java基础语法
今日内容
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数据类型
-
运算符
学习目标
- 了解进制
- 理解基本数据类型的自动类型转换
- 理解基本数据类型的强制类型转换
- 了解ASCII编码表和Unicode编码表
- 理解int类型和char类型的运算原理
- 理解运算符++ --的运算方式
- 理解+符号在字符串中的作用
- 掌握算术运算符
- 掌握赋值运算符
- 掌握比较运算符
- 理解逻辑运算符
- 掌握三元运算符的格式和计算结果
- 了解位运算符
第二章 Java基础知识(续)
2.8 计算机如何存储数据
计算机世界中只有二进制。那么在计算机中存储和运算的所有数据都要转为二进制。包括数字、字符、图片、声音、视频等。
2.8.1 进制(了解)
进制也就是进位计数制,是人为定义的带进位的计数方法 。
1、进制的分类
(1)十进制: 数字组成:0-9 进位规则:逢十进一
(2)二进制: 数字组成:0-1 进位规则:逢二进一
十进制的256,二进制:100000000,为了缩短二进制的表示,又要贴近二进制,在程序中引入八进制和十六进制
(3)八进制:很少使用 数字组成:0-7 进位规则:逢八进一
与二进制换算规则:每三位二进制是一位八进制值
(4)十六进制 数字组成:0-9,a-f 进位规则:逢十六进一
与二进制换算规则:每四位二进制是一位十六进制值
十进制 | 二进制 | 八进制 | 十六进制 |
---|---|---|---|
0 | 0 | 0 | 0 |
1 | 1 | 1 | 1 |
2 | 10 | 2 | 2 |
3 | 11 | 3 | 3 |
4 | 100 | 4 | 4 |
5 | 101 | 5 | 5 |
6 | 110 | 6 | 6 |
7 | 111 | 7 | 7 |
8 | 1000 | 10 | 8 |
9 | 1001 | 11 | 9 |
10 | 1010 | 12 | a或A |
11 | 1011 | 13 | b或B |
12 | 1100 | 14 | c或C |
13 | 1101 | 15 | d或D |
14 | 1110 | 16 | e或E |
15 | 1111 | 17 | f或F |
16 | 10000 | 20 | 10 |
-
十进制数据转成二进制数据:使用除以2倒取余数的方式
-
二进制数据转成十进制数据:
从右边开始依次是2的0次,2的1次,2的2次。。。。
-
二进制数据转八进制数据
从右边开始,三位一组
-
二进制数据转十六进制数据
从右边开始,四位一组
3、在代码中如何表示四种进制的值
请分别用四种类型的进制来表示10,并输出它的结果:(了解)
(1)十进制:正常表示
System.out.println(10);
(2)二进制:0b或0B开头
System.out.println(0B10);
(3)八进制:0开头
System.out.println(010);
(4)十六进制:0x或0X开头
System.out.println(0X10);
2.8.2 计算机存储单位
-
字节(Byte):是计算机信息技术用于计量存储容量的一种计量单位,一字节等于八位。
-
位(bit):是数据存储的最小单位。也就是二进制。二进制数系统中,每个0或1就是一个位,叫做bit(比特),其中8 bit 就称为一个字节(Byte)。
-
转换关系:
-
8 bit = 1 Byte
-
1024 Byte = 1 KB
-
1024 KB = 1 MB
-
1024 MB = 1 GB
-
1024 GB = 1 TB
-
2.8.3 Java的基本数据类型的存储范围
1、整型系列
(1)byte:字节类型
-
占内存:1个字节
-
存储范围:-128~127
(2)short:短整型类型
-
占内存:2个字节
-
存储范围:-32768~32767
(3)int:整型
-
占内存:4个字节
-
存储范围:-2的31次方 ~ 2的31次方-1
(4)long:整型
-
占内存:8个字节
-
存储范围:-2的63次方 ~ 2的63次方-1
注意:如果要表示某个超过int范围的常量整数它是long类型,那么需要在数字后面加L
2、浮点型系列(小数)
(1)float:单精度浮点型
-
占内存:4个字节
-
精度:科学记数法的小数点后6~7位
