S01-03 JavaSE-基础-变量

[TOC]

第3章变量

为什么需要变量

一个程序就是一个世界

程序模拟现实世界的各种场景，变量是程序中数据的载体。

变量是程序的基本组成单位

不论是使用哪种高级程序语言编写程序，变量都是其程序的基本组成单位。

示例：

java

class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 1; // 定义了一个变量，类型int整型，名称a，值1
        int b = 3; // 定义了一个变量，类型int整型，名称b，值3
        b = 89; // 把89值赋给b变量
        System.out.println(a); // 输出a变量的值
        System.out.println(b); // 输出b变量的值
    }
}

简单的原理示意图

变量的基本原理：变量相当于内存中的一个存储区域，通过变量名可以访问到该区域存储的值。

示意图：

内存中：a → 1，b → 89
控制台输出：1，89

变(变化)量(值)的介绍

概念

变量相当于内存中一个数据存储空间的表示，你可以把变量看做是一个房间的门牌号，通过门牌号我们可以找到房间，而通过变量名可以访问到变量（值）。

变量使用的基本步骤

声明变量：int a;
赋值：a = 60;（把60赋给a）
使用：System.out.println(a);

也可以一步到位：int a = 60;（通常我们是一步完成）

变量快速入门

变量使用入门案例：记录人的信息

java

public class Var02 {
    public static void main(String[] args) {
        // 记录人的信息
        int age = 30;
        double score = 88.9;
        char gender = '男';
        String name = "king";
        // 输出信息
        System.out.println("人的信息如下:");
        System.out.println(name);
        System.out.println(age);
        System.out.println(score);
        System.out.println(gender);
    }
}

变量使用注意事项

变量表示内存中的一个存储区域，不同的变量，类型不同，占用的空间大小不同（比如int4个字节，double8个字节）
该区域有自己的名称（变量名）和类型（数据类型）
变量必须先声明，后使用，即有顺序
该区域的数据/值可以在同一类型范围内不断变化
变量在同一个作用域内不能重名
变量=变量名+值+数据类型，这是变量的三要素

示例：

java

public class VarDetail {
    public static void main(String[] args) {
        // 变量必须先声明，后使用
        int a = 50;
        System.out.println(a); // 50
        // 该区域的数据/值可以在同一类型范围内不断变化
        a = 88; // 对
        System.out.println(a); // 88
        // a = "jack"; // 错误，类型不匹配
        // 变量在同一个作用域内不能重名
        // int a = 77; // 错误
    }
}

class Dog {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 666; // 对，不同作用域可以重名
    }
}

程序中+号的使用

当左右两边都是数值型时，则做加法运算
当左右两边有一方为字符串，则做拼接运算
运算顺序，是从左到右

示例：

java

System.out.println(100 + 98); // 198（加法运算）
System.out.println("100" + 98); // 10098（拼接运算）
System.out.println(100 + 3 + "hello"); // 103hello（先加法后拼接）
System.out.println("hello" + 100 + 3); // hello1003（拼接运算）

数据类型

每一种数据都定义了明确的数据类型，在内存中分配了不同大小的内存空间（字节）。

Java数据类型分类：

基本数据类型（8种）：
- 数值型：整数类型（byte[1]、short[2]、int[4]、long[8]）、浮点（小数）类型（float[4]、double[8]）
- 字符型（char[2]）：存放单个字符（如'a'）
- 布尔型（boolean[1]）：存放true、false
引用数据类型：类（class）、接口（interface）、数组（[]）

整数类型

基本介绍

Java 的整数类型就是用于存放整数值的，比如12、30、3456 等等。

案例演示

java

byte n1 = 10;
short n2 = 10;
int n3 = 10; // 4 个字节
long n4 = 10; // 8 个字节

整型的类型

类型	占用存储空间	范围
byte【字节】	1字节	-128~127
short [短整型]	2字节	-(2^15)~2^15-1（-32768~32767）
int [整型]	4字节	-2^31~2^31-1（-2147483648~2147483647）
long【长整型】	8字节	-2^63~2^63-1

