Java变量和运算符

1.变量

变量概述

什么是变量?变量是一个内存中的小盒子(小容器),容器是什么?生活中也有很多容器,例如水杯是容器,用来装载水;你家里的大衣柜是容器,用来装载衣裤;饭盒是容器,用来装载饭菜。那么变量是装载什么的呢?答案是数据!结论:变量是内存中装载数据的小盒子,你只能用它来存数据和取数据。

 

 计算机存储单元

变量是内存中的小容器,用来存储数据。那么计算机内存是怎么存储数据的呢?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。而计算机最小的存储单元叫“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。

当程序需要使用存储空间时,操作系统最小会分派给程序1个字节,而不是1个位。你可能会说,如果程序只需要1个位的空间,系统分派不能只分派1个位吗?答案是不能!这就像你只需要1支烟,你到商店去买烟,商店分派的最小单元是1盒(20支),他不可能卖给你1支烟。

你可能会想,1个字节(8位)可以存储很大的数值了,1位最大是9那么8位最大值为99999999。你错了,因为计算机是采用二进行存储的,而不是我们生活中常用的十进制。所以1个字节存储的最大数据是11111111的二进制数。

除了字节外还有一些常用的存储单位,大家可能比较熟悉,我们一起来看看:

1B(字节) = 8bit

1KB = 1024B

1MB = 1024KB

1GB = 1024MB

1TB = 1024GB

1PB = 1024TB

基本类型之4类8种

大衣柜不能用来装载水,水杯也不能用来装载衣裤。这说明不同的容器装载不同的物品。变量也是如此,在创建变量时需要指定变量的数据类型,例如整型变量、浮点型变量等等。结论:变量必须要有明确的类型,什么类型的变量装载什么类型的数据。

水杯是用来装水的,那么水杯能装多少水呢?一吨?我们知道水杯在创建时不只确定了要装载的是水(数据类型),而且还确定了能装多少水(数据类型的具体种类)。变量也是如此,需要指定变量能装载什么类型的数据,同时也要指定变量能装载多大的数据。

Java中基本类型一共4类,把这4类展开后共8种基本类型。我们今后编写程序时使用的是这8种基本类型而不是4类,这8种基本类型指定了范围。

四类

八种

字节数

数据表示范围

整型

byte

1

-128~127

short

2

-32768~32767

int

4

-2147483648~2147483648

long

8

-263~263-1

浮点型

float

4

-3.403E38~3.403E38

double

8

-1.798E308~1.798E308

字符型

char

2

表示一个字符,如(‘a’,’A’,’0’,’家’)

布尔型

boolean

1

只有两个值true与false

常量与类型

前面我们说过100是整数常量,但它是byte、short、int、long中的哪一种呢?下面我们来聊聊这一常量类型的问题。

整数常量可以根据所在范围来确定类型,例如100在-128~127之间,所以他是byte类型;500在-32768~32767之间,所以它是short类型;100000在-2147483648~2147483648之间,所以它是int类型。java中默认的整数类型是int类型

你可能会认为12345678901在-263~263-1之间,所以它是long类型。注意了,这是错误的!!!在Java中整数常量如果不在-2147483648~2147483648之间就必须添加“L”后缀(小写的也可以,但建议使用大写),在-2147483648~2147483648之间的也可以添加“L”后缀。也就是说12345678901不在-2147483648~2147483648之间,所以它在Java中是错误的常量,你必须这样写:12345678901L,这才是正确的常量。所以添加了“L”后缀的整数常量都是long类型的,例如:100L、12345678901L都是long类型的常量。

浮点类型的常量也可使用后缀,在Java中所有没有后缀以及使用“D”后缀(小写也可以,但建议使用大写)的小数都是double类型;float类型常量必须添加“F”后缀(小写也可以,但建议使用大写)java中默认的浮点类型是double类型

  •  3.14没有后缀,所以它是double类型;
  • 5.28D为double类型;
  • 1.26F为float类型。

定义变量(创建变量)

定义变量的语法格式:

数据类型  变量名  =  数据值;
int         a    =  100;