注意:如果要表示某个常量小数是float类型,那么需要在数字后面加F或f,否则就是double类型
(2)double:双精度浮点型
-
占内存:8个字节
-
精度:科学记数法的小数点后15~16位
float f = 12.0F;//右边如果赋值小数常量值,那么必须加F或f
3、单字符类型:char
-
占内存:2个字节
4、布尔类型
boolean:只能存储true或false
虽然计算机底层使用0和1表示false和true,但是在代码中不能给boolean类型的变量赋值0和1,只能赋值false和true
2.8.4 计算机如何存储数据
1、补码与符号位
计算机数据的存储使用二进制补码形式存储,并且最高位是符号位,1是负数,0是正数。
规定:正数的补码与反码、原码一样,称为三码合一;
负数的补码与反码、原码不一样:
负数的原码:把十进制转为二进制,然后最高位设置为1
负数的反码:在原码的基础上,最高位不变,其余位取反(0变1,1变0)
负数的补码:反码+1
例如:byte类型(1个字节,8位)
25 ==> 原码 0001 1001 ==> 反码 0001 1001 -->补码 0001 1001
-25 ==>原码 1001 1001 ==> 反码1110 0110 ==>补码 1110 0111
底层是用加法代替减法:-128==》-127-1==》-127+(-1)
-127- -1 ==> -127 + 1
2、一个字节可以存储的数据范围是多少?
(1)无符号:不考虑正负数
(2)有符号
1个字节:8位
0000 0001 ~ 0111 111 ==> 1~127
1000 0001 ~ 1111 1111 ==> -127 ~ -1
0000 0000 ==>0
1000 0000 ==> -128(特殊规定)
3、如何存储小数
-
为什么float(4个字节)比long(8个字节)的存储范围大?
-
为什么double(8个字节)比float(4个字节)精度范围大?
-
为什么float和double不精确
因为float、double底层也是二进制,先把小数转为二进制,然后把二进制表示为科学记数法,然后只保存:
①符号位②指数位③尾数位
详见《float型和double型数据的存储方式.docx》
4、如何存储字符
-
Java中使用的字符集:Unicode字符集
编码表
在计算机的内部都是二进制的0、1数据,如何让计算机可以直接识别人类文字的问题呢?就产生出了编码表的概念。编码表 :就是将人类的文字和一个十进制数进行对应起来组成一张表格。例如:
字符 | 数值 |
---|---|
0 | 48 |
A | 65 |
a | 97 |
将所有的英文字母,数字,符号都和十进制进行了对应,因此产生了世界上第一张编码表ASCII(American Standard Code for Information Interchange 美国标准信息交换码)。
Unicode(统一码、万国码、单一码)是计算机科学领域里的一项业界标准,包括字符集、编码方案等。Unicode 是为了解决传统的字符编码方案的局限而产生的,它为每种语言中的每个字符设定了统一并且唯一的二进制编码,以满足跨语言、跨平台进行文本转换、处理的要求。
字符常量的几种表示方式
(1)'一个字符'
例如:'A','0','尚'
(2)转义字符
\n:换行
\r:回车
\t:Tab键
\\:\
\":"
\':'
\b:删除键Backspace
System.out.println('\\');
System.out.println("hello\tworld\njava");
(3)\u字符的Unicode编码值的十六进制型
例如:'\u5c1a'代表'尚'
char c = '\u5c1a';
char c = '尚';
String s = '尚';//错误的,哪怕是一个字符,也要使用双引号
char c2 = '';//错误,单引号中有且只能有一个字符
String s2 = "";//可以,双引号中可以没有其他字符,表示是空字符串
(4)直接给char类型变量赋值十进制的0~65535之间的Unicode编码值
例如:'尚' 的编码值是23578
'a'的编码值是97
char c1 = 23578;
System.out.println(c1);//尚
char c2 = 97;
System.out.println(c2);//a
