Java基本语法-变量与运算符
1 关键字与保留字
关键字(keyword)的定义和特点
定义：被 Java 语言赋予了特殊含义，用做专门用途的字符串（单词）
特点：关键字中所有字母都为小写
2 标识符(Identifier)
标识符：
Java 对各种变量、方法和类等要素命名时使用的字符序列称为标识符
技巧：凡是自己可以起名字的地方都叫标识符。
定义合法标识符规则：
由 26 个英文字母大小写，0-9，_或$ 组成
数字不可以开头。
不可以使用关键字和保留字，但能包含关键字和保留字。
Java 中严格区分大小写，长度无限制。
标识符不能包含空格。
练习：miles, Test, a++, --a, 4#R, $4, #44, apps, class, public, int, x, y, radius
Java 中的名称命名规范
Java 中的名称命名规范：
- 包名：多单词组成时所有字母都小写：xxxyyyzzz
- 类名、接口名：多单词组成时，所有单词的首字母大写：XxxYyyZzz
- 变量名、方法名：多单词组成时，第一个单词首字母小写，第二个单词开始每个单词首字母大写：xxxYyyZzz
- 常量名：所有字母都大写。多单词时每个单词用下划线连接：XXX_YYY_ZZZ
尽量遵守以上规则！！！ - 注意 1：在起名字时，为了提高阅读性，要尽量有意义，“见名知意”。
- 注意 2：java 采用 unicode 字符集，因此标识符也可以使用汉字声明，但是不建议使用。
更多细节详见《代码整洁之道》
3 变量
基本数据类型
变量的概念：
内存中的一个存储区域；
该区域的数据可以在同一类型范围内不断变化；
变量是程序中最基本的存储单元。包含变量类型、变量名和存储的值****。
变量的作用：
用于在内存中保存数据。
使用变量注意：
Java 中每个变量必须先声明，后使用；
使用变量名来访问这块区域的数据；
变量的作用域：其定义所在的一对{ }内；
变量只有在其作用域内才有效；
同一个作用域内，不能定义重名的变量；
声明变量
语法：<数据类型> <变量名称>
例如：int var;
变量的赋值
语法：<变量名称> = <值>
例如：var = 10;
声明和赋值变量
语法：<数据类型><变量名>= <初始化值>
例如：int var = 10
变量的分类-按数据类型
对于每一种数据都定义了明确的具体数据类型（强类型语言），在内存中分配了不同大小的内存空间。
- 补充：变量的分类-按声明的位置的不同
- 在方法体外，类体内声明的变量称为成员变量。
- 在方法体内部声明的变量称为局部变量。
注意：二者在初始化值方面的异同: 同：都有生命周期 异：局部变量除形参外，需显式初始化。 整数类型：byte、short、int、long
Java 各整数类型有固定的表数范围和字段长度，不受具体 OS 的影响，以保证 java 程序的可移植性。
java 的整型常量默认为 int 型，声明 long 型常量须后加‘l’或‘L’
java 程序中变量通常声明为 int 型，除非不足以表示较大的数，才使用 long
类型 占用存储空间 表数范围
byte 1字节=8bit位 -128 ~ 127
short 2字节 -2^15~ 2^15-1
int 4字节 -2^31~ 2^31-1 (约21亿)
long 8字节 -2^63~ 2^63-1
浮点类型：float、double
与整数类型类似，Java 浮点类型也有固定的表数范围和字段长度，不受具体操作系统的影响。
浮点型常量有两种表示形式：
十进制数形式：如：5.12 512.0f .512 (必须有小数点）
科学计数法形式:如：5.12e2 512E2 100E-2
float:单精度，尾数可以精确到7位有效数字。很多情况下，精度很难满足需求。double:双精度，精度是float的两倍。通常采用此类型。
Java 的浮点型常量默认为double型，声明float型常量，须后加‘f’或‘F’。
类型 占用存储空间 表数范围
单精度float 4字节 -3.403E38 ~ 3.403E38
双精度double 8字节 -1.798E308 ~ 1.798E308
字符类型：char
char 型数据用来表示通常意义上“字符”(2字节)
Java中的所有字符都使用Unicode编码，故一个字符可以存储一个字母，一个汉字，或其他书面语的一个字符。
字符型变量的三种表现形式：
字符常量是用单引号(‘ ’)括起来的单个字符。例如：char c1 = ‘a’; char c2 = ‘中’; char c3 = ‘9’;
Java中还允许使用转义字符‘\’来将其后的字符转变为特殊字符型常量。例如：char c3 = ‘\n’; //’\n’表示换行符
