Java基础:变量,常量、运算符

变量(variable)

变量是什么:就是可以变化的量!

我们通过变量来操纵存储空间中的数据,变量就是指代这个存储空间!空间位置是确定的,但是里面放置什么值不确定! 打个比方:

这就好像我们家里有一个大衣柜,里面有十分多的小格子,我们给格子上贴上标签,放衣服,放鞋子,放手表等等,此时我们知道了哪里该放什么,但是,我们并不知道里面到底放的是什么牌子的鞋子,是衣服还是裤子。那个标签就相当于我们的变量,我们给他起了个名字,但是里面要放什么需要我们自己去放。

Java是一种强类型语言,每个变量都必须声明其类型。

Java变量是程序中最基本的存储单元,其要素包括变量名,变量类型和作用域。

变量在使用前必须对其声明, 只有在变量声明以后,才能为其分配相应长度的存储单元,声明格式为:

type varName  [=value] [{,varName[=value]}] ;
//数据类型  变量名 = 值;可以使用逗号隔开来声明多个同类型变量。

注意事项:

  • 每个变量都有类型,类型可以是基本类型,也可以是引用类型。
  • 变量名必须是合法的标识符。
  • 变量声明是一条完整的语句,因此每一个声明都必须以分号结束

【演示】

int a, b, c;         // 声明三个int型整数:a、 b、c
int d = 3, e = 4, f = 5; // 声明三个整数并赋予初值
byte z = 22;         // 声明并初始化 z
String s = "runoob";  // 声明并初始化字符串 s
double pi = 3.14159; // 声明了双精度浮点型变量 pi
char x = 'x';        // 声明变量 x 的值是字符 'x'。

【编码规范】

虽然可以在一行声明多个变量,但是不提倡这个风格,逐一声明每一个变量可以提高程序可读性。

变量作用域

变量根据作用域可划分为三种:

  • 类变量(静态变量: static variable):独立于方法之外的变量,用 static 修饰。
  • 实例变量(成员变量:member variable):独立于方法之外的变量,不过没有 static 修饰。
  • 局部变量(lacal variable):类的方法中的变量。
public class Variable{
    static int allClicks=0;    // 类变量
    String str="hello world";  // 实例变量
 
    public void method(){
        int i =0;  // 局部变量
    }
}

局部变量

方法或语句块内部定义的变量。生命周期是从声明位置开始到”}”为止。

在使用前必须先声明和初始化(赋初值)。

局部变量没有默认值,所以局部变量被声明后,必须经过初始化,才可以使用。

public static void main(String[] args) {
    int i;
    int j = i+5 ; // 编译出错,变量i还未被初始化
    System.out.println(j);
}

修改为:

public static void main(String[] args) {
    int i=10;
    int j = i+5 ; 
    System.out.println(j);
}

实例变量

方法外部、类的内部定义的变量。

从属于对象,生命周期伴随对象始终。

如果不自行初始化,他会自动初始化成该类型的默认初始值

(数值型变量初始化成0或0.0,字符型变量的初始化值是16位的0,布尔型默认是false)

public class Test {
    // 这个实例变量对子类可见
    public String name;
    // 私有变量,仅在该类可见
    private double salary;
    ...
}

静态变量

使用static定义。

从属于类,生命周期伴随类始终,从类加载到卸载。

(注:讲完内存分析后我们再深入!先放一放这个概念!)