2.9 基本数据类型转换(Conversion)
在Java程序中,不同的基本数据类型的值经常需要进行相互转换。Java语言所提供的七种数值类型之间可以相互转换,基本数据类型转换有两种转换方式:自动类型转换和强制类型转换。
1、自动类型转换(隐式类型转换)
自动转换:
-
将
取值范围小的类型
自动提升为取值范围大的类型
。
基本数据类型的转换规则
小结:通过上面案例我们可以得出数据类型的转换关系(取值范围从小到大),如图所示:
(1)当把存储范围小的值(常量值、变量的值、表达式计算的结果值)赋值给了存储范围大的变量时,
int i = 'A';//char自动升级为int
double d = 10;//int自动升级为double
byte b = 127; //右边的整数常量值必须在-128~127范围内
//byte bigB = 130;//错误,右边的整数常量值超过byte范围
long num = 1234567; //右边的整数常量值如果在int范围呢,编译和运行都可以通过,这里涉及到数据类型转换
long bigNum = 12345678912L;//右边的整数常量值如果超过int范围,必须加L,否则编译不通过
(2)当存储范围小的数据类型与存储范围大的数据类型一起混合运算时,会按照其中最大的类型运算
int i = 1;
byte b = 1;
double d = 1.0;
double sum = i + b + d;//混合运算,升级为double
(3)当byte,short,char数据类型进行算术运算时,按照int类型处理
byte b1 = 1;
byte b2 = 2;
byte b3 = b1 + b2;//编译报错,b1 + b2自动升级为int
char c1 = '0';
char c2 = 'A';
System.out.println(c1 + c2);//113
(4)boolean类型不参与
2、强制类型转换(显示类型转换)
将1.5
赋值到int
类型变量会发生什么?产生编译失败,肯定无法赋值。
int i = 3.14; // 错误
想要赋值成功,只有通过强制类型转换,将double
类型强制转换成int
类型才能赋值。
-
强制类型转换:将
取值范围大的类型
强制转换成取值范围小的类型
。
比较而言,自动转换是Java自动执行的,而强制转换需要我们自己手动执行。
转换格式:
数据类型 变量名 = (数据类型)被强转数据值;
(1)当把存储范围大的值(常量值、变量的值、表达式计算的结果值)赋值给了存储范围小的变量时,需要强制类型转换,提示:有风险,可能会损失精度或溢出
int i = (int)3.14;//强制类型转换,损失精度
double d = 1.2;
int num = (int)d;//损失精度
int i = 200;
byte b = (byte)i;//溢出
(2)boolean类型不参与
(3)当某个值想要提升数据类型时,也可以使用强制类型转换
int i = 1;
int j = 2;
double shang = (double)i/j;
提示:这个情况的强制类型转换是没有风险的。
3、特殊的数据类型转换
1、任意数据类型的数据与String类型进行“+”运算时,结果一定是String类型
System.out.println("" + 1 + 2);//12
2、但是String类型不能通过强制类型()转换,转为其他的类型
String str = "123";
int num = (int)str;//错误的
int num = Integer.parseInt(str);//后面才能讲到,借助包装类的方法才能转
4、练习
1、练习题:判断如下代码是否编译通过,如果能,结果是多少?
short s1 = 12;
short s2 = 8;
short s3 = s1 + s2;//20
2、练习题:判断如下代码是否编译通过,如果能,结果是多少?
short s1 = 12;
short s2 = 8;
byte s3 = (byte)(s1 + s2);20
3、练习题:判断如下代码是否编译通过,如果能,结果是多少?
char c1 = '0';
char c2 = '1';
char c3 = c1 + c2;//error
4、练习题:判断如下代码是否编译通过,如果能,结果是多少?
