Java基礎之變數

• Java基礎之變數
  • 1.變數概述
    • 1.1 為什麼需要變數
    • 1.2 簡單理解
    • 1.3 變數使用註意事項
    • 1.4 程式中+號的使用
    • 1.5 Java數據類型
    • 1.6 整數類型
      • 1.6.1 基本介紹
      • 1.6.2 存儲大小及範圍
      • 1.6.3 整型的使用細節
    • 1.7 浮點類型
      • 1.7.1 基本介紹
      • 1.7.2 存儲大小及範圍
      • 1.7.3 浮點型的使用細節
    • 1.8 Java API文檔
    • 1.9 字元類型
      • 1.9.1 基本介紹
      • 1.9.2 字元類型使用細節
    • 1.10 字元編碼
      • 1.10.1 ASCII編碼
      • 1.10.2 Unicode編碼
      • 1.10.3 UTF-8編碼
    • 1.11 布爾類型
    • 1.12 數據類型轉換
      • 1.12.1 自動類型轉換
      • 1.12.2 自動類型轉換註意細節
      • 1.12.3 強制類型轉化
      • 1.12.4 強制類型轉換細節
    • 1.13 基本數據類型和String類型的轉換
      • 1.13.1 介紹
      • 1.13.2 轉換時註意細節

1.變數概述

1.1 為什麼需要變數

不論是使用哪種高級語言編寫程式，變數都是其程式的基本組成單位。變數有三個基本要素：類型、名稱、值。

class Test{
  public static void main(String []args){
      int a = 1;//定義一個變數，類型是int類型，名稱為a，值1
      int b = 5;//定義一個變數，類型是int類型，名稱為b，值5
      b = 44;//把44賦值給變數b
      System.out.println(a);//輸出變數a的值
      System.out.println(a);//輸出變數b的值

  }
}

1.2 簡單理解

變數相當於記憶體中一個數據存儲空間的表示，把變數看成是一個門牌號，通過門牌號就可以找到變數裡面存放的值，通過變數名就可以訪問到變數值

1.3 變數使用註意事項

• 變數表示記憶體中的一個存儲區域（不同的變數，類型不同，占用的空間大小不同，例如：int占4位元組，double占8位元組）
• 聲明一個變數必須有變數名和數據類型
• 變數必須先聲明，後使用
• 如果定義一個變數為什麼類型，該變數的值只能在這個類型的範圍內變化
• 變數在同一個作用域內不能重名
• 變數三要素：變數名 + 值 + 數據類型

1.4 程式中+號的使用

• 當左右兩邊都是數值類型時，做加法運算

• 當左右兩邊有一方為字元串類型時，做拼接運算

  下麵是個小測試，看看做對了沒

  System.out.println(100 + 98); //輸出198
  System.out.println("100" + 98); //輸出10098

  System.out.println(100 + 3 + “hello"); //103hello
  System.out.println("hello" + 100 + 3); //hello1003

1.5 Java數據類型

1）Java數據類型分為兩大類，基本數據類型和引用數據類型

2）有8中基本數據類型：byte, short, int, long, float, double, boolean, char

3）有3種引用數據類型：類，介面，數組

4）String類型不是基本數據類型，String屬於音樂數據類型裡面的類

1.6 整數類型

1.6.1 基本介紹

Java的整數類型就是用於存放整數值的，例如：10，20，30

1.6.2 存儲大小及範圍

1.6.3 整型的使用細節

• Java各整數類型有固定的範圍和欄位長度，不受具體操作系統的影響，保證了Java的可移植性

• Java的整型常量預設為int類型，聲明long類型需要在其後面加'l'或'L'

• Java程式中常量常聲明為int類型，除非這個數很大才使用long類型

• bit：電腦中最小的存儲單位，byte:電腦中基本存儲單元，1byte = 8bit

  思考題：long類型有幾個bit ----- 8 byte * 8 bit = 64

• byte = 3,short = 3 在記憶體中的存在形式

1.7 浮點類型

1.7.1 基本介紹

Java的浮點類型可以表示一個小數，比如12.6， 7.9等

1.7.2 存儲大小及範圍

1.7.3 浮點型的使用細節

• 與整數類型相似，浮點型也有固定的範圍和欄位長度，不受具體操作系統影響

• Java的浮點型常量預設值為double類型，聲明float類型常量，須後加'f'或'F'

• 浮點型常量有兩種表現形式

  1）十進位數形式：如：5.12 512.0f .512（0.512 其中0可以省略）

  2）科學計數法形式：如：5.12e2（5.12*10的2次方）5.12E-2（5.12、10的2次方）

• 通常情況使用double類型，因為它比flaot類型更精準

• 浮點數使用陷阱：2.7 和 8.1/3 比較

   double num1 = 2.7;
   double num2 = 8.1/3;
  