其中int是数据类型,指定了变量只能存储整数,而且指定了存储范围为-2147483648~2147483648。

其中a表示变量名,变量名是标识符,这说明只要是合法的标识符都可以用来做变量名。在程序中可以通过变量名来操作变量(内存中的小盒子)。

其中“=100”是给变量赋值,即向a变量中写入100(变量是个小盒子,现在小盒子中保存的是100)。注意,给变量赋的值一定要与类型符合,也就是说int类型只能存储整数,而且必须是在-2147483648~2147483648范围内的整数。100满足了这两个条件,所以是正确的。


/*
变量定义格式:
数据类型  变量名  =  变量值;
*/
public class Variable {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        double b = 3.14;
        char c = 'z';
        String s = "i love java";
    
        a = 20;
        System.out.println(a);
    }
}

练习

变量使用的注意事项:

  • 变量定义后可以不赋值,使用时再赋值。不赋值不能使用。
public static void main(String[] args) {
int x;
x = 20; //为x赋值20
System.out.println(x);//读取x变量中的值,再打印
}
  •  变量使用时有作用域的限制。
public static void main(String[] args) {
int x = 20;
{
    int y = 20;
}
System.out.println(x);//读取x变量中的值,再打印
System.out.println(y);//读取y变量中的值失败,失败原因,找不到y变量,因为超出了y变量作用范围,所以不能使用y变量
}
  •  变量不可以重复定义。
public static void main(String[] args){
      int x = 10;
      double x = 5.5;//编译失败,变量重复定义
}

  数据类型转换

不同类型的变量是否可以在一起运算呢?答案是可以的,但要先进行类型转换再运算。下面我们来学习一下类型转换。

其实,我们所学习的数据,它的表示方式是可以灵活多变的,比如把小数转换成整数的操作

转换的过程中,数据遵循一个原则:

范围小的数据类型值(如byte),可以直接转换为范围大的数据类型值(如int);

范围大的数据类型值(如int),不可以直接转换为范围小的数据类型值(如byte)

那么,大家还记得每种类型表示数据的范围吗?忘记了不要紧,我来告诉大家,将各种数据类型按照数据范围从小到大依次列出:

byte -> short -> int -> long -> float -> double

关于数据类型转换有两种方式,我们来学习一下:

 自动类型转换

表示范围小的数据类型转换成范围大的数据类型,这种方式称为自动类型转换

自动类型转换格式:

    范围大的数据类型 变量 = 范围小的数据类型值;

如:

double d = 1000;或
int i = 100;
double d2 = i;

 强制类型转换

表示范围大的数据类型转换成范围小的数据类型,这种方式称为强制类型转换

强制类型转换格式:

范围小的数据类型  变量 = (范围小的数据类型) 范围大的数据类型值;

如:

int  i = (int)6.718;   //i的值为6
double  d = 3.14;
int  i2 = (int)d;     //i2的值为3

2.运算符

计算机的最基本用途之一就是执行数学运算,作为一门计算机语言,Java也提供了一套丰富的运算符来操纵变量。我们可以把运算符分成以下几组:

  • 算术运算符
  • 关系运算符
  • 位运算符
  • 逻辑运算符
  • 赋值运算符
  • 其他运算符
操作符 描述 例子
+ 加法 – 相加运算符两侧的值 A + B 等于 30
减法 – 左操作数减去右操作数 A – B 等于 -10
* 乘法 – 相乘操作符两侧的值 A * B等于200
/ 除法 – 左操作数除以右操作数 B / A等于2
取余 – 左操作数除以右操作数的余数 B%A等于0
++ 自增: 操作数的值增加1 B++ 或 ++B 等于 21(区别详见下文)
自减: 操作数的值减少1 B– 或 –B 等于 19(区别详见下文)

我们在使用算术运算符时,记得要注意下列事项:

  • 加法运算符在连接字符串时要注意,只有直接与字符串相加才会转成字符串。
  • 除法“/”当两边为整数时,取整数部分,舍余数。当其中一边为浮点型时,按正常规则相除。
  • “%”为整除取余符号,小数取余没有意义。结果符号与被取余符号相同。
  • 整数做被除数,0不能做除数,否则报错。

演示(结果可以自己敲一下)


 /*
 * 算术运算符
 */
public class OperatorDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        /*
         * 常量使用算数运算符
         */
        System.out.println(10+20);
        