char c1 = '0';
char c2 = '1';
System.out.println(c1 + c2);//97
5、练习题:判断如下代码是否编译通过,如果能,结果是多少?
int i = 4;
long j = 120; //因为右边120默认是int类型,int的值赋值给long类型是可以的,会自动类型转换,但是要求这个int值不能超过int的存储范围,如果超过int的存储范围必须加L.
double d = 34;
float f = 1.2;//因为右边1.2默认是double类型,double的值是不能直接赋值给float的,要么加F要么使用强制类型转换。
System.out.println(i + j + d + f);//最后是double
6、练习题:判断如下代码是否编译通过,如果能,结果是多少?
int i = 1;
int j = 2;
double d = i/j;
System.out.println(d);//0.0
2.10 运算符(Operator)
-
表达式:用运算符连接起来的式子
-
运算符的分类: 按照功能分:算术运算符、赋值运算符、比较运算符、逻辑运算、条件运算符...
分类 | 运算符 |
---|---|
算术运算符 | + 、- 、* 、/ 、% 、++ 、-- |
赋值运算符 | = 、+= 、-= 、*= 、/= 、%= 等 |
关系运算符 | > 、>= 、< 、<= 、== 、!= |
逻辑运算符 | & 、| 、^ 、! 、&& 、|| |
条件运算符 | (条件表达式)?结果1:结果2; |
位运算符(了解) | & 、| 、~ 、^ 、<< 、>> 、>>> |
-
按照操作数个数分:一元运算符(单目运算符)、二元运算符(双目运算符)、三元运算符 (三目运算符)
一元运算符:操作数只有一个 例如:正号(+) +a 负号(-) -a 自增自减 ++i i++ 逻辑非: !true
二元运算符:操作数有两个 例如:加法:a+b 减法:a-b 大于:a>b 逻辑与:a&b 三元运算符:条件 ? 结果1 : 结果2
2.10.1 算术运算符
算术运算符 | 符号解释 |
---|---|
+ |
加法运算,字符串连接运算,正号 |
- |
减法运算,负号 |
* |
乘法运算 |
/ |
除法运算,整数/整数结果还是整数 |
% |
求余运算,余数的符号只看被除数 |
++ 、 -- |
自增自减运算 |
1、加减乘除模
public class OperatorDemo01 {
public static void main(String[] args) {
int a = 3;
int b = 4;
System.out.println(a + b);// 7
System.out.println(a - b);// -1
System.out.println(a * b);// 12
System.out.println(a / b);// 计算机结果是0,为什么不是0.75呢?
System.out.println(a % b);// 3
System.out.println(5%2);//1
System.out.println(5%-2);//1
System.out.println(-5%2);//-1
System.out.println(-5%-2);//-1
//商*除数 + 余数 = 被除数
//5%-2 ==>商是-2,余数时1 (-2)*(-2)+1 = 5
//-5%2 ==>商是-2,余数是-1 (-2)*2+(-1) = -4-1=-5
}
}
2、“+”号的两种用法
-
第一种:对于
+
两边都是数值的话,+
就是加法的意思 -
第二种:对于
+
两边至少有一边是字符串得话,+
就是拼接的意思
public class OperatorDemo02 { public static void main(String[] args) { // 字符串类型的变量基本使用 // 数据类型 变量名称 = 数据值; String str1 = "Hello"; System.out.println(str1); // Hello System.out.println("Hello" + "World"); // HelloWorld String str2 = "Java"; // String + int --> String System.out.println(str2 + 520); // Java520 // String + int + int // String + int // String System.out.println(str2 + 5 + 20); // Java520 } }
3、自加自减运算
理解:++
运算,变量自己的值加1。反之,--
运算,变量自己的值减少1,用法与++
一致。
1、单独使用
-
变量在单独运算的时候,变量
前++
和变量后++
,变量的是一样的; -
变量
前++
:例如++a
。 -
变量
后++
:例如a++
。
public class OperatorDemo3 { public static void main(String[] args) { // 定义一个int类型的变量a int a = 3; //++a; a++; // 无论是变量前++还是变量后++,结果都是4 System.out.println(a); } }
2、复合使用
-
和
其他变量放在一起使用
或者和输出语句放在一起使用
,前++
和后++
就产生了不同。
-
变量
前++
:变量先自身加1,然后再取值。 -
变量
后++
:变量先取值,然后再自身加1。