如果不自行初始化,他会自动初始化成该类型的默认初始值

(数值型变量初始化成0或0.0,字符型变量的初始化值是16位的0,布尔型默认是false)

public class Employee {
    //salary是静态的私有变量
    private static double salary;
    // DEPARTMENT是一个常量
    public static final String DEPARTMENT = "开发人员";
    public static void main(String[] args){
        salary = 10000;
        System.out.println(DEPARTMENT+"平均工资:"+salary);
    }
}

常量

常量(Constant):初始化(initialize)后不能再改变值!不会变动的值。

所谓常量可以理解成一种特殊的变量,它的值被设定后,在程序运行过程中不允许被改变。

final 常量名=值;
final double PI=3.14; final String LOVE="hello";

常量名一般使用大写字符。
程序中使用常量可以提高代码的可维护性。例如,在项目开发时,我们需要指定用户的性别,此时可以定义一个常量 SEX,赋值为 "男",在需要指定用户性别的地方直接调用此常量即可,避免了由于用户的不规范赋值导致程序出错的情况。

变量的命名规范

  1. 所有变量、方法、类名:见名知意
  2. 类成员变量:首字母小写和驼峰原则 : monthSalary
  3. 局部变量:首字母小写和驼峰原则
  4. 常量:大写字母和下划线:MAX_VALUE
  5. 类名:首字母大写和驼峰原则: Man, GoodMan
  6. 方法名:首字母小写和驼峰原则: run(), runRun()

运算符

运算符operator

Java 语言支持如下运算符:

  • 算术运算符: +,-,*,/,%,++,--
  • 赋值运算符 =
  • 关系运算符: >,<,>=,<=,==,!= instanceof
  • 逻辑运算符: &&,||,!
  • 位运算符: &,|,^,~ , >>,<<,>>> (了解!!!)
  • 条件运算符 ?:
  • 扩展赋值运算符:+=,-=,*=,/=

二元运算符

两个操作数,来看看我们小时候的数学运算;

public static void main(String[] args) {
    int a = 10;
    int b = 20;
    int c = 25;
    int d = 25;
    System.out.println("a + b = " + (a + b) );
    System.out.println("a - b = " + (a - b) );
    System.out.println("a * b = " + (a * b) );
    System.out.println("b / a = " + (b / a) );
}

整数运算

如果两个操作数有一个为Long, 则结果也为long

没有long时,结果为int。即使操作数全为shot,byte,结果也是int.

public static void main(String[] args) {
    long a = 1231321311231231L;
    int b = 1213;
    short c = 10;
    byte d = 8;

    System.out.println((a+b+c+d));  //Long类型
    System.out.println((b + c + d));//Int类型
    System.out.println((c + d));//Int类型
}

浮点运算

如果两个操作数有一个为double, 则结果为double.

只有两个操作数都是float, 则结果才为float.

public static void main(String[] args) {
    float a = 3.14565F;
    double b = 3.194546464;
    float c = 1.3123123F;

    System.out.println(a+b); //double类型
    System.out.println(b+c); //double类型
    System.out.println(a+c); //float类型
}

关系运算符

返回布尔值!

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取模运算

就是我们小学的取余;5%3 余 2

其操作数可以为浮点数,一般使用整数。如:5.9%3.9=2.000000004

要点

负数%负数=负数;
负数%正数=负数;
正数%负数=正数;

public static void main(String[] args) {
    System.out.println(9 % 4); //1
    System.out.println(-9 % -4); //-1
    System.out.println(-10 % 4); //-2
    System.out.println(9 % -4); //1
}

【注:一般都是正整数运算,进行结果的判断!】

一元运算符

自增(++)自减(--)运算符是一种特殊的算术运算符,在算术运算符中需要两个操作数来进行运算,而自增自减运算符是一个操作数,分为前缀和后缀两种。

public static void main(String[] args) {
    int a = 3;
    int b = a++;   //执行完后,b=3。先给b赋值,再自增。
    int c = ++a;   //执行完后,c=5。先自增,再给b赋值
}

注意:java中的乘幂处理

public static void main(String[] args) {
    int a = 3^2;    //java中不能这么处理, ^是异或符号。
    double b = Math.pow(3, 2);
}

Math类提供了很多科学和工程计算需要的方法和常数。特殊的运算都需要运用到方法!