        /*
         * 变量使用算数运算符
         */
        int x = 10;
        int y = 20;
        //"+"作为加法运算使用
        int z = x + y; 
        //"+"作为连接字符串使用
        System.out.println("x="+x);
        System.out.println("y="+y);
        System.out.println("z="+z);
    }
}

View Code

 算数运算符++、–的使用

算数运算符在前面我们已经学习过了,这里进行一些补充。

在一般情况下,算数运算符不会改变参与计算的变量值。而是在原有变量值不变的情况下,计算出新的值。但是有些操作符会改变参与计算的变量的值,比如++,–。

看下面的代码

int a = 3;
int b = 3;
a++;
b--;
System.out.println(a);
System.out.println(b);

上面代码的输出结果a值为4,b值为2;

这说明a的原有值发生了改变,在原有值的基础上自增1;b的原有值也发生了改变,在原有值的基础上自减1;

  •  ++运算符,会在原有值的基础上自增1;
  •  –运算符,会在原有值的基础上自减1。

在看下面代码:

int a = 3;
int b = 3;
++a;
--b;
System.out.println(a);
System.out.println(b);

上面代码的输出结果a值为4,b值为2;

这说明++,–运算符单独使用,不参与运算操作时,运算符前后位置导致的运算结果是一致的。

接下来,介绍下++,–运算符参与运算操作时,发生了怎样的变化,我们来看一段代码:

int a = 3;
int b;
b = a++ + 10;
System.out.println(a);
System.out.println(b);

上面代码的输出结果a值为4,b值为13;

这里我要强调一下了,当++,–运算符参与运算操作时,后置++,–的作用:

  •  ++,–运算符后置时,先使用变量a原有值参与运算操作,运算操作完成后,变量a的值自增1或者自减1;

再介绍下++,–运算符前置时,参与运算操作的变化,我们来看一段代码:

int a = 3;
int b;
b = ++a + 10;
System.out.println(a);
System.out.println(b);

上面代码的输出结果a值为4,b值为14;

  • ++,–运算符前置时,先将变量a的值自增1或者自减1,然后使用更新后的新值参与运算操作。

 赋值运算符

运算符

运算规则

范例

结果

=

赋值

int a=2

2

+=

加后赋值

int a=2,a+=2

4

-=

减后赋值

int a=2,a-=2

0

*=

乘后赋值

int a=2,a*=2

4

/=

整除后赋值

int a=2,a/=2

1

%=

取模后赋值

int a=2,a%=2

0

注意:诸如+=这样形式的赋值运算符,会将结果自动强转成等号左边的数据类型。

写一个代码,我们看一下赋值运算符的使用

 /*
 * 赋值运算符
 * +=, -=, *=, /=, %= : 
 * 上面的运算符作用:将等号左右两边计算,会将结果自动强转成等号左边的数据类型,再赋值给等号左边的
 * 注意:赋值运算符左边必须是变量
 */
public class OperatorDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        byte x = 10;
        x += 20;// 相当于 x = (byte)(x+20);
        System.out.println(x);
    }
}

结果为30;

比较运算符

比较运算符,又叫关系运算符,它是用来判断两个操作数的大小关系及是否相等关系的,结果是布尔值true或者false。

运算符

运算规则

范例

结果

==

相等于

4==3

False

!=

不等于

4!=3

True

小于

4<3

False

大于

4>3

True

<=

小于等于

4<=3

False

>=

大于等于

4>=3

True

这里需要注意一下:

 赋值运算符的 = 符号与比较运算符的 == 符号是有区别的,如下:

  •  赋值运算符的 = 符号,是用来将 = 符号右边的值,赋值给 = 符号左边的变量;
  •  比较运算符的 == 符号,是用来判断 == 符号 左右变量的值是否相等的。

我们通过下面的一段代码,我们演示一下这个注意事项:

int a = 3;
int b = 4;
System.out.println( a=b );
System.out.println( a==b );

上面代码输出的结果第一个值为4,第二个值为false。

 逻辑运算符

逻辑运算符,它是用于布尔值进行运算的,运算的最终结果为布尔值true或false。

运算符

运算规则

范例

结果

&

false&true

False

|

false|true

True

^

异或

true^flase

True

!