直接使用Unicode值来表示字符型常量：‘\uXXXX’。其中，XXXX代表一个十六进制整数。如：\u000a 表示\n。
char类型是可以进行运算的。因为它都对应有Unicode码。
- 了解：ASCII 码
在计算机内部，所有数据都使用二进制表示。每一个二进制位（bit）有0 和1 两种状态，因此8个二进制位就可以组合出256 种状态，这被称为一个字节（byte）。一个字节一共可以用来表示256 种不同的状态，每一个状态对应一个符号，就是256 个符号，从0000000 到11111111。
-
ASCII码： 上个世纪60年代，美国制定了一套字符编码，对英语字符与二进制位之间的关系，做了统一规定。这被称为ASCII码。ASCII码一共规定了128个字符的编码，比如空格“SPACE”是32（二进制00100000），大写的字母A是65（二进制01000001）。这128个符号（包括32个不能打印出来的控制符号），只占用了一个字节的后面7位，最前面的1位统一规定为0。
缺点：
不能表示所有字符。
相同的编码表示的字符不一样：比如，130在法语编码中代表了é，在希伯来语编码中却代表了字母Gimel(ג)。
了解：Unicode 编码 -
乱码：世界上存在着多种编码方式，同一个二进制数字可以被解释成不同的符号。因此，要想打开一个文本文件，就必须知道它的编码方式，否则用错误的编码方式解读，就会出现乱码。
Unicode：一种编码，将世界上所有的符号都纳入其中。每一个符号都给予一个独一无二的编码，使用Unicode 没有乱码的问题。
Unicode 的缺点：Unicode 只规定了符号的二进制代码，却没有规定这个二进制代码应该如何存储：无法区别Unicode 和ASCII：计算机无法区分三个字节表示一个符号还是分别表示三个符号。另外，我们知道，英文字母只用一个字节表示就够了，如果unicode统一规定，每个符号用三个或四个字节表示，那么每个英文字母前都必然有二到三个字节是0，这对于存储空间来说是极大的浪费。
了解：UTF-8 -
UTF-8 是在互联网上使用最广的一种Unicode 的实现方式。
UTF-8 是一种变长的编码方式。它可以使用1-6 个字节表示一个符号，根据不同的符号而变化字节长度。
UTF-8的编码规则：
对于单字节的UTF-8编码，该字节的最高位为0，其余7位用来对字符进行编码（等同于ASCII码）。
对于多字节的UTF-8编码，如果编码包含n 个字节，那么第一个字节的前n位为1，第一个字节的第n+1 位为0，该字节的剩余各位用来对字符进行编码。在第一个字节之后的所有的字节，都是最高两位为"10"，其余6位用来对字符进行编码。
布尔类型：boolean
boolean 类型用来判断逻辑条件，一般用于程序流程控制：
if条件控制语句；
while循环控制语句；
do-while循环控制语句；
for循环控制语句；
boolean类型数据只允许取值true和false，无null。
不可以使用0或非0 的整数替代false和true，这点和C语言不同。
Java虚拟机中没有任何供boolean值专用的字节码指令，Java语言表达所操作的boolean值，在编译之后都使用java虚拟机中的int数据类型来代替：true用1表示，false用0表示。———《java虚拟机规范8版》
基本数据类型转换
- 自动类型转换：容量小的类型自动转换为容量大的数据类型。数据类型按容量大小排序为：
- 有多种类型的数据混合运算时，系统首先自动将所有数据转换成容量最大的那种数据类型，然后再进行计算。
- byte,short,char之间不会相互转换，他们三者在计算时首先转换为int类型。
boolean类型不能与其它数据类型运算。 - 当把任何基本数据类型的值和字符串(String)进行连接运算时(+)，基本数据类型的值将自动转化为字符串(String)类型。
字符串类型：String
String不是基本数据类型，属于引用数据类型
使用方式与基本数据类型一致。例如：String str= “abcd”;
一个字符串可以串接另一个字符串，也可以直接串接其他类型的数据。
练习1
String str1 = 4; //判断对错：no
String str2 = 3.5f + “”; //判断str2对错：yes
System.out.println(str2); //输出：”3.5”
System.out.println(3+4+“Hello!”);//输出：7Hello! System.out.println(“Hello!”+3+4); //输出：Hello!34
System.out.println(‘a’+1+“Hello!”); //输出：98Hello!
