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萌新卷妹带你从头复习JavaSE--数据类型变量与运算符（二）

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😘系列专栏：java学习

💻首发时间：🎞2022年10月6日🎠

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🎧最后的话，作者是一个新人，在很多方面还做的不好，欢迎大佬指正，一起学习哦，冲冲冲

🌱1.数据类型与变量

Java是一种强类型语言。这就意味着必须为每一个变量声明一种类型。在 Java中，一共有8 种基本类型（primitive type），其中有4种整型、2种浮点类型、1种用于表示Unicode编码的字符单元的字符类型char和1种用于表示真值的 boolean类型。 Java 有一个能够表示任意精度的算术包，通常称为"大数值"（big number）。虽然被称为大数值，但它并不是一种新的 Java 类型，而是一个Java对象。后续博客将会介绍！

在C和C++中，int和long等类型的大小与目标平台相关。在8086这样的16位处理器上整型数值占2字节;不过，在32位处理器（比如Pentium或 SPARC）上，整型数值则为 4 字节。类似地，在 32位处理器上long 值为 4 字节，在64位处理器上则为8字节。由于存在这些差别，这对编写跨平台程序带来了很大难度。在 Java中，所有的数值类型所占据的字节数量与平台无关。 注意，Java 没有任何无符号（unsigned）形式的 int、long、short或 byte 类型。

🌼1.1整型

类型	储存需求	范围
int	4字节	-2147483648 ~ 2147483647（刚好超过20亿）
long	8字节	-9 223 372 036 854 775 808 ~ 9 223 372 036 854 775 807
short	2字节	-32768 ~ 32767
byte	1字节	-128 ~ 127

🌾1.1.1整型

其中Integer为整型的包装类，其实每个基本数据类型都有一个对应的包装类，可以理解为对应类型的加强版。MAX_VALUE MIN_VALUE分别为最大值与最小值。 运行结果:

🌾1.1.2短整型

运行结果：

🌾1.1.3长整型

运行结果：

🌾1.1.4字节类型

运行结果：

🌼1.2浮点型

类型	存储需求	取值范围
float	4 字节	大约 ± 3.402 823 47E+38F (有效位数为 6 ~ 7 位）
double	8 宇节	大约 ± 1.797 693 134 862 315 70E+308 (有效位数为 15 位）

float 类型的数值有一个后缀 F 或 f (例如，3.14F。) 没有后缀 F 的浮点数值（如 3.14 ) 默认为 double 类型。当然，也可以在浮点数值后面添加后缀 D 或 d (例如，3.14D)。 所有的浮点数值计算都遵循 IEEE 754 规范。具体来说，下面是用于表示溢出和出错情况的三个特殊的浮点数值：

1. 正无穷大
2. 负无穷大
3. NaN (不是一个数字）

例如， 一 正整数除以 0 的结果为正无穷大。计算 0/0 或者负数的平方根结果为 NaN。

🌾1.2.1双精度浮点型

🌾1.2.2单精度浮点型

🌼1.3字符型

注意事项:

1. Java 中使用 单引号 + 单个字母 的形式表示字符字面值.
2. 计算机中的字符本质上是一个整数. 在 C 语言中使用 ASCII 表示字符, 而 Java 中使用 Unicode 表示字符. 因此一个字符占用两个字节, 表示的字符种类更多, 包括中文.

🌼1.4布尔型

boolean (布尔）类型有两个值：false 和 true, 用来判定逻辑条件，整型和浮点型值和布尔值之间不能进行相互转换。 在 C++ 中， 数值甚至指针可以代替 boolean 值。值 0 相当于布尔值 false, 非 0 值相当于布尔值 true, 在 Java 中则不是这样。

🌼1.5字符串型

在Java中字符串型并不是八大基本数据之一，它是Java当中的引用类型，后续博客会介绍，这里只需要了解字符串的简单使用即可。Java 没有内置的字符串类型， 而是在标准 Java 类库中提供了一个预定义类，很自然地叫做 String。

另外Java支持使用+号来进行字符串的拼接。

转义字符	解释
\n	换行
\b	退格
\r	回车
\t	水平制表符
\'	单引号
\"	双引号
\\	反斜杠

🌾1.6变量的命名规则

硬性指标:**

1. 一个变量名只能包含数字, 字母, 下划线
2. 数字不能开头.
3. 变量名是大小写敏感的. 即 num 和 Num 是两个不同的变量.

注意: 虽然语法上也允许使用中文/美元符($)命名变量, 但是 强烈 不推荐这样做.

