Java 基礎語法（1） 資料型別和運算子

一、變數和型別

在介紹下面各種型別之前我們先總的瀏覽一下有哪些型別（圖中型別，以下并沒有全部介紹，一些參考型別會在后面章節再介紹）

1. 整型變數

1. 語法格式

   int 變數名 = 初始值;

2. 代碼示例

   int num = 10;
   System.out.println(num);
   

3. 注意事項

   • 在 Java 中，一個 int 變數占4個位元組，和作業系統沒有直接關系

   • int 型別資料范圍是 -2³¹ ~ 2³¹-1，也就大概是 -21億 ~ 21億

   • 可以使用以下代碼查看 Java 中的整形資料范圍

     System.out.println(Integer.MAX_VALUE);	// int 的最大值
     System.out.println(Integer.MIN_VALUE);	// int 的最小值
     

   • 如果嘗試將最大值加1的話，你會發現結果是最小值，如

     System.out.println(Integer.MAX_VALUE+1);	// 結果為-2147483648
     

     這其實和我在 【剖析C語言資料在記憶體中的存盤】 這章畫的 char 型別的圓形圖很像，最小值減1就變成了最大值，最大值加1就變成了最小值

   • 如果你定義一個整型，初始化的值超過了 int 范圍，如2147483648，你會發現報錯，因為這是已經超出了 int 的最大范圍，但是由于編譯器不同，如果你將代碼寫成這樣，也是可能通過的

     int a =2147483647 + 1;	// 2147483647為 int 的最大值
     

2. 長整型變數

1. 語法格式

   long 變數名 = 初始值;

2. 代碼示例

   long num = 10L;
   System.out.println(num);
   

3. 注意事項

   • 定義一個長整形變數，初始值后面要加 L 或 l 會更好一些

   • long 型別資料范圍是 -2⁶³ ~ 2⁶³-1

   • 可以使用以下代碼查看 Java 中的長整形資料范圍

     System.out.println(Long.MAX_VALUE);	// long 的最大值
     System.out.println(Long.MIN_VALUE);	// long 的最小值
     

3. 雙精度浮點型

1. 語法格式

   double 變數名 = 初始值;

2. 代碼示例

   double num = 1.0;
   System.out.println(num);
   

3. 注意事項

   • 在 Java 中，int 除以 int 的值任然是 int（會直接舍棄掉小數部分），如

     int a = 1;
     int b = 2;
     System.out.println(a/b);	// 結果為0
     

     將 int 改為 double 才能得到結果0.5

   • Java 的 double 型別的記憶體布局遵守 IEEE 754 標準(和 C 語言一樣)，嘗試使用有限的記憶體空間表示可能無限的小數, 勢必會存在一定的精度誤差，我們看一段代碼

     double num = 1.1;
     System.ou.println(num * num);
     // 結果為1.2100000000000002
     

     

   因為 double 可以精確表示11位，而之后的數都不是精確值，總結就是，小數沒有精確值

   • 雖然 Java 中的 double 是8個位元組，但是浮點數的記憶體布局和整數的差別很大，不能單純的用 2ⁿ 的形式表示資料范圍

   • 可以使用以下代碼查看 Java 中的雙精度浮點型別資料范圍

     System.out.println(Double.MAX_VALUE);	// double 的最大值
     System.out.println(Double.MIN_VALUE);	// double 的最小值
     

4. 單精度浮點型

1. 語法格式

   float 變數名 = 初始值;

2. 代碼示例

   float num = 1.0f;    // 也可以寫作 1.0F
   System.out.println(num);
   

3. 注意事項

   • float 型別的數值后有后綴 F 或 f，沒有后綴的浮點數默認為 double 型別，也可后綴 D 或 d

   • 如果上述代碼數值后沒有 f，則會報錯，因為 Java 是強型別語言，1.0 默認是 double 型，等號左右型別不匹配

   • 可以使用以下代碼查看 Java 中的雙精度浮點型別資料范圍

   System.out.println(Double.MAX_VALUE);	// double 的最大值
   System.out.println(Double.MIN_VALUE);	// double 的最小值
   