整型的使用细节IntDetail.java

Java各整数类型有固定的范围和字段长度，不受具体OS（操作系统）的影响，以保证java程序的可移植性
Java的整型常量（具体值）默认为int型，声明long型常量须后加'l'或'L'
Java程序中变量常声明为int型，除非不足以表示大数，才使用long
bit：计算机中的最小存储单位；byte：计算机中基本存储单元，1byte=8bit

示例：

java

public class IntDetail {
    public static void main(String[] args) {
        // Java 的整型常量（具体值）默认为int 型，声明long 型常量须后加‘l’或‘L’
        int n1 = 1; // 4 个字节
        // int n2 = 1L; // 错误
        long n3 = 1L; // 对
    }
}

浮点类型

基本介绍

Java 的浮点类型可以表示一个小数，比如123.4、7.8、0.12 等等。

案例演示

java

float f1 = 1.1F;
double d1 = 1.1;

浮点型的分类

类型	占用存储空间	范围
单精度float	4字节	-3.403E38~3.403E38
双精度double	8字节	-1.798E308~1.798E308

说明一下

关于浮点数在机器中存放形式的简单说明：浮点数=符号位+指数位+尾数位
尾数部分可能丢失，造成精度损失（小数都是近似值）

浮点型使用细节FloatDetail.java

与整数类型类似，Java浮点类型也有固定的范围和字段长度，不受具体OS的影响（float4个字节，double是8个字节）
Java的浮点型常量（具体值）默认为double型，声明float型常量，须后加"f"或'F'
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（5.12*10的2次方）、5.12E-2（5.12/10的2次方）
通常情况下，应该使用double型，因为它比float型更精确
浮点数使用陷阱：2.7和8.1/3比较，应通过判断两者差值的绝对值是否在某个精度范围内来确定是否相等

示例：

java

public class FloatDetail {
    public static void main(String[] args) {
        // Java 的浮点型常量（具体值）默认为double 型，声明float 型常量，须后加‘f’或‘F'
        // float num1 = 1.1; // 错误
        float num2 = 1.1F; // 对的
        double num3 = 1.1; // 对
        double num4 = 1.1f; // 对

        // 十进制数形式
        double num5 = .123; // 等价0.123
        System.out.println(num5);

        // 科学计数法形式
        System.out.println(5.12e2); // 512.0
        System.out.println(5.12E-2); // 0.0512

        // 通常情况下，应该使用double 型，因为它比float 型更精确
        double num9 = 2.1234567851;
        float num10 = 2.1234567851F;
        System.out.println(num9); // 2.1234567851
        System.out.println(num10); // 2.1234567

        // 浮点数使用陷阱：2.7 和8.1 / 3 比较
        double num11 = 2.7;
        double num12 = 8.1 / 3; // 接近2.7 的一个小数，而不是2.7
        System.out.println(num11); // 2.7
        System.out.println(num12); // 2.6999999999999997

        // 正确的写法：判断两者差值的绝对值是否在某个精度范围内
        if (Math.abs(num11 - num12) < 0.000001) {
            System.out.println("差值非常小，到我的规定精度，认为相等...");
        }
    }
}

Java API 文档

API（Application Programming Interface，应用程序编程接口）是Java提供的基本编程接口（Java提供的类还有相关的方法）。中文在线文档：https://www.matools.com
Java语言提供了大量的基础类，Oracle公司也为这些基础类提供了相应的API文档，用于告诉开发者如何使用这些类，以及这些类里包含的方法
Java类的组织形式：包→类→方法/字段/构造器
举例说明：如何使用ArrayList类的方法，可通过API文档查询

字符类型(char)

基本介绍

字符类型可以表示单个字符，字符类型是char，char 是两个字节（可以存放汉字），多个字符我们用字符串String（后面详细讲解）。

案例演示Char01.java

java

char c1 = 'a';
char c2 = '\t';
char c3 = '韩';
char c4 = 97;

字符类型使用细节

字符常量是用单引号（''）括起来的单个字符，例如：'a'、'中'、'9'
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）
在Java中，char的本质是一个整数，在输出时，是Unicode码对应的字符。要输出对应的数字，可以强制转换为int
可以直接给char赋一个整数，然后输出时，会按照对应的Unicode字符输出（97→'a'）。Unicode码查询地址：http://tool.chinaz.com/Tools/Unicode.aspx
char类型是可以进行运算的，相当于一个整数，因为它都对应有Unicode码