软性指标:

1. 变量命名要具有描述性, 见名知意.
2. 变量名不宜使用拼音(但是不绝对).
3. 变量名的词性推荐使用名词.
4. 变量命名推荐 小驼峰命名法, 当一个变量名由多个单词构成的时候, 除了第一个单词之外, 其他单词首字母都大写.

int maxValue = 100;
int minValue = 0;//小驼峰

🌾1.6.1常量

常量一类就是我们常见的数值，字符，字符串等，比如3.14 "string" A... 除此之外，Java中可以使用final来定义常量。

final int a = 10; 
a = 20; // 编译出错. 提示 无法为最终变量a分配值

关键字 final 表示这个变量只能被赋值一次。一旦被赋值之后，就不能够再更改了。习惯上,常量名使用全大写。 const 是 Java 保留的关键字，但目前并没有使用。在 Java 中， 必须使用 final定义常量。

🌼1.7类型转换与数值提升

🌾1.7.1类型转换

Java 作为一个强类型编程语言, 当不同类型之间的变量相互赋值的时候, 会有教严格的校验.

int a = 10; 
long b = 20; 
a = b; // 编译出错, 提示可能会损失精度. 
b = a; // 编译通过. 
int a = 10; 
double b = 1.0; 
a = b; // 编译出错, 提示可能会损失精度. 
b = a; // 编译通过.

long 表示的范围更大, 可以将 int 赋值给 long, 但是不能将 long 赋值给 int. double 表示的范围更大, 可以将 int 赋值给 double, 但是不能将 double 赋值给 int. 结论: 不同数字类型的变量之间赋值, 表示范围更小的类型能隐式转换成范围较大的类型, 反之则不行.

int a = 10; 
boolean b = true; 
b = a; // 编译出错, 提示不兼容的类型
a = b; // 编译出错, 提示不兼容的类型

结论: int 和 boolean 是毫不相干的两种类型, 不能相互赋值.不仅仅是 int 类型，所有的数值型的变量都不能与布尔类型相互赋值

byte a = 100; // 编译通过
byte b = 256; // 编译报错, 提示 从int转换到byte可能会有损失

注意: byte 表示的数据范围是 -128 -> +127, 256 已经超过范围, 而 100 还在范围之内. 结论: 使用字面值常量赋值的时候, Java 会自动进行一些检查校验, 判定赋值是否合理，比如 byte 与 short.

int a = 0; 
double b = 10.5; 
a = (int)b; //编译通过
int a = 10; 
boolean b = false; 
b = (boolean)a; // 编译出错, 提示不兼容的类型.

结论: 使用 (类型) 的方式可以将 double 类型强制转成 int. 但是注意：

1. 强制类型转换可能会导致精度丢失. 如刚才的例子中, 赋值之后, 10.5 就变成 10 了, 小数点后面的部分被忽略.
2. 强制类型转换不是一定能成功, 互不相干的类型之间无法强转.

类型转换小结

1. 不同数字类型的变量之间赋值, 表示范围更小的类型能隐式转换成范围较大的类型.
2. 如果需要把范围大的类型赋值给范围小的, 需要强制类型转换, 但是可能精度丢失.
3. 将一个字面值常量进行赋值的时候, Java 会自动针对数字范围进行检查.

🌾1.7.2运算过程中的数值提升

🌰int 和 long 混合运算

int a = 10; 
long b = 20; 
int c = a + b; // 编译出错, 提示将 long 转成 int 会丢失精度
long d = a + b; // 编译通过.

结论: 当 int 和 long 混合运算的时候, int 会提升成 long, 得到的结果仍然是 long 类型, 需要使用 long 类型的变量来接收结果. 如果非要用 int 来接收结果, 就需要使用强制类型转换. 🌰byte 和 byte 的运算

byte a = 10; 
byte b = 20; 
byte c = a + b; 
System.out.println(c); 
// 编译报错
Test.java:5: 错误: 不兼容的类型: 从int转换到byte可能会有损失

结论: byte 和 byte 都是相同类型, 但是出现编译报错. 原因是：虽然 a 和 b 都是 byte, 但是计算 a + b 会先将 a 和 b 都提升成 int, 再进行计算, 得到的结果也是 int, 这时再赋给 c, 就会出现编译错误.

由于计算机的 CPU 通常是按照 4 个字节为单位从内存中读写数据. 为了硬件上实现方便, 诸如 byte 和 short 这种低于4 个字节的类型, 会先提升成 int, 再参与计算.

正确写法：

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

类型提升小结:

1. 不同类型的数据混合运算, 范围小的会提升成范围大的.
2. 对于 short, byte 这种比 4 个字节小的类型, 会先提升成 4 个字节的 int , 再运算.

其中虚线箭头所表示的转换存在精度损失。

🌾1.7.3整型与字符串型的转换

🌼2.1赋值运算符

赋值运算符=

int a = 12;
double d = 4.99;
a = a + 1;

🌼2.2算术运算符

算术运算符：加+减 - 乘* 除/ 取模%

int a = 10;
a = a + 2;
a = a - 2;
a = a * a;
a = a / a;
a = a % 2;

注意：

1. int / int 结果还是 int, 需要使用 double 来计算。
2. 0 不能作为除数，编译器会报错。
3. % 表示取余, Java中，不仅仅可以对 int 求模, 也能对 double 来求模。

🌼2.3关系运算符

关系运算符：判断相等== 判断不相等!= 判断大小< > <= >=。

注意: 关系运算符的表达式返回值都是 boolean 类型.