5. 字符型別變數

1. 語法格式

   char 變數名 = 初始值;

2. 代碼示例

   char ch = 'C';
   System.out.println(ch);
   

3. 注意事項

   • 在 Java 中的 char 是一個無符號的整數，為什么這么說呢，我們可以看一個代碼

     char ch1 = 97;
     char ch2 = -7;
     System.out.println(ch1);	// 結果為 A
     System.out.println(ch2);	// 報錯
     

     也因此 char 型別的范圍在 0 ~ 2¹⁶

   • 可以使用以下代碼查看 Java 中的字符型別資料范圍

     System.out.println(Character.MAX_VALUE);	// char 的最大值
     System.out.println(Character.MIN_VALUE);	// char 的最小值
     

     而最小值對應的字符是 '\u0000' ，最大值對應的字符是 '\uFFFF'，

   • 在 C 語言中 char 是一個位元組，而在 Java 中 char 是兩個位元組，其表示的字符種類也更多，如有中文

   • 在 C 語言中使用 ASCII 表示字符, 而 Java 中使用 Unicode 表示字符

   • 執行 javac 編譯含有中文的代碼時可能報錯，因為 Java 中使用 Unicode 編碼字符，而編譯時使用的是 GBK 解碼，所以不能正確的將中文給編譯出來，如果編譯代碼改成這樣就可以了

     javac -encoding utf-8 檔案名.java
     

6. 位元組型別變數

1. 語法格式

   byte 變數名 = 初始值;

2. 代碼示例

   byte value = 0;
   System.out.println(value);
   

3. 注意事項

   • 在 Java 中 byte 是一個位元組，故其范圍為 -128 ~ 127

   • 可以使用以下代碼查看 Java 中的位元組型別資料范圍

     System.out.println(Byte.MAX_VALUE);	// byte 的最大值
     System.out.println(Byte.MIN_VALUE);	// byte 的最小值
     

   • 大家可以判斷一下這段代碼的結果是多少

     byte a = Byte.MAX_VALUE + 1;
     System.out.println(a);
     

     答案會像 int 型別一樣變成該型別的最小值嗎？不會，因為1是整形，占4個位元組，兩種型別計算的話都會先轉化成 int 型別，然后又被轉換為 byte 型別而丟失精度，故結果報錯

7. 短整型變數

1. 語法格式

   short 變數名 = 初始值;

2. 代碼示例

   short a = 0;
   System.out.println(a);
   

3. 注意事項

   • 可以使用以下代碼查看 Java 中的短整型型資料范圍

     System.out.println(Short.MAX_VALUE);	// short 的最大值
     System.out.println(Short.MIN_VALUE);	// short 的最小值
     

8. 布爾型別變數

1. 語法格式

   boolean 變數名 = 初始值;

2. 代碼示例

   boolean value = true;
   System.out.println(value);
   

3. 注意事項

   • boolean 型別的變數只有兩種取值，true 表示真，false 表示假
   • Java 的 boolean 型別和 int 不能相互轉換，不存在 非0 表示 true, 0 表示 false 這樣的用法
   • JVM 規則下，沒有明確 boolean 型別的大小，有些書里表明是占1個位元組, 有些表明是占1個位元位

9. 字串型別變數

1. 語法格式

   String 變數名 = “初始值”；

2. 代碼示例

   String name = "LiXiaoBo";
   System.out.println(name);
   

3. 拼接用法

   1. 拼接：字串和任意型別的資料，使用 “+” 號拼接后，其結果也是字串，如

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

   再看一個代碼

   int a = 10;
   int b = 20;
   System.out.println("ab = " + a + b);
   

