JavaSE第02篇：Java基础语法之变量、数据类型
本篇将会从上一篇的第一个Java程序开始，详细讲解Java的基础语法。
由于Java基础语法内容比较丰富，为了更加高质量的、有节奏的、阶段性的讲解，我们后续将会陆续展开多篇文章讲解。
本篇文章将会详细地主要讲解Java基础语法之常量、变量、数据类型、数据类型转换
第一章：注释和关键字
在JavaSE第01篇时，我们写了第一个Java程序如下：
public class HelloWorld{
public static void main(String[]args){
System.out.println("Hello World！");
}
}
接下来，我们将会认识到Java中的注释 和 关键字
1.1-注释 （理解）
注释，顾名思义，就是解释。
就像我们学习文言文时，文言文的译文就是注释。
在编程中，注释是对代码的解释和说明文字，可以提高程序的可读性，因此在程序中添加必要的注释文字十分重要。
注意：程序在执行时，不会执行注释的内容。
Java中的注释分为三种：
- 单行注释
- 多行注释
- 文档注释（后续文章会详细讲解）
单行注释：单行注释的格式是使用
//，从//开始至本行结尾的文字将作为注释文字。
public class HelloWorld{
public static void main(String[]args){
// 在命令窗口，输出“Hello World”。 单行注释
System.out.println("Hello World！");
}
}
多行注释：多行注释的格式是使用
/*和*/将一段较长的注释括起来。
public class HelloWorld{
/*
多行注释
main方法
这是java程序执行的入口
*/
public static void main(String[]args){
System.out.println("Hello World！");
}
}
文档注释：档注释以
/**开始，以*/结束。
关于文档注释，后续文章我们会详细讲解。
1.2-关键字 （理解）
关键字，顾名思义，具有特殊含义的字词。
就像月光宝盒穿越时的咒语一样，只有念波若波若蜜这个咒语才能穿越有效 。
在编程中，我们使用编程工具编程时，可以发现有些代码的颜色比较别致，如public、class、static等，这些代码词就是关键字，它们是java程序中必须存在的字词，若缺失它们，代码将会无效。
在Java编程中，关于关键字，有很多，我们后续将会逐一的认识它们。
注意：关键字的字母全部小写。
第二章：常量和数据类型
万事万物，从程序的角度来看其实就是数据。
比如：我们微信聊天发送的文字、图片、语音、视频等对于计算机来说就是数据，我们上网购物所看到的商品的价格、评论、数量等对于计算机来说也是数据，我们玩的游戏如“王者荣耀”或吃鸡中的游戏人物的皮肤、生命值、攻击力、武器等对于计算机来说也是数据。
2.1-常量 (记忆)
常量：计算机程序运行时，不会被程序修改的量（数据）。
Java中的常量分类：
| 常量类型 | 说明 | 举例 |
|---|---|---|
| 字符串常量 | 用双引号括起来字符（可以包含0个、一个或多个） | 如：""、"HelloWorld"、"你好" |
| 整数常量 | 整数数字 | 如：-2、0、10 |
| 小数常量 | 带有小数点的数字 | 如：3.14、99.9 |
| 布尔常量 | 布尔值，表示真假，有且仅有两个值true和false | 如：true，false |
| 字符常量 | 用单引号括起来的一个字符 | 如：'1'，'a'，'好' |
| 空常量 | 一个特殊的值，空值，值为null | 如：null |
除空常量外，其他常量均可使用输出语句直接输出。
public class Constant{
public static void main(String[]args){
// 字符串常量
System.out.println("Hello World！");
// 整数常量
System.out.println(100);
// 小数常量
System.out.println(3.14);
// 字符常量
System.out.println('a');
// 布尔常量 true也是关键字
System.out.println(true);
// 布尔常量 false也是关键字
System.out.println(false);
// 空常量 null 也是关键字,不能被输出,否则编译错误
// System.out.println(null);
}
}
2.2-数据类型（记忆）
数据类型，顾名思义，就是数据的种类。
数据为什么要区分类型呢？
因为它们有不同的特点，适用于不同的地方。我们可以根据不同的需要，而选择类型。
比如：
- 我们在用程序表达一个人的身高、体重、拥有多少财富时，可以用整数或小数表示；
- 我们用程序表达一个商品介绍时，可以用字符串来表示；
- 我们在用程序表达一个判断时（比如：10大于4吗？），可以布尔值true或false来表达结果。
- ......