   System.out.println(num1);//2.7
   System.out.println(num2);//接近2.7的小數，不是2.7
  
   //採用兩數的差值的絕對值來判斷，是否在某個精度範圍內
   if(Math.abs(num1 - num2) < 0.000001 ) {
      System.out.println("差值非常小，到我的規定精度，認為相等...");
   }
   System.out.println(Math.abs(num1 - num2));
      
  

  當運算結果為小數時，我們要對它進行判斷需要小心；如果直接查詢得到的小數或直接賦值，是可以判斷是否相等

1.8 Java API文檔

1）API(Application Programming Interface，應用程式介面)是Java提供的基本編程介面（java提供的類還有相關的方法）。正文線上文檔 https://www.matools.com

2)Java語言提供了大量的基礎類，因此Oracle也為這些基礎提供了相應的API文檔，用於告訴開發者如何使用這些類，以及這些類裡面包含的方法

3）舉例說明如何使用ArrayList類有哪些方法

a.按照 包->類->方法

b.直接索引 Math

4）Java類的組織形式

1.9 字元類型

1.9.1 基本介紹

字元類型可以表示單個字元，字元類型是char，char是兩個位元組（可以存放漢字），多個字元我們用字元串String

  char c1 = 'a';
  char c2 = '\t';
  char c3 = '華';
  char c4 = 97;

1.9.2 字元類型使用細節

• 字元常量是用單引號('')括起來的單個字元。例如：char c1 = 'a'; char c2 = '中'; char c3 = '9';

• Java中還允許使用轉義字元' \ '來將其後的字元轉變為特殊字元常量。例如：char c3 = '\n';

• 在Java中，char本質是一個整數，在輸出時，是unicode碼對應的字元。 http://tool.chinaz.com/Tools/Unicode.aspx

• 可以直接給char賦一個整數，然後輸出時，會按照對應的unicode字元輸出[97->a, 122->z]

• char類型是直接可以進行運算的，相當於一個整數，因為它都對應有Unicode碼

• 字元型存儲到電腦中，需要將字元對應的碼值（整數）找出來，比如'a'

  存儲：'a'>碼值97>二進位(110 0001)==>存儲

  讀取：二進位(110 0001)>97>'a'==>顯示

• 字元和碼值的對應關係是通過字元編碼表決定的（是規定好的）

1.10 字元編碼

• 介紹一下基本的字元編碼表

  1）ASCII編碼：用一個位元組表示表示128個字元（實際上一位元組可以表示256個字元），只使用了128個

  2）Unicode編碼：固定大小的編碼，使用兩個字元來表示字元，字母和漢字統一都說占用兩個位元組（表示字母比較浪費空間）

  3）UTF-8編碼：大小可變的編碼，字母使用1個位元組，漢字使用3個位元組

  4）GBK編碼：可以表示漢字，範圍廣，字母使用1位元組，漢字使用2位元組

  5）GB2312編碼：可以表示漢字，GB2312 > GBK

  6）Big5碼：繁體正文，臺灣、香港使用。

1.10.1 ASCII編碼

• ASCII編碼：上個世紀60年代，美國制定了一套字元編碼（使用一個位元組），對英語字元與二進位之間的關係，做了統一規定，這被稱為ASCII碼。ASCII碼一共規定了128個字元編碼，只占用了一個位元組的後面7位，最前面的一位統一規定位0。一個位元組可用表示256個字元，ASCII碼只用了128個字元
• 缺點：不能表示所有字元

1.10.2 Unicode編碼

• Unicode編碼都好處：一種編碼，將世界上所有的符號都納入其中。每一個符號都給與一個獨一無二的編碼，使用Unicode編碼沒有亂碼問題。
• Unicode編碼的缺點：一個英文字母和一個漢字都占用2個位元組，這對於存儲空間來說是浪費的
• 2的16次方是65536，所以最多編碼是65536個字元
• 編碼0-127的字元是與ASCII的編碼一樣，比如'a'在ASCII碼是ox61，在Unicode碼是ox0061,都對應97。因此Unicode碼相容ASCII碼。

1.10.3 UTF-8編碼

• UTF-8是在互聯網上使用最廣的一種Unicode的實現方式（改進）
• UTF-8是一種變長的編碼方式。它可以使用1-6個位元組表示一個符號，根據不同的符號而變化位元組長度
• 使用大小可變的編碼 字母占1位元組，漢字占3位元組