示例：

java

public class CharDetail {
    public static void main(String[] args) {
        // 在java 中，char 的本质是一个整数，在默认输出时，是unicode 码对应的字符
        // 要输出对应的数字，可以(int)字符
        char c1 = 97;
        System.out.println(c1); // a
        char c2 = 'a';
        System.out.println((int)c2); // 97
        char c3 = '韩';
        System.out.println((int)c3); // 38889
        char c4 = 38889;
        System.out.println(c4); // 韩

        // char 类型是可以进行运算的，相当于一个整数，因为它都对应有Unicode 码
        System.out.println('a' + 10); // 107

        // 课堂小测试
        char c5 = 'b' + 1; // 98+1==>99
        System.out.println((int)c5); // 99
        System.out.println(c5); // c（99对应的Unicode字符）
    }
}

字符编码表说明：

字符型存储到计算机中，需要将字符对应的码值（整数）找出来，例如：'a'→码值97→二进制（1100001）→存储；读取时，二进制（1100001）→97→'a'→显示
字符和码值的对应关系是通过字符编码表决定的（规定好的）：
- ASCII：一个字节表示，共128个字符，仅支持英文
- Unicode：固定大小的编码，使用两个字节表示字符，字母和汉字统一占用两个字节，浪费空间
- UTF-8：大小可变的编码，字母使用1个字节，汉字使用3个字节（互联网上使用最广）
- GBK：可以表示汉字，范围广，字母使用1个字节，汉字2个字节
- GB2312：可以表示汉字，范围小于GBK
- Big5码：繁体中文，台湾、香港使用

ASCII 码介绍(了解)

ASCII码：上个世纪60年代，美国制定的一套字符编码（使用一个字节），对英语字符与二进制位之间的关系做了统一规定，共128个字符
一个字节可以表示256个字符，ASCII码只用了128个
缺点：不能表示所有字符

UNICODE 编码介绍(了解)

Unicode的好处：一种编码，将世界上所有的符号都纳入其中，每一个符号都给予一个独一无二的编码，使用Unicode没有乱码的问题
Unicode的缺点：一个英文字母和一个汉字都占用2个字节，浪费存储空间
2的16次方是65536，所以最多编码65536个字符
编码0-127的字符与ASCII的编码一致，例如'a'在ASCII码是0x61，在Unicode码是0x0061，都对应97，因此Unicode码兼容ASCII码

UTF-8 编码介绍(了解)

UTF-8是在互联网上使用最广的一种Unicode的实现方式（改进）
UTF-8是一种变长的编码方式，可以使用1-6个字节表示一个符号，根据不同的符号而变化字节长度
字母占1个字节，汉字占3个字节

布尔类型:BOOLEAN

基本介绍

布尔类型也叫boolean类型，boolean类型数据只允许取值true和false，无null
boolean类型占1个字节
boolean类型适于逻辑运算，一般用于程序流程控制（while循环、if条件控制、do-while循环、for循环）

案例演示：Boolean01.java

java

public class Boolean01 {
    public static void main(String[] args) {
        // 演示判断成绩是否通过的案例
        boolean isPass = true;
        if (isPass == true) {
            System.out.println("考试通过,恭喜");
        } else {
            System.out.println("考试没有通过,下次努力");
        }
    }
}

基本数据类型转换

自动类型转换

介绍：当java程序在进行赋值或者运算时，精度小的类型自动转换为精度大的数据类型，这个就是自动类型转换
数据类型按精度（容量）大小排序（需牢记）：
- byte → short → int → long → float → double
- char → int → long → float → double

案例演示AutoConvert.java：

java

int a = 'c'; // 正确，char自动转换为int
double d = 80; // 正确，int自动转换为double

自动类型转换注意和细节

有多种类型的数据混合运算时，系统首先自动将所有数据转换成容量最大的那种数据类型，然后再进行计算
当把精度（容量）大的数据类型赋值给精度（容量）小的数据类型时，会报错，反之则进行自动类型转换
(byte,short)和char之间不会相互自动转换
byte,short,char他们三者可以计算，在计算时首先转换为int类型
boolean不参与转换
自动提升原则：表达式结果的类型自动提升为操作数中最大的类型

