JavaSE篇学习之路：（二）【变量&运算符】
目录
- 第一章：常量&进制
- 第二章：Java的变量
- 第三章：数据类型
- 第四章：数据类型转换
- 第五章：算术运算符
- 第六章：赋值运算符
- 第七章：比较运算符
- 第八章：逻辑运算符
- 第九章：位运算符
- 一起学习，快乐编程，欢迎攻城狮们多多交流。
第一章：常量&进制
在日常生活中，经常使用数据表示事物的某些特性。比如：年龄，身高，日期等等，这些数据都是具体的数值。那么在Java中像这样的数据如何描述呢？像这样数值确定的数据，Java中用常量来描述。
一.常量
1.常量定义：
程序中固定不变化的值。比如：整数1,2,3，小数3.14,false,true等。
2.常量分类：
- 整数常量。所有整数 三类 正整数 零 负整数
- 小数常量。所有小数
- 布尔(boolean)型常量。较为特有，只有两个数值。true false。
- 字符常量。将一个数字字母或者符号用单引号( ’ ’ )标识。
- 字符串常量。将一个或者多个字符用双引号(“ ”)标识。
- null常量。只有一个数值就是:null。
- 修饰符：public static final
二.进制
任何数据在计算机中都是以二进制的形式存在的。二进制早起由电信号开关演变而来。用开表示某一个数，用关表示某一个数，然后使用不同的开和关组合起来，就可以表示数据了。一个整数在内存中一样也是二进制的。
- 二进制：每一个二进制数位用0，1 ；满2进1。
- 八进制：每一个八进制数位用0，1，2，3，4，5，6，7 ；满8进1。用0开头表示。
- 十进制：每一个十进制数位用0，1，2，3，4，5，6，7 ，8，9 ；满10进1。 满10进1。
- 十六进制：每一个十六进制数位用0，1，2，3，4，5，6，7 ，8，9，A，B，C，D，E，F ； 满16进1，用0x开头表示。
1.1进制转换
计算机中存储的都是二进制数据，就需要用一些办法转化二进制与其它进制。（计算机帮我们完成这个） 十进制转化二进制：
十进制转成二进制 ====> 除以2倒取余数
把一个十进制数转成二进制数，使用短除法，不停的除以2，直到商值为0，停止，然后倒着把余数写出来，这个数就是十进制数转后的二进制数。
//10转2
public static void main(String[] args) {
Scanner input = new Scanner(System.in);
System.out.print("输入一个十进制数 ");
int n = input.nextInt();
String str = "";
while (n != 0) {
str = n % 2 + str;
n = n / 2;
}
System.out.println(str);
}二进制数转十进制数：
二进制转成十进制 ====> 按2的幂数展开并累加
对于一个二进制数，从最右侧开始，使用当前二进制数位上的数据乘以2的n-1次幂(n为当前这个二进制数从右侧开始的第几位。)，并这将这些数据展开后加起来求和即可得到相应的十进制数。
//2转10
public static void main(String args[]) {
Scanner input = new Scanner(System.in);
System.out.print("输入一个二进制数 ");
int binaryNumber = input.nextInt();
int decimal = 0;
int p = 0;
while (true) {
if (binaryNumber == 0) {
break;
} else {
int temp = binaryNumber % 10;
decimal += temp * Math.pow(2, p);
binaryNumber = binaryNumber / 10;
p++;
}
}
System.out.println("十进制数为:"+decimal);
}1.2其他进制转换
二进制数按照每三个二进制数位为一组划分，发现这三个二进制数位数字能表示大的最大值正好为7，正好符号了八进制的表示形式。于是可以把二进制数用八进制的形式表示。
二进制转八进制
上图是十进制29的二进制表示形式。要把这个数转成八进制，需要从最右侧开始，把每三个二进制数位当成一个整体，转成一个八进制数位。当二进制数位高位不足三位时，用0填补。
二进制转十六进制
类似于八进制，但是每四位为一组，高位不足补0。
第二章：Java的变量
一.概念