   這個結果為 `ab = 1020` ，但是我再將代碼改一下是多少呢？
   

   int a = 10;
   int b = 20;
   System.out.println(a + b + "= ab");
   

   結果為 30 = ab ，所以要注意，只有字串在前面時，才能直接拼接，不然可能會先進行其他運算

   2. 如果字串里有特殊字符，則需要加上轉義符號，如

   String str = "hello \"吞吞吐吐大魔王\"";
   System.out.println(str);
   

   大家可以看一下特殊的轉義字符有哪些

   	特殊字符的轉義序列
   轉義序列	名稱	Unicode 值
   \b	退格	\u0008
   \t	制表	\u0009
   \n	換行	\u000a
   \r	回車	\u000d
   \ ‘’	雙引號	\u0022
   \ ’	單引號	\u0027
   \ \	反斜杠	\u005c

4. 注意事項

   String 的型別其實與上面的內置型別不一樣，它其實是參考型別，因為它所定義的變數叫做參考變數，按照示例代碼，參考變數 name 里面存放的不是字串"LiXiaoBo" ，而是將字串所占的那片空間的地址存放在 name 里面

10. 變數的作用域

和 C 語言類似，在 java 中，變數的作用域就是該變數能生效的范圍，一般時變數定義所在的代碼塊內（相鄰大括號中）

11. 變數的命名規則

1. 硬性指標

   • 一個變數名只能包含數字、字母、下劃線
   • 數字不能開頭
   • 雖然語法上允許使用中文/美元符（$）命名變數，但是不推薦

2. 推薦

   • 變數名使用小駝峰命名法
   • 類名使用大駝峰命名法

以上簡介了簡單的、實用的命名規則，如果想知道在 java 中具體命名的一些規則，可以瀏覽 第三章 Java的基本程式設計結構（1） 我寫的這篇《Java 核心技術卷I》的閱讀筆記里的內容

12. 常量

概念

常量指的是運行時型別不能發生改變，主要有一下兩種體現形式

1. 字面常量

   10 		// int 字面值常量(十進制) 
   010 	// int 字面值常量(八進制) 由數字 0 開頭. 010 也就是十進制的 8 
   0x10 	// int 字面值常量(十六進制) 由數字 0x 開頭. 0x10 也就是十進制的 16 
   10L 	// long 字面值常量. 也可以寫作 10l (小寫的L) 
   1.0 	// double 字面值常量. 也可以寫作 1.0d 或者 1.0D 
   1.5e2 	// double 字面值常量. 科學計數法表示. 相當于 1.5 * 10^2 
   1.0f 	// float 字面值常量, 也可以寫作 1.0F 
   true 	// boolen 字面值常量, 同樣的還有 false 
   'a' 	// char 字面值常量, 單引號中只能有一個字符
   "abc" 	// String 字面值常量, 雙引號中可以有多個字符.
   

2. final 關鍵字修飾的常量

   • 在 Java 中，利用關鍵字 final 指示常量，如

   final double CM_PER_INCH=2.54;
   

   • 關鍵字 final 表示這個常量只能被賦值一次，不可更改

   • 習慣上，常量名使用全大寫

   • final 還可以修飾函式（密封方法），還可以修飾類（密封類），后期會詳細的介紹

13. 理解數值提升

如果大家對于型別轉換與強制型別的使用有疑惑，可以直接去瀏覽 第三章 Java的基本程式設計結構（1） 我寫的這篇《Java 核心技術卷I》的閱讀筆記里的內容，而這里我則舉一些例子有助你更好的理解，如

byte a = 10;
byte b = 20;
byte c = a + b;
System.out.println(c);

這個如果編譯其實會報錯，為什么呢？因為 a 和 b 雖然都是 byte 型別，但是計算時會先將 a 和 b 都提升成 int 型別再進行計算，得到的結果也是 int 型別，然后賦值給 c 當然會報錯，修改成這樣就可以

byte a = 10;
byte b = 20;
byte c = (int)(a + b);
System.out.println(c);