在Java中数据类型有哪些？
Java是一个强类型语言，Java中的数据必须明确数据类型。在Java中的数据类型包括：
-
基本数据类型
-
引用数据类型
本篇文章我们先学习基本数据类型，后续我们会讲解引用数据类型。
计算机存储单元
我们知道计算机是可以用来存储数据的。
但是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。而计算机中最基本的存储单元叫“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。
除了字节外还有一些常用的存储单位，其换算单位如下：
-
1B（字节） = 8bit
-
1KB = 1024B
-
1MB = 1024KB
-
1GB = 1024MB
-
1TB = 1024GB
Java中的基本数据类型
| 数据类型 | 关键字 | 内存占用 | 取值范围 |
|---|---|---|---|
| 整数类型 | byte | 1个字节 | -128~127 |
| short | 2个字节 | -32768~32767 | |
| int(默认) | 4个字节 | -2的31次方到2的31次方-1 | |
| long | 8个字节 | -2的63次方到2的63次方-1 | |
| 浮点类型 | float | 4个字节 | 负数：-3.402823E+38到-1.401298E-45 正数： 1.401298E-45到3.402823E+38 |
| double(默认) | 8个字节 | 负数：-1.797693E+308到-4.9000000E-324 正数：4.9000000E-324 到1.797693E+308 |
|
| 字符类型 | char | 2个字节 | 0-65535 |
| 布尔类型 | boolean | 1个字节 | true，false |
注意：
-
e+38表示是乘以10的38次方，同样，e-45表示乘以10的负45次方。
-
在java中整数默认是int类型，浮点数默认是double类型。
第三章：计算机的组成
3.1-本章介绍（了解）
为了更好地理解后续知识，我们需要简单了解计算机的组成部分，及一个程序从开发到运行的过程中，计算机的不同的硬件做了什么事情。
3.2-计算机的组成部分（了解）
计算机由两部分组成：
- 软件
- 硬件
软件
- 系统软件
- macOS
- linux
- windows
- 应用软件
- 微信
- 浏览器
- ...
硬件
计算机由很多硬件组成，其中包括有硬盘、内存、cpu、屏幕、摄像头等等。我们重点来了解以下硬件的作用：
- 硬盘
- 存储数据，长久存储数据，计算机关机或重启时，数据依然存在。
- 内存
- 存储数据，临时存放程序运行中的数据，计算机关机或重启时，内存中的数据会被释放。
- cpu
- 处理指令、执行操作、控制时间、处理数据，比如：计算 1 + 1，cpu会计算出结果 2
3.3-软件和硬件的关系（了解）
第四章：变量
4.1-为什么需要变量（理解）
需求：在命令窗口中连续输出10个数字6，实现代码如下：
public class HelloWorld{
public static void main(String[]args){
System.out.println(6);
System.out.println(6);
System.out.println(6);
System.out.println(6);
System.out.println(6);
System.out.println(6);
System.out.println(6);
System.out.println(6);
System.out.println(6);
System.out.println(6);
}
}
需求变更：将输出的数字6更改为数字7。
此时，我们会通常会把代码中10个地方输出的数字6更改为数字7。
问题：我们可以发现，这样操作比较麻烦（若有100个地方输出6，那岂不是要更改100个地方）。
分析：若能有一个暂存位置（标记），存放要输出的数字，若需要更改时直接修改暂存位置（标记）的数据即可。
我把这个暂存数据的位置称为变量。
总结：在计算机中，程序运行需要对数据进行处理，而程序中的数据在运行时会存储在内存中，编程中需要频繁操作内存中的数据，为了方便操作，程序中需要通过变量名作为标识符来操作内存中相关的数据。
4.2-什么是变量（理解）
变量就是在内存中所分配给数据的一块空间。同时内存会为该空间指定一个内存地址。
程序中可以通过变量名操作内存中的数据，操作包括两方面。
- 读取数据
- 修改数据
为了便于理解，我们可以把内存理解为宾馆，把内存中的一块空间理解为一个房间，把房间里的物品理解为数据，把房间的门牌号理解为内存地址，把房卡理解为变量名。
必须用房卡，才能进出宾馆中的指定门牌号房间，使用房间里的物品。
4.3-变量的定义和使用（记忆）
定义变量
基本格式：数据类型 变量名 = 数据
public static void main(String[] args) {
/* 基本格式：数据类型 变量名 = 数据 */;
