一、关键字与保留字

关键字(keyword)的定义和特点
定义：被 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
官方地址： https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/nutsandbolts/_keywords.html
image.png
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保留字(reserved word)
Java保留字：现有Java版本尚未使用，但以后版本可能会作为关键字使用。自己命名标识符时要避免使用这些保留字goto 、const

二、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 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。
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
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。

三、变量

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

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。

image.png
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。

    四、基本数据类型

    1. 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。
    image.png

    1.1 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 |

  • 1MB = 1024KB 1KB= 1024B B= byte ? bit?

  • bit: 计算机中的最小存储单位。byte:计算机中基本存储单元。 ```java /* Java定义的数据类型

一、变量按照数据类型来分： 基本数据类型： 整型：byte \ short \ int \ long 浮点型：float \ double 字符型：char 布尔型：boolean

  1. 引用数据类型：
  2.     类：class
  3.     接口：interface
  4.     数组：array

二、变量在类中声明的位置： 成员变量 vs 局部变量 */ class VariableTest1{ public static void main(String[] args) { //1. 整型：byte(1字节=8bit) short(2字节） \ int (4字节）\ long(8字节) //① byte范围：-128 ~ 127

  1.     byte b1 = 12;
  2.     byte b2 = -128;
  3. //    b2 = 128; //编译不通过
  4.     System.out.println(b1);
  5.     System.out.println(b2);
  7.     // ② 声明long型变量，必须以“1”或“L”结尾
  8.     short s1 = 128;
  9.     int i1 = 12345;
  10.     long l1 = 345678586;
  11.     System.out.println(l1);
  12. }

}

  1. <a name="AnSFZ"></a>
  2. ### 1.2 浮点类型：
  3. **float、double**
  5. - 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。
  6. - 浮点型常量有两种表示形式：
  8. 十进制数形式：如：5.12 512.0f .512 (必须有小数点）<br />科学计数法形式:如：5.12e2 512E2 100E-2
  10. - 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。
  11. - double:双精度，精度是float的两倍。通常采用此类型。
  12. - Java 的浮点型常量默认为double型，声明float型常量，须后加‘f’或‘F’。
  13. | **类型** | **占用存储空间** | **表数范围** |
  14. | --- | --- | --- |
  15. | 单精度float | 4字节 | -3.403E38 ~ 3.403E38 |
  16. | 双精度double | 8字节 | -1.798E308 ~ 1.798E308 |
  18. <a name="AiMip"></a>
  19. ### 1.3 字符类型：
  20. **char**
  22. - char 型数据用来表示通常意义上“字符”(2字节)
  23. - 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。
  24. - 字符型变量的三种表现形式：
  26.       1.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’;<br />2.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<br />3.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。
  28. - char类型是可以进行运算的。因为它都对应有Unicode码。
  29. ```java
  30. /*
  31. Java定义的数据类型
  33. 一、变量按照数据类型来分：
  35.     基本数据类型：
  36.         整型：byte \ short \ int \ long
  37.         浮点型：float \ double
  38.         字符型：char
  39.         布尔型：boolean
  41.     引用数据类型：
  42.         类：class
  43.         接口：interface
  44.         数组：array
  46. 二、变量在类中声明的位置：
  47.         成员变量 vs 局部变量
  48. */
  49. class VariableTest1{
  50.     public static void main(String[] args) {
  51.         //2. 浮点型：float(4字节) \ double(8字节)
  52.         //① 浮点型，表示带小数点的数值
  53.         //② float表示数值的范围比long还大
  55.         double d1 = 12.3;
  56.         System.out.println(d1 +1);
  58.         //定义float类型变量时，变量要以"f" 或"F"结尾
  59.         float f1 = 12.3F;
  60.         System.out.println(f1);
  62.         //② 通常，定义浮点型变量时，使用double变量
  64.         //3. 字符型：char(1字符=2字节)
  65.         //① 定义char型变量，通常使用一对'' 
  66.         char c1 = 'a';
  67.         //编译不通过
  68.         //c1 = 'AB';
  69.         System.out.println(c1);
  71.         char c2 = '1';
  72.         char c3 = '中';
  73.         char c4 = '&';
  74.         System.out.println(c2);
  75.         System.out.println(c3);
  76.         System.out.println(c4);
  78.         //② 表示方式：1.声明一个字符；2.转义字符；3.直接使用Unicode值来表示字符型常量
  79.         char c5 = '\n';    //换行符
  80.         c5 = '\t';    //制表符
  81.         System.out.print("hello" + c5);
  82.         System.out.println("world");
  84.         char c6 = '\u0123';
  85.         System.out.println(c6);
  87.         char c7 = '\u0043';
  88.         System.out.println(c7);
  89.     }
  90. }