System.out.println(“Hello”+‘a’+1); //输出：Helloa1
强制类型转换
自动类型转换的逆过程，将容量大的数据类型转换为容量小的数据类型。使用时要加上强制转换符：()，但可能造成精度降低或溢出,格外要注意。
通常，字符串不能直接转换为基本类型，但通过基本类型对应的包装类则可以实现把字符串转换成基本类型。
如：String a = “43”; inti= Integer.parseInt(a);
boolean类型不可以转换为其它的数据类型。
练习2
判断是否能通过编译 short s = 5; s = s-2; //判断：no byte b = 3; b = b + 4;//判断：no
b = (byte)(b+4);//判断：yes char c = ‘a’; int i = 5; float d = .314F;
double result = c+i+d; //判断：yes byte b = 5; short s = 3; short t = s +
b;//判断：no
进制与进制间的转换
世界上有10种人，认识和不认识二进制的。
- 关于进制
所有数字在计算机底层都以二进制形式存在。
对于整数，有四种表示方式：
二进制(binary)：0,1 ，满2进1.以0b或0B开头。
十进制(decimal)：0-9 ，满10进1。
八进制(octal)：0-7 ，满8进1. 以数字0开头表示。
十六进制(hex)：0-9及A-F，满16进1. 以0x或0X开头表示。此处的A-F不区分大小写。如：0x21AF +1= 0X21B0
二进制——》十进制
原码与反码是帮助推导出补码而存在的！！！
十进制——》二进制
对于正数来讲：原码、反码、补码是相同的：三码合一。
计算机底层都是使用二进制表示的数值。
计算机底层都是使用的数值的补码保存数据的。
进制间转化
十进制二进制互转
二进制转成十进制乘以2的幂数
十进制转成二进制除以2取余数
4 运算符
运算符是一种特殊的符号，用以表示数据的运算、赋值和比较等。
算术运算符
赋值运算符
比较运算符（关系运算符）
逻辑运算符
位运算符
三元运算符
算术运算符
算术运算符的注意问题
如果对负数取模，可以把模数负号忽略不记，如：5%-2=1。但被模数是负数则不可忽略。此外，取模运算的结果不一定总是整数。
对于除号“/”，它的整数除和小数除是有区别的：整数之间做除法时，只保留整数部分而舍弃小数部分。例如：intx=3510;x=x/1000*1000; x的结果是？
“+”除字符串相加功能外，还能把非字符串转换成字符串.例如：System.out.println(“5+5=”+5+5); //打印结果是？5+5=55 ?
赋值运算符
符号：=
当“=”两侧数据类型不一致时，可以使用自动类型转换或使用强制类型转换原则进行处理。
支持连续赋值。
扩展赋值运算符：+=, -=, *=, /=, %=
比较运算符
- 比较运算符的结果都是boolean型，也就是要么是true，要么是false。
- 比较运算符“==”不能误写成“=” 。
逻辑运算符
&—逻辑与
| —逻辑或
！—逻辑非
&& —短路与
|| —短路或
^ —逻辑异或
逻辑运算符用于连接布尔型表达式，在Java中不可以写成3<x<6，应该写成x>3 & x<6 。
“&”和“&&”的区别：
单&时，左边无论真假，右边都进行运算；
双&时，如果左边为真，右边参与运算，如果左边为假，那么右边不参与运算。
“|”和“||”的区别同理，||表示：当左边为真，右边不参与运算。
异或( ^ )与或( | )的不同之处是：当左右都为true时，结果为false。理解：异或，追求的是“异”!
