位運算及進制轉換

• 位運算及進制轉換
  • • 1.1 識別符號的命名規則和規范
      • 1.1.1 識別符號概念
      • 1.1.2 識別符號的命名規則
      • 1.1.3 練習（判斷變數名是否正確）
      • 1.1.4 識別符號命名規范
    • 1.2 關鍵字
    • 1.3 保留字
      • 1.3.1 介紹
    • 1.4 鍵盤輸入陳述句
      • 1.4.1 介紹
      • 1.4.2 步驟
      • 1.4.3 案例演示
    • 1.5 進制（程式員的基本功）
      • 1.5.1 進制介紹
      • 1.5.2 演示四種進制
      • 1.5.3 進制的圖示
      • 1.5.4 進制的轉換（基本功）
        • 進制轉換的介紹
    • 1.6 其他進制轉十進制
      • 1.6.1 二進制轉十進制
      • 1.6.2 八進制轉十進制
      • 1.6.3 十六進制轉十進制
    • 1.7 十進制轉其他進制
      • 1.7.1 十進制轉二進制
      • 1.7.2 十進制轉八進制
      • 1.7.3 十進制轉十六進制
    • 1.8 二進制轉八、十六進制
      • 1.8.1 二進制轉八進制
      • 1.8.2 二進制轉十六進制
    • 1.9 八、十六進制轉二進制
      • 1.9.1 八進制轉二進制
      • 1.9.2 十六進制轉二進制
    • 1.10 原碼、反碼、補碼（重點 難點）
      • 1.10.1 二進制在運算中的說明
      • 1.10.2 原碼、反碼、補碼要點
    • 1.12 位運算
      • 1.12.1 簡單思考題
      • 1.12.2 位運算子介紹
      • 1.12.3 >>、<< 和 >>> 的運算規則
      • 1.12.4 應用案例 BitOperator01.java
    • 1.13 本章作業

1.1 識別符號的命名規則和規范

1.1.1 識別符號概念

• Java對各種變數、方法和類等命名時使用的字符序列稱為識別符號
• 凡是自己可以起名字的地方都叫做識別符號 int num = 88;

1.1.2 識別符號的命名規則

• 由26個英文字母大小寫，0-9，_或$組成
• 不可以以數字開頭，int 3ab = 1; //錯誤
• 不可以使用關鍵字和保留字，但能包含關鍵字和保留字
• Java中嚴格區分大小寫，長度無限制，int totalNum = 10; int n = 90;
• 識別符號1不能包含空格， int a b = 10;//錯誤

1.1.3 練習（判斷變數名是否正確）

 abc      //ok
 abc123   //ok
 1abc     //no 不能以數字開頭
 a-h      //no 不能用-
 a h      //no 不能有空格
 s$3      //ok
 class    //no 不能使用關鍵字
 int      //no 不能使用關鍵字    
 public   //no 不能使用關鍵字
 double   //no 不能使用關鍵字
 static   //no 不能使用關鍵字
 goto     //no 不能使用保留字
 stu_name //ok             

1.1.4 識別符號命名規范

1）包名：多單詞組成時所有字母都小寫：aaa.bbb.ccc //比如： com.hsp.com

2）類名、介面名：多單詞組成時，所有單詞首字母大寫：XxxYyyZzz[大駝峰] //比如：TankShotGame

3）變數名、方法名：多單詞組成時，第一個單詞首字母小寫，第二個單詞開始每個單詞首字母大寫：xxxYyyZzz[小駝峰，簡稱 駝峰法] //比如：tankShotGame

4）常量名：所有字母都大寫，多單詞時每個單詞用下劃線連接：XXX_YYY_ZZZ 比如：定義一個所得稅率 TAX_RATE

1.2 關鍵字

關鍵字的定義和特點（不用背）

定義：被Java語言賦予了特殊含義，用做專門用途的字串（單詞）

特點：關鍵字中所有的字母都為小寫

用于定義資料型別的關鍵字

用于定義資料型別值的關鍵字

用于定義流程控制的關鍵字

用于定義訪問權限修飾符的關鍵字

用于定義類、函式、變數修飾符的關鍵字

用于定義類與類之間的關鍵字

用于定義建立實體及參考實體，判斷實體的關鍵字

用于例外處理的關鍵字

用于包的關鍵字

其他修飾符的關鍵字

1.3 保留字

1.3.1 介紹

Java保留字：現有Java版本尚未使用，但以后版本可能會作為關鍵字使用，自己命名識別符號要避免使用這些保留字byValue、cast、future、generic、inner、operator、outer、rest、var、goto、const，