public class OperatorDemo03 {
public static void main(String[] args) {
// 其他变量放在一起使用
int x = 3;
//int y = ++x; // y的值是4,x的值是4,
int y = x++; // y的值是3,x的值是4
System.out.println(x);
System.out.println(y);
System.out.println("==========");
// 和输出语句一起
int z = 5;
//System.out.println(++z);// 输出结果是6,z的值也是6
System.out.println(z++);// 输出结果是5,z的值是6
System.out.println(z);
int a = 1;
a = a++;//(1)先取a的值“1”放操作数栈(2)a再自增,a=2(3)再把操作数栈中的"1"赋值给a,a=1
int i = 1;
int j = i++ + ++i * i++;
/*
从左往右加载
(1)先算i++
①取i的值“1”放操作数栈
②i再自增 i=2
(2)再算++i
①i先自增 i=3
②再取i的值“3”放操作数栈
(3)再算i++
①取i的值“3”放操作数栈
②i再自增 i=4
(4)先算乘法
用操作数栈中3 * 3 = 9,并把9压会操作数栈
(5)再算求和
用操作数栈中的 1 + 9 = 10
(6)最后算赋值
j = 10
*/
}
}
-
小结:
-
++在前,先自加,后使用;
-
++在后,先使用,后自加。
-
4、练习
(1)获取一个四位数的个位,十位,百位,千位
public class Test01 {
public static void main (String [] args) {
//1.定义一个四位数,例如1234
int num = 1234;
//2.通过运算操作求出个位,十位,百位,千位
int ge = ?
int shi = ?
int bai = ?
int qian = ?
System.out.println(num + "这个四位数个位上的数字是:" + ge);
System.out.println(num + "这个四位数十位上的数字是:" + shi);
System.out.println(num + "这个四位数百位上的数字是:" + bai);
System.out.println(num + "这个四位数千位上的数字是:" + qian);
}
}
(2)自增自减练习
判断如下代码的运行结果
public static void main(String[] args){
int i = 1;
int j = i++;
int k = i++ * ++j + ++i * j++;
System.out.println("i = " + i);
System.out.println("j = " + j);
System.out.println("k = " + k);
}
public static void main(String[] args){
int i = 1;
int j = i++;
int k = i++ * ++j + --i * j--;
System.out.println("i = " + i);
System.out.println("j = " + j);
System.out.println("k = " + k);
}
public static void main(String[] args){
int i = 1;
int j = ++i + i++ * ++i + i++;
System.out.println("i = " + i);
System.out.println("j = " + j);
}
public static void main(String[] args){
int i = 0;
int result = ++i/--i;
System.out.println("result="+result);
}
2.10.2 赋值运算符
注意:所有的赋值运算符的=左边一定是一个变量
赋值运算符 | 符号解释 |
---|---|
= |
将符号右边的值,赋值给左边的变量 |
+= |
将符号左边的值 和右边的值 进行相加操作,最后将结果赋值给左边的变量 |
-= |
将符号左边的值 和右边的值 进行相减操作,最后将结果赋值给左边的变量 |
*= |
将符号左边的值 和右边的值 进行相乘操作,最后将结果赋值给左边的变量 |
/= |
将符号左边的值 和右边的值 进行相除操作,最后将结果赋值给左边的变量 |
%= |
将符号左边的值 和右边的值 进行取余操作,最后将结果赋值给左边的变量 |
1、基本赋值运算符课堂案例
public class OperatorDemo04 {
public static void main(String[] args) {
int a = 3;
int b = 4;
a = a + b;
System.out.println(a); // 7
System.out.println(b); // 4
}
}
2、扩展赋值运算符课堂案例
public class OperatorDemo04 {
public static void main(String[] args) {
int a = 3;
int b = 4;
b += a;// 相当于 b = b + a ;
System.out.println(a); // 3
System.out.println(b); // 7
short s = 3;