逻辑运算符

逻辑与:&&和&,逻辑或:||和|,逻辑非:!。

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【演示】

public static void main(String[] args) {
    boolean a = true;
    boolean b = false;
    System.out.println("a && b = " + (a&&b));
    System.out.println("a || b = " + (a||b) );
    System.out.println("!(a && b) = " + !(a && b));
}

逻辑与和逻辑或采用短路的方式。从左到右计算,如果确定值则不会再计算下去。在两个操作数都为true时,结果才为true,但是当得到第一个操作为false时,其结果就必定是false,这时候就不会再判断第二个操作了。

逻辑与只要有一个为false, 则直接返回false.

逻辑或只要有一个为true, 则直接返回true;

【演示】

public static void main(String[] args){
    int a = 5;//定义一个变量;
    boolean b = (a<4)&&(a++<10);
    System.out.println("使用短路逻辑运算符的结果为"+b);
    System.out.println("a的结果为"+a);
}

解析: 该程序使用到了短路逻辑运算符(&&),首先判断 a<4 的结果为 false,则 b 的结果必定是 false,所以不再执行第二个操作 a++<10 的判断,所以 a 的值为 5。

位运算符

Java定义了位运算符,应用于整数类型(int),长整型(long),短整型(short),字符型(char),和字节型(byte)等类型。位运算符作用在所有的位上,并且按位运算。

A = 0011 1100
B = 0000 1101
-----------------
A&b = 0000 1100
A | B = 0011 1101
A ^ B = 0011 0001
~A= 1100 0011

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右移一位相当于除2取商。

左移一位相当于乘2。

【常见面试题:int a=2*8怎样运算效率最快?】

解析:

public static void main(String[] args) {
    System.out.println(2 << 3);
}

用移位运算 int a=2<<3;
a就是2乘以8 最后结果是16 这是最省内存 最有效率的方法

这个方法确实高效率的。我来解释一下:
2的二进制是10 在32位存储器里面是0000 0000 0000 0010
左移三位后变成 0000 0000 0001 0000 也就是16

解释一下,在系统中运算是以二进制的形式进行的。相比来说俩个二进制数相乘运算比移位运算慢一些。

位操作是程序设计中对位模式按位或二进制数的一元和二元操作。 在许多古老的微处理器上, 位运算比加减运算略快, 通常位运算比乘除法运算要快很多。 在现代架构中, 情况并非如此:位运算的运算速度通常与加法运算相同(仍然快于乘法运算). 详细的需要了解计算机的组成原理!

扩展运算符

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public static void main(String[] args) {
    int a=10;
    int b=20;

    a+=b; // a = a + b

    System.out.println(a+":"+b);
}

字符串连接符

“+” 运算符两侧的操作数中只要有一个是字符串(String)类型,系统会自动将另一个操作数转换为字符串然后再进行连接。

//字符串
String s1="Hello 中文!";
String s2=1+"";  //转换成String
//int
int c = 12;
System.out.println("c=" + c);

三目条件运算符

三目条件运算符,语法格式:

x ? y : z

其中x为boolean类型表达式,先计算x的值,若为true,则整个三目运算的结果为表达式y的值,否则整个运算结果为表达式z的值。

【演示】

public static void main(String[] args) {
    int score = 80;
    String type = score < 60 ? "不及格" : "及格";
    System.out.println("type= " + type);
}

三元运算符在真实开发中十分的常见,大家可以多练习使用,之后我们会讲解分支语句,可以利用三元运算符做到更加精简代码!便于理解!

运算符优先级

我们小学都学过:先加减,后乘除,所以优先级我们并不陌生。

当多个运算符出现在一个表达式中,谁先谁后呢?这就涉及到运算符的优先级别的问题。在一个多运算符的表达式中,运算符优先级不同会导致最后得出的结果差别甚大。

下表中具有最高优先级的运算符在的表的最上面,最低优先级的在表的底部。

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大家不需要去刻意的记住,表达式里面优先使用小括号来组织!!方便理解和使用,不建议写非常冗余的代码运算!

public static void main(String[] args) {
    boolean flag = 1<4*5&&122>3||'q'+3<5;
    System.out.println(flag);
}
Java基础