1.4 鍵盤輸入陳述句

1.4.1 介紹

在編程中，需要接收用戶輸入的資料，就可以使用鍵盤輸入陳述句來獲取，Input.java，需要一個掃描器（物件），就是Scanner，

1.4.2 步驟

1）匯入該類的所在包，java.util.*

2）創建該類物件（宣告物件）

3）呼叫里面的功能

1.4.3 案例演示

要求：可以從控制臺接收用戶資訊，【姓名，年齡，薪水】

import java.util.Scanner;

public class Input {
    public static void main(String[] args) {
       /*
            步驟：
              1.匯入Scanner類 所在的包
              2.創建Scanner物件，new創建一個物件
              3.接收用戶輸入，使用相關方法
        */
        Scanner myScanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("請輸入姓名：");
        String name = myScanner.nextLine();//接收用戶輸入的字串
        System.out.println("請輸入年齡：");
        int age = myScanner.nextInt();//接收用戶輸入的年齡
        System.out.println("請輸入薪水");
        double sal = myScanner.nextDouble(); //接收用戶輸入的薪水
        System.out.println("人的資訊如下:");
        System.out.println("名字=" + name + " 年齡=" + age + " 薪水=" + sal);
    }
}

1.5 進制（程式員的基本功）

1.5.1 進制介紹

對于整數，有四種表示方式：

二進制：0，1，滿2進1，以0b或0B開頭，

十進制：0-9，滿10進1

八進制：0-7，滿8進1，以數字0開頭表示，

十六進制：0-9 及 A(10)-F(15)，滿16進1，以0x或0X開頭表示，此處的A-F不區分大小寫，

1.5.2 演示四種進制

public class BinaryTest {
    public static void main(String[] args) {
        //n1 二進制
        int n1 = 0b1010;
        //n2 十進制
        int n2 = 1010;
        //n3 八進制
        int n3 = 01010;
        //n4 十六進制
        int n4 = 0x1010;
        System.out.println("n1=" + n1);
        System.out.println("n2=" + n2);
        System.out.println("n3=" + n3);
        System.out.println("n4=" + n4);
        System.out.println(0x23A);
    }
}