变量表示内存中的一个存储区域，该区域用来不断的存放同一类型的常量数据，并可以重复使用这个区域。并且这个区域有自己的名称（变量名）和类型（数据类型）。可以理解：变量就如同数学中的未知数。
二.语法格式
数据类型 变量名 = 初始化值； 注：格式是固定的，记住格式，以不变应万变
三.变量命名
变量表示内存中的一个存储区域，这时必须给这个区域起个名字 ，才能使用。当在给变量起名时，同样需要见名知义。 例如：String name ；使用name表示这个空间名字，即说明这个空间存放的姓名。
注：变量在使用时，必须先给变量空间存放数据，即初始化。同时变量也有自己的生命周期（作用域问题）。
第三章：数据类型
在生活中，使用的数据有大有小，有整数，也有小数，同时也会使用字母，或者汉字表示特定含义。在Java中根据数据的不同特点，数据也分为不同的类型。
Java语言是强类型语言，对于每一种数据都定义了明确的具体数据类型，在内存总分配了不同大小的内存空间。
整数默认：int 小数默认：double
一.整数类型
整型数据根据数据范围不同，需要使用不同的关键字来表示。
byte、short、int、long这四个关键字都可以在内存中开辟出存放整型数据的空间。
byte开辟1个字节的空间，short开辟2个字节空间，int开辟4个字节空间，long开辟8个字节空间
整数类型 | 范围 |
|---|---|
Byte | -2^7=-128 ~ 2^7-1=127 |
Short | -2^5=-32768 ~ 2^15-1=32767 |
– | – |
Integer | -2^31=-2147483648 ~2^31=2147483647 |
Long | -2^63=-9223372036854775808 2^63-1=9223372036854775807 |
byte b = 2; //会自动把2转为byte类型存放在b空间
short s = 3;
int i = 4;
long l = 5L; //当把一个值赋给long型空间时，需要在数值后面加L或l标注其为long类型
JAVA语言整形的四种表现形式： 二进制整数，0b或0B开头，如：int a = 0B110;
十进制整数，如：int a = 17;
八进制整数，要求以0开头，如 int a = 012;
十六进制整数，要求0X或0x开头，如int a = 0x12;
注：Java语言的整型常量默认是int型，声明long型变量后加上‘l’或‘L’
二.浮点类型
double和float关键字在内存中开辟的空间可以存放小数。double开辟8个字节的空间，float开辟4个字节的空间;
Java浮点类型常量有两种表示方式：
- 十进制形式： 例如：3.14 ，168.0， .618
- 科学计数法形式： 例如：3.14e2， 3.14E2， 1000E-2
Java浮点型常量默认是double，则要声明一个常量为float型，则需在常量后加上f 或 F,
如：double pi = 3.14;//正确
float pi = 3.14F;//必须加上f，或转型 float pi3 = (float)3.14;
注意：Java里只有浮点型的变量才可以接受科学计算式结果： int num = 314E2; //错误；num为int类型，不可以使用科学计数法。
三.布尔类型
boolean类型通常用于逻辑运算和程序流程控制。 boolean 类型数据只允许取值true 或 false(不可以使用0 或非0的整数来代替true和false,区分于C语言)。
boolean flag;
flag = true;
System.out.println("flag"+ flag);四.char类型
char用来存储通常意义上的字符，char占两个字节；范围是[0,65535],前256 (2^16)个表示 特殊字符 ，通常用单引号包裹’’。
例如：char c = ‘A’; char c2 = ‘传’; char c3=97;
java字符采用Unicode编码，可用十六进制编码形式表示。 char c1 = ‘\u0061’;//a 转义字符： 有些符号在java语言中有独特意义，当需要使用原本意义的时候需要，转义表示。例如：键盘上的制表符tab键。可以使用 ‘\t’表示。如双引号，在Java中使用双引号表示字符串，若想使用双引号本身含义，即可使用’\”’表示。 字符编码表（ASCII）： 制作了一张码表，这张码表中就存放所有字符与整数的对应关系。整数可以通过这样的形式存储了。（计算机只识别二进制）