// s = s + 4; 代码编译报错,因为将int类型的结果赋值给short类型的变量s时,可能损失精度
s += 4; // 代码没有报错
//因为在得到int类型的结果后,JVM自动完成一步强制类型转换,将int类型强转成short
System.out.println(s);
int j = 1;
j += ++j * j++;//相当于 j = j + (++j * j++);
System.out.println(j);//5
}
}
-
扩展赋值运算符在将最后的结果赋值给左边的变量前,都做了一步强制类型转换。
3、练习
交换两个变量的值 int m = 1; int n = 2;
int m = 1;
int n = 2;
int temp = m;
m = n;
n = temp;
2.10.3 关系运算符/比较运算符
关系运算符 | 符号解释 |
---|---|
< |
比较符号左边的数据是否小于右边的数据,如果小于结果是true。 |
> |
比较符号左边的数据是否大于右边的数据,如果大于结果是true。 |
<= |
比较符号左边的数据是否小于或者等于右边的数据,如果大于结果是false。 |
>= |
比较符号左边的数据是否大于或者等于右边的数据,如果小于结果是false。 |
== |
比较符号两边数据是否相等,相等结果是true。 |
!= |
不等于符号 ,如果符号两边的数据不相等,结果是true。 |
-
比较运算符,是两个数据之间进行比较的运算,运算结果一定是boolean值
true
或者false
。 -
其中>,<,>=,<=不支持boolean,String类型,==和!=支持boolean和String。
public class OperatorDemo05 {
public static void main(String[] args) {
int a = 3;
int b = 4;
System.out.println(a < b); // true
System.out.println(a > b); // false
System.out.println(a <= b); // true
System.out.println(a >= b); // false
System.out.println(a == b); // false
System.out.println(a != b); // true
}
}
练习:判断如下程序的运行结果
public static void main(String[] args){
int a = 1;
int b = 2;
int c = 0;
boolean flag = false;
if(flag=true){
c = a++ + b;
}
if(flag=false){
c = ++a - b;
}
System.out.println("a = " + a);
System.out.println("b = " + b);
System.out.println("c = " + c);
}
2.10.4 逻辑运算符
-
逻辑运算符,是用来连接两个布尔类型结果的运算符(
!
除外),运算结果一定是boolean值true
或者false
逻辑运算符 | 符号解释 | 符号特点 |
---|---|---|
& |
与,且 | 有false 则false |
| |
或 | 有true 则true |
^ |
异或 | 相同为false ,不同为true |
! |
非 | 非false 则true ,非true 则false |
&& |
双与,短路与 | 左边为false,则右边就不看 |
|| |
双或,短路或 | 左边为true,则右边就不看 |
1、课堂案例
public class OperatorDemo06 {
public static void main(String[] args) {
int a = 3;
int b = 4;
int c = 5;
// & 与,且;有false则false
System.out.println((a > b) & (a > c));
System.out.println((a > b) & (a < c));
System.out.println((a < b) & (a > c));
System.out.println((a < b) & (a < c));
System.out.println("===============");
// | 或;有true则true
System.out.println((a > b) | (a > c));
System.out.println((a > b) | (a < c));
System.out.println((a < b) | (a > c));
System.out.println((a < b) | (a < c));
System.out.println("===============");
// ^ 异或;相同为false,不同为true
System.out.println((a > b) ^ (a > c));
System.out.println((a > b) ^ (a < c));
System.out.println((a < b) ^ (a > c));
System.out.println((a < b) ^ (a < c));
System.out.println("===============");
// ! 非;非false则true,非true则false
System.out.println(!false);
System.out.println(!true);
}