1.5.3 進制的圖示

1.5.4 進制的轉換（基本功）

進制轉換的介紹

• 第一組

  1）二進制轉十進制

  2）八進制轉十進制

  3）十六進制轉十進制

• 第二組

  1）十進制轉二進制

  2）十進制轉八進制

  3）十進制轉十六進制

• 第三組

  1）二進制轉八進制

  2）二進制轉十六進制

• 第四組

  1）八進制轉二進制

  2）十六進制轉二進制

1.6 其他進制轉十進制

1.6.1 二進制轉十進制

規則：從最低位（右邊）開始，將每個位上的數提取出來，乘以2的（位數-1）次方，然后求和，

案例：請將0b1011轉成十進制的數

0b1011 = 1 * 2? + 1 * 21 + 0 * 22 + 1 * 23 = 1 + 2 + 0 + 8 = 11

1.6.2 八進制轉十進制

規則：從最低位（右邊）開始，將每個位上的數提取出來，乘以8的（位數-1）次方，然后求和，

案例：請將0234轉成十進制的數

0234 = 4 * 8? + 3 * 81 + 2 * 82 = 4 + 24 + 128 = 156

1.6.3 十六進制轉十進制

規則：從最低位（右邊）開始，將每個位上的數提取出來，乘以16的（位數-1）次方，然后求和，

案例：請將 0x23A 轉成十進制的數

0x23A = 10 * 16? + 3 * 161 + 2 * 162 = 10 + 48 + 512 = 570

小練習：請將

0b 1 1000 1100 轉成 十進制

1 * 22 + 1 * 23 + 1 * 2? + 1 * 2? = 256 + 128 + 8 + 4 = 396

0 2456 轉成十進制

6 * 8? + 5 * 81 + 4 * 82 + 2 * 83 = 6 + 40 + 256 + 1024 = 1326

0x A45 轉成十進制

5 * 16? + 4 * 161 + 10 * 162 = 5 + 64 + 2560 = 2629

1.7 十進制轉其他進制

1.7.1 十進制轉二進制

規則：將該數不斷除以2，直到商為0為之，然后將每步得到的余數倒過來，就是對應的二進制，

案例：請將 34 轉成二進制 = 0B00100010

1.7.2 十進制轉八進制

規則：將該數不斷除以 8，直到商為 0 為止，然后將每步得到的余數倒過來，就是對應的八進制，

案例：請將 131 轉成八進制 => 0203

1.7.3 十進制轉十六進制

規則：將該數不斷除以 16，直到商為 0 為止，然后將每步得到的余數倒過來，就是對應的十六進制，

案例：請將 237 轉成十六進制 => 0xED

小練習：

123 轉成 二進制 => 0b 111 1101

678 轉成 八進制 => 0 1246

8912 轉成 十六進制 => 0x 22D0

1.8 二進制轉八、十六進制

1.8.1 二進制轉八進制

規則：從低位開始,將二進制數每三位一組，轉成對應的八進制數即可，

案例：請將 ob11010101 轉成八進制

ob11(3)010(2)101(5) => 0325

1.8.2 二進制轉十六進制

規則：從低位開始，將二進制數每四位一組，轉成對應的十六進制數即可，

案例：請將 ob11010101 轉成十六進制

ob1101(D)0101(5) = 0xD5

課堂練習：請將

0b11100101 轉成 八進制

0b1110010110 轉成 十六進制

1.9 八、十六進制轉二進制

1.9.1 八進制轉二進制

規則：將八進制數每 1 位，轉成對應的一個 3 位的二進制數即可，

案例：請將 0237 轉成二進制

02(010)3(011)7(111) = 0b10011111

1.9.2 十六進制轉二進制

規則：將十六進制數每 1 位，轉成對應的 4 位的一個二進制數即可，

案例：請將 0x23B 轉成二進制

0x2(0010)3(0011)B(1011) = 0b001000111011

課堂練習：請將

01230 轉成 二進制

0xAB29 轉成二進制

1.10 原碼、反碼、補碼（重點 難點）

1.10.1 二進制在運算中的說明

1）二進制是逢2進位的進位制，0、1是基本算符，
2）現代的電子計算機技術全部采用的是二進制，因為它只使用0、1兩個數字符號，非常簡單方便，易于用電子方式實作，計算機內部處理的資訊，都是采用二進制數來表示的，二進制（Binary) 數用0和1兩個數字及其組合來表示任何數，進位規則是"逢2進1"，數字1在不同的位上代表不同的值，按從右至左的次序，這個值以二倍遞增，

1.10.2 原碼、反碼、補碼要點

對于有符號的來說：

1）二進制的最高位是符號位：0表示正數，1表示負數（口訣：0->0,1->-[0倒過來還是0，1倒過來變成負數]）

2）正數的原碼，反碼，補碼都一樣（三碼合一）

3）負數的反碼 = 原碼符號位不變，其他位按位取反（0變1，1變0）

4）負數的補碼 = 負數的反碼 + 1，負數的反碼 = 負數的補碼 - 1

5）0的反碼，補碼都是0

6）Java沒有無符號數，換言之，Java中的數都是有符號的

7）在計算機運算的時候，都是以補碼的方式來運算的

8）當我們看運算結果的時候，要看他的原碼（重點）

1.12 位運算

1.12.1 簡單思考題

• 請看下面的代碼段，回答 a,b,c,d,e 結果是多少?

public class BitOperator01 {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 1 >> 2;  //向右位移2位
        int b = -1 >> 2; //算術右移
        int c = 1 << 2;  //向左位移2位
        int d = -1 << 2; //算術左移
        int e = 3 >>> 2; //無符號右移
        //a,b,c,d,e 結果是多少
        System.out.println("a="+a); //0
        System.out.println("b="+b); //-1
        System.out.println("c="+c); //4
        System.out.println("d="+d); //-4
        System.out.println("e="+e); //0
    }
}

• 請回答在 Java 中，下面的運算式運算的結果是: (位操作)

  ~2=? // 按位取反 
  2&3=?// 2 按位與 3 
  2|3=?
  ~-5=? 
  13&7=? 
  5|4=? 
  -3^3=?//^ 按位異或

1.12.2 位運算子介紹

Java中有7個位運算（&、|、^、~、>>、<< 和 >>>）

1.12.3 >>、<< 和 >>> 的運算規則

1）算術右移>>：低位溢位，符號位不變，并用符號位補溢位的高位

2）算術右移<<：符號位不變，低位補0

3）>>> 邏輯右移也叫無符號右移,運算規則是: 低位溢位，高位補 0

4. 特別說明：沒有 <<< 符號

1.12.4 應用案例 BitOperator01.java

1. int a=1>>2; //1 => 00000001 => 00000000 本質 1 / 2 / 2 =0

2. int c=1<<2; //1 => 00000001 => 00000100 本質 1 * 2 * 2 = 4

1.13 本章作業

一、計算下列運算式的結果

10 / 3 = 3; 10 % 2 = 0;

10 / 5 = 2; -10.5 % 3 = ;

a % b當a是小數時，公式 = a - (int)a / b * b

-10.5 % 3 = -10.5 - (-10) / 3 = -10.5 + 9 = - 1.5

注意：有小數運算，得到結果是近似值

二、試說出下面代碼結果

  int i = 66;
  System.out.println(++i+i); //執行i=i+1 => i = 67 => 134

三、在Java中，以下賦值陳述句正確的是(CD)

A) int num1=(int)"18";//錯誤應該Integer.parselnt("18");B) int num2=18.0;M/錯誤double -> int
C) double num3=3d;M/ok
D) double num4=8;M/ok int -> doubleE) int i=48; char ch =i+1;1/錯誤int ->char
F) byte b = 19; short s = b+2;//錯誤int ->short

四、試寫出將String轉換成double型別的陳述句,以及將char型別轉換成String的陳述句,舉例說明即可，寫簡單代碼

String str = "18.8"??/注意字串要可以被轉成 doubledouble d1 = Double.parseDouble(str);
char c1 ='韓";
String str2 =c1 + "";

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