例如：‘A’-----> 65
‘B’----->66
‘a’------>97
‘b’------>98
…
所以当把一个整形赋值给char的时候，计算机会查询整数对应的字符，将这个字符存在char空间里。例如：char ch = 65；其实是将A存放在ch中。
五.String类型
String不属于基本数据类型;但和字符有一定的联系。String是一个类（java语言里的最小单元），表示字符串；就是一串字符，字符串用""包裹起来，连接字符用+。
String str;
str = "西安XX软件！";
或 String str = "西安XX软件";
//字符串的连接采用 + 符号。
String s = "西安" + "XX" + "软件";
System.out.println(s);//西安XX软件六.java数据存储区域简述
1. 寄存器：最快的存储区, 由编译器根据需求进行分配,我们在程序中无法控制. 2. 栈：存放基本类型的变量数据和对象的引用，但对象本身不存放在栈 中，而是存放在堆（new 出来的对象）或者常量池中(对象可能在常量池里)（字符串常量对象存放在常量池中。） 3. 堆：存放所有new出来的对象。 4. 静态域：存放静态成员（static定义的） 5. 常量池：存放字符串常量和基本类型常量（public static final） 6. 非RAM存储：硬盘等永久存储空间
栈，堆和常量池，对于栈和常量池中的对象可以共享，对于堆中的对象不可以共享。栈中的数据大小和生命周期是可以确定的，当没有引用指向数据时，这个数据就会消失。堆中的对象的由垃圾回收器负责回收，因此大小和生命周期不需要确定，具有很大的灵活性。
对于字符串：其对象的引用都是存储在栈中的，如果是编译期已经创建好(直接用双引号定义的)的就存储在常量池中，如果是运行期（new出来的）才能确定的就存储在堆中。对于equals相等的字符串，在常量池中永远只有一份，在堆中有多份。
垃圾回收站（GC）：会检查托管堆中是否有应用程序不再使用的任何对象。如果有，他们的内存就可以回收。
1.垃圾回收器开始执行时，垃圾回收器沿着线程栈上行以检查所有根（然后遍历所有类型对象上的所有根），如果发现一个根引用了一个对象，就在对象的“同步块索引字段”上开启一个位（对象就是这样标记的），如果对象里又引用有其他对象，则会遍历所有对象以标识。检查好所有根之后，堆中将包含一组已标记和未标记的对象。
2.垃圾回收器线性遍历堆，以寻找未标记对象的连续内存。如果发现的内存块比较小，垃圾回收器会忽略它们。但是，如果发现大的、可用的连续内存块，“垃圾回收器会把非垃圾的对象移动到这里以压缩堆”。 最后记得重新分配地址存根
String s1 = "china";
String s2 = "china";
String s3 = "china";
String ss1 = new String("china");
String ss2 = new String("china");
String ss3 = new String("china");
黄色这3个箭头，对于通过new产生一个字符串（假设为”china”）时，会先去常量池中查找是否已经有了”china”对象，如果没有则在常量池中创建一个此字符串对象，然后堆中再创建一个常量池中此”china”对象的拷贝对象**。这也就是有道面试题：String s = new String(“xyz”);产生几个对象？一个或两个，如果常量池中原来没有”xyz”,就是两个。**
对于基础的变量和常量：变量和引用存储在栈中，常量存储在常量池中
int i1 = 9;
int i2 = 9;
int i3 = 9;
public static final int INT1 = 9;
public static final int INT2 = 9;
public static final int INT3 = 9;
第四章：数据类型转换
一. 隐式类型转换
当在存储整数数据时，Java中所有的 整数默认 都是int类型的。所以在将-128~127之间的数据存储在byte类型空间中时，JVM会把这个int类型的数据自动转换成byte类型，然后存放在byte空间中。short同理。
byte b = 2; //会自动把int类型2转为byte类型存放在b空间
short s =234; //也会把int类型234转为short类型存放在s空间
// 当把一个int类型的数据存放在char类型空间中时，也会发生隐式类型转换.