运行结果：

🌼2.4逻辑运算符

逻辑运算符：或|| | 与 && & 非! 当|与&表示逻辑运算符时，其中||，&&与|，&的区别是前者有短路现象，后者没有短路现象，后者不推荐使用，基本上Java程序也不会使用| 与 &做逻辑判断。 注意: 逻辑运算符的操作数(操作数往往是关系运算符的结果)和返回值都是 boolean。

🌰逻辑与 && 规则: 两个操作数都为 true, 结果为 true, 否则结果为 false. 🌰逻辑或 || 规则: 两个操作数都为 false, 结果为 false, 否则结果为 true. 🌰逻辑非 ! 规则: 操作数为 true, 结果为 false; 操作数为 false, 结果为 true(这是个单目运算符, 只有一个操作数).

短路求值 && 和 || 遵守短路求值的规则。

System.out.println(10 > 20 && 10 / 0 == 0); // 发生短路，不执行后者语句，程序不报错，打印 false 
System.out.println(10 < 20 || 10 / 0 == 0); // 发生短路，不执行后者语句，程序不报错，打印 true

我们都知道, 计算 10 / 0 会导致程序抛出异常. 但是上面的代码却能正常运行, 说明 10 / 0 并没有真正被求值. 结论:

1. 对于 && , 如果左侧表达式值为 false, 则表达式的整体的值一定是 false, 无需计算右侧表达式.
2. 对于 ||, 如果左侧表达式值为 true, 则表达式的整体的值一定是 true, 无需计算右侧表达式

& 和 | (不推荐使用) & 和 | 如果操作数为 boolean 的时候, 也表示逻辑运算. 但是和 && 以及 || 相比, 它们不支持短路求值.

System.out.println(10 > 20 & 10 / 0 == 0); // 程序抛出异常
System.out.println(10 < 20 | 10 / 0 == 0); // 程序抛出异常

🌼2.5位运算符

位运算符：按位与& 按位或| 按位取反~ 按位异或^ 移位运算符：左移<< 右移>> 无符号右移>>>

按位与 &: 如果两个二进制位都是 1, 则结果为 1, 否则结果为 0. 按位或 |: 如果两个二进制位都是 0, 则结果为 0, 否则结果为 1. 注意: 当 & 和 | 的操作数为整数(int, short, long, byte) 的时候, 表示按位运算, 当操作数为 boolean 的时候, 表示逻辑运算. 按位取反 ~: 如果该位为 0 则转为 1, 如果该位为 1 则转为 0. 按位异或 ^: 如果两个数字的二进制位相同, 则结果为 0, 相异则结果为 1.（找不同）

左移 <<: 最左侧位丢弃, 最右侧补 0. 右移 >>: 最右侧位丢弃, 最左侧补符号位(正数补0, 负数补1). 无符号右移 >>>: 最右侧位不要了, 最左侧补 0. 注意：

1. 左移 1 位, 相当于原数字 * 2. 左移 N 位, 相当于原数字 * 2 的N次方.
2. 右移 1 位, 相当于原数字 / 2. 右移 N 位, 相当于原数字 / 2 的N次方.
3. 由于计算机计算移位效率高于计算乘除, 当某个代码正好乘除 2 的N次方的时候可以用移位运算代替.
4. 移动负数位或者移位位数过大都没有意义.

🌼2.6条件运算符

条件运算符只有一个: 表达式1 ? 表达式2 : 表达式3 当 表达式1 的值为 true 时, 整个表达式的值为 表达式2 的值; 当 表达式1 的值为 false 时, 整个表达式的值为 表达式3 的值. 也是 Java 中唯一的一个 三目运算符, 是条件判断语句的简化写法.

// 求两个整数的最大值
int a = 10; 
int b = 20; 
int max = a > b ? a : b;

🌼2.7其他运算符

复合赋值运算符 += -= *= /= %= <<= >>=等。

int a = 10; 
a += 1; // 等价于 a = a + 1 
System.out.println(a);

自增/自减运算符 ++ -- ++a表示先++，再使用。 a++表示先使用，在++。 --与++用法相同。

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

结论:

1. 如果不取自增运算的表达式的返回值, 则前置自增和后置自增没有区别.
2. 如果取表达式的返回值, 则前置自增的返回值是自增之后的值, 后置自增的返回值是自增之前的值.

🌼2.8运算符优先级

优先级	运算符	结合性
1	() [] .	从左到右
2	! +(正) -(负) ~ ++ --	从右向左
3	* / %	从左向右
4	+(加) -(减)	从左向右
5	<< >> >>>（移位运算符）	从左向右
6	< <= > >=（比较大小关系运算符） instanceof	从左向右
7	== !=（判断相等关系运算符）	从左向右
8	&(按位与)	从左向右
9		从左向右
10	|（按位或）	从左向右
11	&&	从左向右
12	||	从左向右
13	表达式1?表达式2:表达式3（三目运算符）	从右向左
14	= += -= *= /= %= &= |= ^= ~= <<= >>= >>>=（等于与复合运算符）	从右向左