示例：

java

public class AutoConvertDetail {
    public static void main(String[] args) {
        // 细节1：多种类型数据混合运算，转换为容量最大的类型后计算
        int n1 = 10;
        // float d1 = n1 + 1.1; // 错误，n1 + 1.1 => 结果类型是double
        double d1 = n1 + 1.1; // 对，结果类型是double
        float d2 = n1 + 1.1F; // 对，结果类型是float

        // 细节2：大精度赋值给小精度报错
        // int n2 = 1.1; // 错误，double -> int

        // 细节3：(byte,short)和char之间不会相互自动转换
        byte b1 = 10;
        // char c1 = b1; // 错误，byte不能自动转成char
        // short s1 = b1; // 正确，byte自动转成short

        // 细节4：byte,short,char三者计算时先转换为int
        byte b2 = 1;
        byte b3 = 2;
        short s2 = 1;
        // short s3 = b2 + s2; // 错误，b2 + s2 => int
        int s3 = b2 + s2; // 正确
        // byte b4 = b2 + b3; // 错误，b2 + b3 => int

        // 细节5：boolean不参与转换
        boolean pass = true;
        // int num100 = pass; // 错误

        // 细节6：自动提升原则
        byte b4 = 1;
        short s4 = 100;
        int num200 = 1;
        float num300 = 1.1F;
        double num500 = b4 + s4 + num200 + num300; // float -> double
    }
}

强制类型转换

介绍：自动类型转换的逆过程，将容量大的数据类型转换为容量小的数据类型。使用时要加上强制转换符()，但可能造成精度降低或溢出，需格外注意
案例演示ForceConvert.java：

java

int i = (int)1.9;
System.out.println(i); // 1（精度损失）
int j = 100;
byte b1 = (byte)j;
System.out.println(b1); // 100（无溢出）

强制类型转换细节说明

当进行数据的大小从大→小，需要使用强制转换
强转符号只针对于最近的操作数有效，往往会使用小括号提升优先级
char类型可以保存int的常量值，但不能保存int的变量值，需要强转
byte和short, char类型在进行运算时，当做int类型处理

示例：

java

public class ForceConvertDetail {
    public static void main(String[] args) {
        // 强转符号只针对于最近的操作数有效，需用小括号提升优先级
        // int x = (int)10 * 3.5 + 6 * 1.5; // 编译错误
        int y = (int)(10 * 3.5 + 6 * 1.5); // (int)44.0 -> 44
        System.out.println(y); // 44

        // char类型可以保存int的常量值，但不能保存int的变量值
        char c1 = 100; // ok
        int m = 100; // ok
        // char c2 = m; // 错误
        char c3 = (char)m; // ok
        System.out.println(c3); // 'd'（100对应的字符）
    }
}

基本数据类型转换-练习题

判断是否能够通过编译：

short s = 12; // ok
byte b = 10; // ok
char c = 'a'; // ok
s = s - 9; // 错误，int -> short
b = b + 11; // 错误，int -> byte
b = (byte)(b + 11); // 正确，使用强转
int i = 16; // ok
float d = .314F; // ok
double result = c + i + d; // ok，float-> double
short t = s + b; // 错误，int -> short

基本数据类型和STRING 类型的转换

介绍和使用

在程序开发中，经常需要将基本数据类型转成String类型，或String类型转成基本数据类型。

基本类型转String类型：语法为将基本类型的值+""即可
String类型转基本数据类型：通过基本类型的包装类调用parseXX方法即可

案例演示StringToBasic.java：

java

public class StringToBasic {
    public static void main(String[] args) {
        // 基本数据类型->String
        int n1 = 100;
        float f1 = 1.1F;
        double d1 = 4.5;
        boolean b1 = true;
        String s1 = n1 + "";
        String s2 = f1 + "";
        String s3 = d1 + "";
        String s4 = b1 + "";
        System.out.println(s1 + " " + s2 + " " + s3 + " " + s4);

        // String->对应的基本数据类型
        String s5 = "123";
        int num1 = Integer.parseInt(s5);
        double num2 = Double.parseDouble(s5);
        float num3 = Float.parseFloat(s5);
        long num4 = Long.parseLong(s5);
        byte num5 = Byte.parseByte(s5);
        boolean b = Boolean.parseBoolean("true");
        short num6 = Short.parseShort(s5);

