02_Java基础_第2天(变量、运算符)
第2天 Java基础语法
今日内容介绍
u 变量
u 运算符
第1章 变量
1.1 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。
1.2 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
1.3 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默认类型 |
4 |
-2147483648~2147483648 |
|
long |
8 |
-263~263-1 |
|
浮点型 |
float |
4 |
-3.403E38~3.403E38 |
double默认类型 |
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 |
1.4 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。
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)
l 3.14没有后缀,所以它是double类型;
l 5.28D为double类型;
l 1.26F为float类型。
1.5 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);
}
}
1.6 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。
l 变量使用的注意事项
l 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
}
l 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
}
1.7 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:
l 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;
l 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
第2章 运算符
2.1 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; b-- / --b |
2 |
我们在使用算术运算符时,记得要注意下列事项:
l 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。
l 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。
l “%”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。
l 整数做被除数,0不能做除数,否则报错。
l 小数做被除数,整除0结果为Infinity,对0取模结果为NaN
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。
图1-1 运行结果
2.2 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;
l ++运算符,会在原有值的基础上自增1;
l --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:
l ++,--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:
l ++,--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。
2.3 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变量
* 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。
图1-2 运行结果
2.4 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:
l 赋值运算符的 = 符号与比较运算符的 == 符号是有区别的,如下:
l 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;
l 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。
2.5 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:
l 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
l 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:
l 短路与&&:参与运算的两边数据,有false,则运算结果为false;
l 短路或||:参与运算的两边数据,有true,则运算结果为true;
l 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。
2.6 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。
l 格式:
(条件表达式)?表达式1:表达式2;
l 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:
l 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。
l 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。
l 其他表达式,不再一一举例。
l 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
2.7 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:
l 1.执行 3>4操作,得到布尔类型false的结果
l 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
l 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:
l 1.小括号优先级高,我们先运算第一组小括号中的代码
l 1.1. 比较运算符”>” 优先级大于 逻辑运算符”&&”
l 先执行 a>b,得到结果true;
l 再执行 b>c,得到结果true;
l 最后执行 a>b的结果 && b>c的结果,即 true && true, 结果为true
l 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++
l 先将变量c的原有值赋值给变量n2,即n2值为1;
l 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。
第3章 商场库存清单案例
3.1 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:
3.2 案例需求分析
l 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)
l 1.清单顶部为固定的数据,直接打印即可
l 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
库存数:这一项为每种商品的库存个数,int型
l 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
3.3 代码实现
一起分析完毕了,我们开始完成案例代码的编写:
l 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) {
}
}
l 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;
l 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);
l 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");
l 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);
l 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);
第4章 总结
4.1 知识点总结
l 数据类型转换
l 数据类型范围从小到大排序(byte < short < int < long < float < double),char布尔类型Boolean不能参与类型转换;
l 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;
l 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。
l 算术运算符
l 用来完成算数运算(如加减乘除计算等)
l ++,--运算符的使用
l ++,--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;
l ++,--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。
l 赋值运算符
l 用来完成数据的赋值(如 int a = 100;)
l +=,-,*=,/=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);
l 比较运算符
l 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。
l 比较后的结果为布尔类型Boolean的值
l “==”两个等号代表比较是否相等,“=”一个等号代表赋值。
l 逻辑运算符
l 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;
l 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;
l 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;
l 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;
l 三元运算符
l 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。