!true

Flase

&&

短路与

false&&true

False

||

短路或

false||true

True

  看完图后,我们来看一下逻辑运算符的常规使用方式:

  • l  逻辑运算符通常连接两个其他表达式计算后的布尔值结果
  • l  当使用短路与或者短路或时,只要能判断出结果则后边的部分就不再判断。

我们通过代码演示一下:

boolean b = 100>10;
boolean b2 = false;
System.out.println(b&&b2); // 打印结果为 false
System.out.println(b||b2); //打印结果为 true
System.out.println(!b2); //打印结果为 true
System.out.println(b && 100>10); //打印结果为 true,本行结果的计算方式稍后讲解运算符优先级时解答

好了,我们来总结一下运算符的结果规律吧:

  •  短路与&&:参与运算的两边数据,有false,则运算结果为false;
  •   短路或||:参与运算的两边数据,有true,则运算结果为true;
  •   逻辑非! : 参与运算的数据,原先是true则变成false,原先是false则变成true。

三元运算符

接下来我们要学习的三元运算符与之前的运算符不同。之前学习的均为一元或者二元运算符。元即参与运算的数据。

 格式:

         (条件表达式)?表达式1:表达式2;

 表达式:通俗的说,即通过使用运算符将操作数联系起来的式子,例如:      

       3+2,使用算数运算符将操作数联系起来,这种情况,我们称为算数表达式。

       3>2,使用比较运算符(也称为条件运算符)将操作数联系起来,这种情况,我们称为条件表达式。

       其他表达式,不再一一举例。

  三元运算符运算规则:

先判断条件表达式的值,若为true,运算结果为表达式1;若为false,运算结果为表达式2。

方式一:
    System.out.println( 3>2 ? “正确” : “错误” ); 
// 三元运算符运算后的结果为true,运算结果为表达式1的值“正确”,然后将结果“正确”,在控制台输出打印

方式二:
    int a = 3;
    int b = 4;
    String result = (a==b) ? “相等” : “不相等”;  
//三元运算符运算后的结果为false,运算结果为表达式2的值“不相等”,然后将结果赋值给了变量result

方式三:
    int n = (3>2 && 4>6) ? 100 : 200;
    //三元运算符运算后的结果为false,运算结果为表达式2的值200,然后将结果200赋值给了变量n

运算符优先级

在学习运算符的过程中,我们发现,当多个运算符一起使用的时候,容易出现不清晰先后运算顺序的问题,那么,在这里,我们来学习下,运算符之间的运算优先级。

下图是每种运算符的优先级,按照运算先后顺序排序(优先级相同的情况下,按照从左到右的顺序依次运算)

优先级

描述

运算符

1

括号

()、[]

2

正负号

+、-

3

自增自减,非

++、–、!

4

乘除,取余

*、/、%

5

加减

+、-

6

移位运算

<<、>>、>>>

7

大小关系

>、>=、<、<=

8

相等关系

==、!=

9

按位与

&

10

按位异或

^

11

按位或

|

12

逻辑与

&&

13

逻辑或

||

14

条件运算

?:

15

赋值运算

=、+=、-=、*=、/=、%=

16

位赋值运算

&=、|=、<<=、>>=、>>>=

优先级顺序看完了,我们来通过代码,加强一下:

int n = 3>4 ? 100 : 200;  

这行的代码运算执行顺序我们来写一下:

  1.执行 3>4操作,得到布尔类型false的结果

  2.通过结果false,将对应的表达式2的结果200,作为运算的最终结果

  3.把200 赋值给变量n

接下来,我们看一个比较复杂的代码

int a = 5;
 int b = 3;
 int c = 1;
int n2 = (a>b && b>c) ? (c++) : (++c);

这段代码运算执行顺序我们也写一下:

 1.小括号优先级高,我们先运算第一组小括号中的代码

  1.1. 比较运算符”>” 优先级大于 逻辑运算符”&&”

         先执行 a>b,得到结果true;

        再执行 b>c,得到结果true;

        最后执行 a>b的结果 && b>c的结果,即 true && true, 结果为true

 2.三元运算符中的条件判断结果为true,返回表达式1的结果 c++

       先将变量c的原有值赋值给变量n2,即n2值为1;

      再将变量c的值自增1,更新为2。

结果为1;

参考:http://www.runoob.com/java/java-operators.html