char ch = 65; //这里会用int类型65，到编码表中查找对应的字符，然后将字符存放在ch空间中
char ch2 = 'A';//直接将A字符存放在ch2空间中注意：当把超过byte和short范围的数据给他们开辟空间存放会发生编译时错误。同样把无法在编码表中查到对应字符的数据存放到char空间也会报错。
整型，字符型，浮点型的数据在混合运算中相互转换，转换时遵循以下原则：
容量小的类型可自动转换为容量大的数据类型（类型自动提升）；byte,short,char → int → long → float → double byte，short，char之间不会相互转换，他们在计算时首先会转换为int类型。
int i = 123;
long l = i;
float f = 3.14F;
double d = f;二. 强制类型转换
容量大的数据类型转换为容量小的数据类型时，要加上强制转换符，但可能造成精度的降低或溢出，使用时要格外注意。
强制转换格式：(数据类型)(被转数据);
long l = 123L;
int i = (int) l;
double d = 3.14;
float f = (float) d;class Demo
{
public static void main(String[] args)
{
//隐式转换
byteb = 3;
int x = 4;
x = x + b;//b会自动提升为int类型进行运算。
//强制转换
byte b = 3;
b = b + 4;//报错
b = (byte)(b+4);//强制类型转换，强制将b+4的结果转换为byte类型，再赋值给b。
}
}第五章：算术运算符
举例：
int a = 3;
int b = 5;
int c = a + b; //加法运算
c = a * b; //乘法
c = a / b; //除法运算 结果为零 注意除法运算当两侧类型统一结果仍为运算数据保持一致
c = a % b; //取模运算 ，即求a/b的余值自加自减：
自加（++）自减（–）运算
++:自加。对原有的数据进行+1
–:自减。对原有的数据进行-1
当在一个运算表达式中包含自加运算时，当自加符号在变量右侧时，需要先将变量的值临时保存，然后给变量空间加1，接着用临时变量空间中的值去和其他运算符进行运算。当自加符号在变量左侧时，需要先给变量空间加1，然后把加1后的值和其他运算符进行运算。
int a = 4;
int b;
b = a++;
System.out.println("a="+a+",b="+b);注意：自加自减运算单独存在时，放左放右是没有区别的。
注意事项：
如果对负数取模，可以把模数负号忽略不记，如：5%-2=1。但被模数是负数就另当别论。
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。
“+”除字符串相加功能外，还能把非字符串转换成字符串 。“+”运算符两侧的操作数中只要有一个String类型，一个是基本数据类型时，编译成class文件后，两个操作数就被连接成了一个新的String值：
总结：对于取模运算 m % n ：
当 m 等于 n 时： m % n的结果为零
当 m 大于 n 时： m % n的结果为 m / n 的余数
当 m 小于 n 时： m % n的结果为 m
第六章：赋值运算符
赋值运算符号：
= , +=, -=, *=, /=, %=
赋值号的功能是将赋值号右侧的结果存储到左侧的变量空间中。
int a = 3 ; //将3存储到左侧a空间中
int b , c , d;
b = c = d = a; // 将a空间中的值分别存放到d，c，b 空间中赋值号和算术运算符组合起来的混合运算符，它们即具有算术运算的特定，同时还具有赋值运算的特定。
int a = 4;
a += 3; //相当于 a = a + 3;的运算，即把a空间中的值和3进行加法运算，把和值从新存放到a空间中注意：赋值号和算数运算符的混合运算属于一个运算符，不能拆分。并且这个符号会完成自动强转动作。
说明：
s=s+2//编译失败，因为s会被提升为int类型，运算后的结果还是int类型。无法赋值给short类型。 s+=2//编译通过，因为+=运算符在给s赋值时，自动完成了强转操作。
第七章：比较运算符
比较运算符符号：
>大于 >=大于等于 <小于 <=小于等于 ==相等 !=不等
比较运算符。运算完的结果**要么true，要么false。**后期学习中会根据比较的结果做出相应逻辑判断。
int a = 4;
int b = 5;
boolean c ;
c = a > b;
System.out.println(b);注1：比较运算符的结果都是boolean型，也就是要么是true，要么是false。 注2：比较运算符“==”不能误写成“=” 。
第八章：逻辑运算符
逻辑运算符号 逻辑运算符。用来连接boolean型表达式的。 & : 与 | ：或 ^ : 异或。 ！：非。 && 短路与 || 短路或
运算规律：
int x = 7;
x>2 & x<5
x<2 | x>5&：“与”
& ：两边都为true，结果是true。否则为false。
两边只要有一个false。结果必然是false。
true & true = true;
true & false = false;
false & true = false;
false & false = false;|：“或”
| ：两边都为false，结果是false。否则为true。
两边只要有一个true。结果必然是true。
