean不能参与类型转换；
- 自动类型转换，范围小的数据类型向范围大的数据类型转换时使用；
- 强制类型转换，范围大的数据类型向范围小的数据类型转换时使用。
- 算数运算符
- 用来完成算数运算（如加减乘除计算等）
- ++，--运算符的使用
- ++，--前置（如++a），当参与运算时，变量a的值先自增1，然后用自增后的新值再参与运算；
- ++，--后置（如a++），当参与运算时，变量a先使用原有值参与运算符，变量a的值再自增1。
- 赋值运算符
- 用来完成数据的赋值（如 int a = 100;）
- +=,-,*=,/=这样的赋值运算符包含了一个强制转换的操作，会将左右两边运算后的结果，强制类型转换后赋值给左边
int n = 10;
byte by = 20;
by += n; // 运算完毕后，by的值为byte类型30，相当于代码 by = (byte)(by + n);
- 比较运算符
- 用来比较数据的大小（如 3>4），比较运算符也称为条件运算符。
- 比较后的结果为布尔类型Boolean的值
- "=="两个等号代表比较是否相等，"="一个等号代表赋值。
- 逻辑运算符
- 逻辑与& 和逻辑短路与&&：代表着并且的意思，左右两边都要条件成立，结果才为true；
- 逻辑或| 和逻辑短路或||：代表着或者的意思，左边两边有一个条件成立，结果就为true；
- 逻辑非!：代表着相反的意思，原先是false，结果就为true；原先是ture，结果就为false；
- 逻辑异或^： 左右两边条件结果相同，结果就为false，左右两边条件结果不同，结果就为true；
- 三元运算符
- 根据判断条件运算结果，执行不同的表达式值；条件为true，执行表达式1，否则，执行表达式2。