由于計算機的 CPU通常是按照4個位元組為單位從記憶體中讀寫資料，所以對于 byte 和 short 這種低于4個位元組的型別，計算時我們要格外注意，因為他們會通常先提升為 int 型別

14. int 和 String 之間的相互轉換

1. int 轉換成 String

   • 法一

     int num = 10;
     String str1 = num + "";
     

   • 法二

     int num = 10;
     String str2 = String.valueOf(num);
     

2. String 轉換成 int

   • 法一

     String str = "100";
     int num = Integer.parseInt(str);
     

   • 法二

     String str = "100";
     int num = Integer.valueOf(str);
     

二、運算子

在 java 中基本運算都和 C 語言中差不多，以下介紹一些不一樣或者是特殊的情況

1. % 表示取余，不僅可以對 int 求模，也能對浮點型別求模，如

   System.out.println(1.4%2);
   // 結果為 1.4
   

2. 對于復合運算子，如 +=、-=、*=、/=、%= 等等，使用它們時，對于 byte 和 short 這種低于4個位元組的型別，就不需要擔心型別的問題，因為它會幫你自動進行型別的轉換，如

   short a = 10;
   a = a + 20;
   System.out.println(a);
   

   這種情況編譯就會報錯，因為計算時 short 型別會先提升為 int 型別，但是如果使用增量運算子，就沒有這種情況

   short a = 10;
   a += 20;
   System.out.println(a);
   

3. & 和 | 如果運算元為 boolean 的時候，也表示邏輯運算，但是它們不支持短路運算

4. 在使用位運算子時，我們不僅要知道十進制與二進制的快速轉化，還要知道八進制、十六進制和二進制的快速轉換

   • 十六進制轉二進制：一個十六進制數字對應4個二進制位，如

   int a = 0xf1;
   // f 轉換成4個二進制位為 1111
   // 1 轉換成4個二進制位為 0001
   // 0xf1 的二進制位為 11110001
   

   • 八進制轉二進制：一個八進制數字對應3個二進制位，如

   int a = 072;
   // 7 轉換成3個二進制位為 111
   // 2 轉換成4個二進制位為 010
   // 072 的二進制位為 111010
   

5. 在 Java 中，移位運算子多了一個 >>> 符號，它叫做無符號右移，它與 >> 右移運算子不同的是，它右移時，高位補0，而 >> 運算子右移時，高位補符號位

   并且移位運算子我們需要知道下面的規律

   • 左移 n 位，相當于原數字乘以 2ⁿ
   • 右移 n 位，相當于原數字除以 2ⁿ

三、 注釋

Java 中的注釋主要分以下三種

1. 單行注釋：// 注釋內容
2. 多行注釋：/* 注釋內容 */ （不推薦）
3. 檔案注釋：/** 檔案內容 */ （常見于方法和類之上描述方法和類的作用，可用來自動生成檔案）

注意

在使用注釋時，如果注釋內容里包括轉義字符可能會出現錯誤，如

// /u000a is a newline

這是由于

1. Unicode 轉義序列會在決議代碼之前得到處理
2. \u000a 的含義是換行符，故該陳述句后面的內容都換到下一行了，

如果轉義字符超過自己的數值范圍，也會報錯，

快捷鍵（注釋和取消注釋一樣）

行注釋：Ctrl + /

塊注釋：Ctrl + Shift + /

四、 關鍵字

關鍵字是 Java 中一些具有特定含義的單詞，并且我們定義的變數名不能和關鍵字沖突，

我們先簡單瀏覽 Java 中有哪些關鍵字吧！

五、 總結

我的 Java 學習之旅已經開始啦！果然 C 語言學好了，再開始學習其他語言時會很舒服，希望自己繼續努力，并且可以在學習的時候找到一種更加高效、專注的學習狀態，也希望我的學習記錄能給大家帶來識訓，奧里給！