true | true = true;
true | false = true;
false | true = true;
false | false = false;^：“异或”
^ : 异或。
两边相同为false。两边不同为true。
true ^ true = false;
true ^ false = true;
false ^ true = true;
false ^ false = false;！：“非”
！：非
非真为假，非假为真
!true = false;区别：
“&”和“&&”的区别：单与时，左边无论真假，右边都进行运算；双与时，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，双或时，左边为真，右边不参与运算。
第九章：位运算符
位运算：主要说的是二进制数位运算。
运算符符号：
& 按位与运算 ，运算原则：相同二进制数位上数值为1，结果为1，否则结果为0；
3 & 5 先把 3和5以二进制表示，再进行按位于运算：
十进制 二进制 结果(十进制)
3 00000000_00000000_00000000_00000011
5 00000000_00000000_00000000_00000101
-------------------------------------------------------------------------------------------------
& : 00000000_00000000_00000000_00000001 1
所以3 & 5等于 1.| 按位或运算，运算原则：相同二进制数位上数值为0，结果为0，否则结果为1；
3 | 5 先把 3和5以二进制表示，再进行按位于运算：
十进制 二进制 结果(十进制)
3 00000000_00000000_00000000_00000011
5 00000000_00000000_00000000_00000101
-----------------------------------------------------------------------------------------
| : 00000000_00000000_00000000_00000111 7
所以3 | 5等于 7.
2的0次方 + 2 的1次方 + 2的2次方 = 1 + 2 + 4 = 7^ 按位异或，运算原则：参与运算的两个数相应位相同则结果为0，异号则为1；
十进制 二进制 结果(十进制)
3 00000000_00000000_00000000_00000011
5 00000000_00000000_00000000_00000101
-----------------------------------------------------------------------------------------
^ : 00000000_00000000_00000000_00000110 6
所以3 ^ 5等于 6.~ 按位取反，运算原则：二进制数位上0变1，1变0；
十进制 二进制 结果(十进制)
5 00000000_00000000_00000000_00000101
-----------------------------------------------------------------------------------------
~ : 11111111_11111111_11111111_1111010 -6
所以~5等于 -6.左移操作“<<”：将运算数的二进制码整体左移指定位数，左移之后的空使用“0”来补充，移出去的二进制数忽略不计。
9 << 2 :
十进制 二进制 结果(十进制)
9 00000000_00000000_00000000_00001001
-----------------------------------------------------------------------------------------
00000000_00000000_00000000_0000100100 36
所以9<<2等于 36.
规律：<<：相当于给原数乘以2的倍数右移操作“>>”：将运算数的二进制码整体右移指定位数，右移之后的空使用“符号位”来补充。移出去的二进制数忽略不计。若是正数使用“0”补充；若是负数使用“1”补充；
9 >>2 :
十进制 二进制 结果(十进制)
9 00000000_00000000_00000000_00001001
-----------------------------------------------------------------------------------------
0000000000_00000000_00000000_00001001 2
所以9>>2等于 2.
规律：>>：相当于给原数除以2的倍数
-6 >> 2:
十进制 二进制 结果(十进制)
-6 11111111_11111111_11111111_1111010
-----------------------------------------------------------------------------------------
1111111111_11111111_11111111_1111010
所以-6>>2等于 -2.无符号右移">>>"：将运算数的二进制码整体右移指定位数，右移之后的空使用“0”来补充
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