位运算符
位运算是直接对整数的二进制进行的运算
三元运算符
运算符的优先级
- 运算符有不同的优先级，所谓优先级就是表达式运算中的运算顺序。如右表，上一行运算符总优先于下一行。
- 只有单目运算符、三元运算符、赋值运算符是从右向左运算的。
5 程序流程控制
流程控制语句是用来控制程序中各语句执行顺序的语句，可以把语句组合成能完成一定功能的小逻辑模块。
其流程控制方式采用结构化程序设计中规定的三种基本流程结构，即：
顺序结构
分支结构
循环结构
顺序结构
程序从上到下逐行地执行，中间没有任何判断和跳转。
分支结构
根据条件，选择性地执行某段代码。
有if…else和switch-case两种分支语句。
循环结构
根据循环条件，重复性的执行某段代码。
有while、do…while、for三种循环语句。
注：JDK1.5提供了foreach循环，方便的遍历集合、数组元素。
5.1 流程控制：顺序结构
Java中定义成员变量时采用合法的前向引用。如：
Java基本语法：程序流程控制
5 程序流程控制
5.2 分支语句1：if-else结构
if-else使用说明：
条件表达式必须是布尔表达式（关系表达式或逻辑表达式）、布尔变量；
语句块只有一条执行语句时，一对{}可以省略，但建议保留；
if-else语句结构，根据需要可以嵌套使用；
当if-else结构是“多选一”时，最后的else是可选的，根据需要可以省略；
当多个条件是“互斥”关系时，条件判断语句及执行语句间顺序无所谓当多个条件是“包含”关系时，“小上大下/ 子上父下”。
5.3 分支语句2：switch-case结构
程序流程控制
5.4 程序流程控制：循环结构
- 循环结构
在某些条件满足的情况下，反复执行特定代码的功能
- 循环语句分类
for 循环
while 循环
do-while 循环
程序流程控制：嵌套循环结构
嵌套循环(多重循环)
将一个循环放在另一个循环体内，就形成了嵌套循环。其中，for ,while ,do…while均可以作为外层循环或内层循环。
实质上，嵌套循环就是把内层循环当成外层循环的循环体。当只有内层循环的循环条件为false时，才会完全跳出内层循环，才可结束外层的当次循环，开始下一次的循环。
设外层循环次数为m次，内层为n次，则内层循环体实际上需要执行m*n次。
例题：
九九乘法表
100以内的所有质数
5. 程序流程控制：break、continue的使用
break的使用
break 语句
break语句用于终止某个语句块的执行
break语句出现在多层嵌套的语句块中时，可以通过标签指明要终止的是哪一层语句块
continue的使用
continue 语句
continue只能使用在循环结构中
continue语句用于跳过其所在循环语句块的一次执行，继续下一次循环
continue语句出现在多层嵌套的循环语句体中时，可以通过标签指明要跳过的是哪一层循环
return的使用
return：并非专门用于结束循环的，它的功能是结束一个方法。当一个方法执行到一个return语句时，这个方法将被结束。
与break和continue不同的是，return直接结束整个方法，不管这个return处于多少层循环之内。
特殊流程控制语句说明
break只能用于switch语句和循环语句中。
continue 只能用于循环语句中。
二者功能类似，但continue是终止本次循环，break是终止本层循环。
break、continue之后不能有其他的语句，因为程序永远不会执行其后的语句。
标号语句必须紧接在循环的头部。标号语句不能用在非循环语句的前面。
很多语言都有goto语句，goto语句可以随意将控制转移到程序中的任意一条语句上，然后执行它。但使程序容易出错。Java中的break和continue是不同于goto的。