        System.out.println("===================");
        System.out.println(num1); // 123
        System.out.println(num2); // 123.0
        System.out.println(num3); // 123.0
        System.out.println(num4); // 123
        System.out.println(num5); // 123
        System.out.println(num6); // 123
        System.out.println(b); // true

        // 字符串转成字符char：获取字符串的第一个字符
        System.out.println(s5.charAt(0)); // '1'
    }
}

######## 注意事项

在将String 类型转成基本数据类型时，字符串必须能被转成对应的基本类型（如"123"可以转成整数，"hello"不能转成整数）
如果格式不正确，会抛出异常，程序就会终止（异常处理章节将详细讲解）

示例：

java

public class StringToBasicDetail {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "hello";
        // 转成int，会抛出异常
        int n1 = Integer.parseInt(str);
        System.out.println(n1);
    }
}

本章作业

程序阅读题，看看输出什么？[Homework01.java]

java

public class Homework01 {
    public static void main(String[] args) {
        int n1;
        n1 = 13;
        int n2;
        n2 = 17;
        int n3;
        n3 = n1 + n2;
        System.out.println("n3=" + n3);
        int n4 = 38;
        int n5 = n4 - n3;
        System.out.println("n5=" + n5);
    }
}

使用char类型，分别保存\n、\、1、2、3等字符，并打印输出[Homework02.java]
编程，保存两本书名，用+拼接，看效果；保存两个性别，用加号拼接，看效果；保存两本书价格，用加号拼接，看效果[Homework03.java]
编程实现如下效果[Homework04.java]

姓名：XX
年龄：XX
成绩：XX
性别：XX
爱好：XX

要求：

用变量将姓名、年龄、成绩、性别、爱好存储
使用+拼接
添加适当的注释
添加转义字符，使用一条语句输出

S01-03 JavaSE-基础-变量 ​

第3章 变量 ​

为什么需要变量 ​

一个程序就是一个世界 ​

变量是程序的基本组成单位 ​

简单的原理示意图 ​

变(变化)量(值)的介绍 ​

概念 ​

变量使用的基本步骤 ​

变量快速入门 ​

变量使用注意事项 ​

程序中+号的使用 ​

数据类型 ​

整数类型 ​

基本介绍 ​

案例演示 ​

整型的类型 ​

整型的使用细节IntDetail.java ​

浮点类型 ​

基本介绍 ​

案例演示 ​

浮点型的分类 ​

说明一下 ​

浮点型使用细节FloatDetail.java ​

Java API 文档 ​

字符类型(char) ​

基本介绍 ​

案例演示Char01.java ​

字符类型使用细节 ​

ASCII 码介绍(了解) ​

UNICODE 编码介绍(了解) ​

UTF-8 编码介绍(了解) ​

布尔类型:BOOLEAN ​

基本介绍 ​

基本数据类型转换 ​

自动类型转换 ​

自动类型转换注意和细节 ​

强制类型转换 ​

强制类型转换细节说明 ​

基本数据类型转换-练习题 ​

基本数据类型和STRING 类型的转换 ​

介绍和使用 ​

本章作业 ​

S01-03 JavaSE-基础-变量

第3章变量

为什么需要变量

一个程序就是一个世界

变量是程序的基本组成单位

简单的原理示意图

变(变化)量(值)的介绍

概念

变量使用的基本步骤

变量快速入门

变量使用注意事项

程序中+号的使用

数据类型

整数类型

基本介绍

案例演示

整型的类型

整型的使用细节IntDetail.java

浮点类型

基本介绍

案例演示

浮点型的分类

说明一下

浮点型使用细节FloatDetail.java

Java API 文档

字符类型(char)

基本介绍

案例演示Char01.java

字符类型使用细节

ASCII 码介绍(了解)

UNICODE 编码介绍(了解)

UTF-8 编码介绍(了解)

布尔类型:BOOLEAN

基本介绍

基本数据类型转换

自动类型转换

自动类型转换注意和细节

强制类型转换

强制类型转换细节说明

基本数据类型转换-练习题

基本数据类型和STRING 类型的转换

介绍和使用

本章作业