int age = 10;
/* 其他格式: 先定义，后赋值 */
int num1;
num1 = 10;
/* 其他格式：批量定义赋值 */
int a = 10,b = 20,c = 30;
}
使用变量
使用方式：在程序中，直接调用变量名即可。可以通过变量名多次调用内存中数据。
public static void main(String[] args) {
/* 定义变量 */;
int age = 10;
/* 调用变量 */
System.out.println(age); // 输出结果：10
System.out.println(age); // 输出结果：10
}
4.4-使用变量注意事项（记忆）
-
同一对花括号中，变量名不能重复。
-
变量在使用之前，必须初始化（赋值）。
-
定义long类型的变量时，需要在整数的后面加L（大小写均可，建议大写）。因为整数默认是int类型，整数太大可能超出int范围。
-
定义flfloat类型的变量时，需要在小数的后面加F（大小写均可，建议大写）。因为浮点数的默认类型是double， double的取值范围是大于flfloat的，类型不兼容。
public class Variable{
public static void main(String[]args){
//【常见问题1：变量使用之前未赋值】
int a;
// System.out.println(a); // 错误：在使用变量时，必须初始化变量值，变量必须赋值。
a = 10;
System.out.println(a);
//【常见问题2：变量名不能重复】
// boolean a = true; // 错误：变量名已经定义
// System.out.println(a);
//【long类型数据值后加L】
long num1 = 3333333333333333L;
System.out.println(num1);
//【float类型数据值后加F】
float num2 = 3.14f;
System.out.println(num2);
}
}
4.5-标识符的命名规则和规范（记忆）
标识符是用户编程时使用的名字，用于给类、方法、变量、常量等命名。
Java中标识符的组成规则：
-
由字母、数字、下划线“_”、美元符号“$”组成，第一个字符不能是数字。
-
不能使用java中的关键字作为标识符。
-
标识符对大小写敏感（区分大小写）。
Java中标识符的命名规范：
-
小驼峰式命名：变量名、方法名首字母小写，从第二个单词开始每个单词的首字母大写。
-
大驼峰式命名：类名每个单词的首字母都大写。
-
另外，标识符的命名最好可以做到见名知意
第五章：数据类型转换
5.1-数据类型转换（理解）
自动转换（隐式）
-
特点：不需要特殊的代码处理，会自动转换。
-
规则：针对数字和字符，范围小的类型会自动转换为范围大的类型。
-
代码：
public static void main(String[] args) {
/* 字节类型 */
byte a = 10;
/* 整型 */
int b = a;
// 结果：字节类型10会自动转换为int类型
}
强制转换（显式）
-
特点：需要特殊代码处理
-
格式：(要转换的数据类型)数据
-
代码：
public static void main(String[] args) {
/* 大范围数据无法自动转换为小范围数据 */
// int a = 20;
// byte b = a;
// 结果：编译错误
/* 强制转换 */
int a = 20;
byte b = (byte)a;
// 结果：转换成功
}
-
注意事项：
-
事项：
- 强制转换可能会造成数据溢出。
- 强制转换可能会丢失精度。
-
代码：
-
public static void main(String[] args) {
/* 数据溢出 */
int a = 130;
byte b = (byte)a;
System.out.println(b);
// 运行结果：-126
// 原因：130超出了byte表示范围
/* 丢失精度 */
double pai = 3.14;
int c = (int)pai;
System.out.println(c);
// 运行结果：3
// 丢失了0.14
}
5.2-其他注意事项（了解）
char类型的数据转换为int类型是按照码表中对应的int值进行计算的。比如在ASCII码表中，'a'对应97。
int a = 'a';
System.out.println(a); // 将输出97
整数默认是int类型，byte、short和char类型数据参与运算均会自动转换为int类型
byte b1 = 10;
byte b2 = 20;
byte b3 = b1 + b2; // 第三行代码会报错，b1和b2会自动转换为int类型，计算结果为int，int赋值给byte需要强制类型转换。
// 修改为: int num = b1 + b2; // 或者： byte b3 = (byte) (b1 + b2);