1.11 布爾類型

• 布爾類型也叫boolean類型，boolean類型數據只允許取值true和false,無null

• boolean類型占1位元組

• boolean類型適於邏輯運算，一般用於流程式控制制

  if條件控制語句

  while迴圈控制語句

  do-while迴圈控制語句

  for迴圈控制語句

• 不可以用0或非0的整數替代false和true

1.12 數據類型轉換

1.12.1 自動類型轉換

byte和char、short和char之間不能相互轉換

1.12.2 自動類型轉換註意細節

• 有多種類型的數據混合運算時，系統首先自動將所有數據轉換成容量最大的那種數據類型，然後再進行計算
• 當我們把精度（容量）大的數據類型賦值給精度（容量）小的數據類型時，就會報錯，反之就會進行自動類型轉換
• (byte, short)和char之間不會相互自動轉換
• byte, short, char 他們三者可以計算，在參與計算時會自動轉化為int類型
• boolean不參與轉換
• 自動提升原則：表達式結果的類型自動提升位操作數中最大的類型

 byte b4 = 1; 
 short s3 = 100; 
 int num200 = 1; 
 float num300 = 1.1F;
 double num500 = b4 + s3 + num200 + num300; //float -> double

1.12.3 強制類型轉化

• 自動類型轉化的逆過程，將容量大的數據類型轉換為容量小的數據類型，使用時要加上強制轉換符（），但可能造成精度降低或溢出

public class ForceConvert {
   //編寫一個main方法
   public static void main(string[ ] args) {
       //演示強制類型轉換
       int n1 = (int)1.9;
       System.out.println( "n1=" + n1); //1，造成精度損失
       int n2 = 2000;
       byte b1 = (byte)n2;
       System.out.println( "b1=" + b1);//造成數據溫出
    }
}

1.12.4 強制類型轉換細節

• 當進行數據的大小從 大-->小，就需要使用到強制類型轉換

• 強制符號只針對於最近的操作數有效，往往會使用小括弧提升優先順序

    int x = (int)10*3.5 + 6*1.5;//編譯會報錯，只轉換了10*3.5為int類型
    int y = (int)(10*3.5 + 6*1.5);
    System.out.println(y);
  

• char類型可以保存int的·常量值,但不能保存int的變數值,需要強轉

    char c1 = 100; //正確
    int m = 100; //正確
    char c2 = m; //錯誤
    char c3 = (char)m; //正確
    System.out.println(c3);//100對應的字元
  

• byte和short，char類型在進行運算時，當做int類型處理

• 接下來是一道小練習題，來看看是否掌握了

  // 基本數據類型轉換-練習題
  
  // 判斷是否能夠通過編譯
    short s = 12; //ok
    s = s-9; //錯誤 int ->short
        
    byte b = 10; //ok
    b =b + 11; //錯誤 int ->byte
    b= (byte)(b+11); //正確,使用強轉
        
    char c= 'a; //ok
    int i= 16; //ok
    float d =.314F; //ok
    double result =c+ i+ d; //ok float->double
        
    byte b = 16; //ok
    short s =14;//ok
    short t=s +b; //錯誤 int ->short
  
  

1.13 基本數據類型和String類型的轉換

1.13.1 介紹

• 在程式開發中，我們經常需要將基本數據類型轉換成String類型，或者將String類型轉換成基本數據類型

• 基本數據類型轉String類型，語法：將基本數據類型的值+""即可

    int n1 = 100; 
    float f1 = 1.1F; 
    double d1 = 4.5; 
    boolean b1 = true; 
    String s1 = n1 + ""; 
    String s2 = f1 + ""; 
    String s3 = d1 + ""; 
    String s4 = b1 + ""; 
    System.out.println(s1 + " " + s2 + " " + s3 + " " + s4);
  

• String類型轉基本數據類型，語法：通過基本類型的包裝類調用parseXX方法即可

    String s5 = "123"; 
  //會在 OOP 講對象和方法的時候回詳細 
  //解讀 使用 基本數據類型對應的包裝類，的相應方法，得到基本數據類型 
    int num1 = Integer.parseInt(s5); 
    double num2 = Double.parseDouble(s5); 
    float num3 = Float.parseFloat(s5); 
    long num4 = Long.parseLong(s5); 
    byte num5 = Byte.parseByte(s5);
    boolean b = Boolean.parseBoolean("true"); 
    short num6 = Short.parseShort(s5);
    System.out.println("==================="); 
    System.out.println(num1);//123 
    System.out.println(num2);//123.0 
    System.out.println(num3);//123.0 
    System.out.println(num4);//123 
    System.out.println(num5);//123 
    System.out.println(num6);//123 
    System.out.println(b);//true
  

1.13.2 轉換時註意細節

• 在將String類型轉換成基本數據類型時，要確保String類型能夠轉成有效的數據。比如：我們可以把"123"轉換成一個整數，但是不能把"hello"轉成一個整數
• 如果格式不正確，就會拋出異常，程式就會終止。