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。

1.4 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》

    1. class VariableTest1{
    2.   public static void main(String[] args) {
    3.       //4. 布尔型：boolean
    4.       //① 只能取两个值之一：true 、false
    5.       //② 常常在条件判断、循环结构中使用
    6.       boolean bb1 = true;
    7.       System.out.println(bb1);
    9.       boolean isMarried = true;
    10.       if(isMarried){
    11.           System.out.println("禁止入内！");
    12.       }else{
    13.           System.out.println("可以参观！");
    14.       }
    15.   }
    16. }

    1.5 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：
    image.png

  • 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。 ```java /* 基本数据类型之间的运算规则：

前提：这里讨论只是7中基本数据类型变量的运算。不包含boolean类型的。

  1. 自动类型提升： 当容量小的数据类型的变量和容量大的数据类型的变量做运算时，结果自动提升为容量大的数据类型。 char、byte、short—>int—>long—>float—>double

    特别的：当byte、char、short三种类型的变量做运算时，结果为int类型

  2. 强制类型转换：

说明：此时容量大小指的是，表示数的范围的大和小。比如：float容量要大于long的容量 */ class VariableTest2{ public static void main(String[] args) { byte b1 = 2; int i1 = 129; //编译不通过 // byte b2 = b1 + i1; int i2 = b1 + i1; long l1 = b1 + i1; System.out.println(i2); System.out.println(l1);

  1.     float f = b1 + i1;
  2.     System.out.println(f);
  3.     //***************特别的**************************
  4.     char c1 = 'a';    //97
  5.     int i3 = 10;
  6.     int i4 = c1 + i3;
  7.     System.out.println(i4);
  9.     short s2 = 10;
  10.     //编译错误

// char c3 = c1 + s2;

  1.     byte b2 = 10;

// char c3 = c1 + b2; //编译不通过

// short s3 = b2 + s2; //编译不通过

// short s4 = b1 + b2; //编译不通过 } } class VariableTest4{ public static void main(String[] args){ //1. 编码情况 long l = 123456; System.out.println(l); //编译失败：过大的整数 //long l1 = 452367894586235; long l1 = 452367894586235L;

  1.     //**************************
  2.     //编译失败

// float f1 = 12.3;

  1.     //2. 编码情况2:
  2.     //整型变量，默认类型为int型
  3.     //浮点型变量，默认类型为double型
  4.     byte b = 12;
  5. //    byte b1 = b + 1;    //编译失败
  7. //    float f1 = b + 12.3;    //编译失败
  8. }

}

  1. <a name="kMLsu"></a>
  2. ## 2. 基本数据类型转换
  3. <br />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：<br />char<br />double<br />float<br />long<br />int<br />byte<br />short<br />![](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2021/png/12504300/1632559098835-85b3385d-a64d-4e0e-bf17-4f20a4fe460b.png#from=url&id=ZfTb1&margin=%5Bobject%20Object%5D&originHeight=120&originWidth=855&originalType=binary&ratio=1&status=done&style=none)
  5. ●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。<br />●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。<br />●boolean类型不能与其它数据类型运算。<br />●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。
  7. ```java
  8. /*
  9. 基本数据类型之间的运算规则：
  11. 前提：这里讨论只是7中基本数据类型变量的运算。不包含boolean类型的。
  12. 1. 自动类型提升：
  13.     当容量小的数据类型的变量和容量大的数据类型的变量做运算时，结果自动提升为容量大的数据类型。
  14.     char、byte、short-->int-->long-->float-->double
  16.     特别的：当byte、char、short三种类型的变量做运算时，结果为int类型
  18. 2. 强制类型转换：
  20. 说明：此时容量大小指的是，表示数的范围的大和小。比如：float容量要大于long的容量
  21. */
  22. class VariableTest2{
  23.     public static void main(String[] args) {
  24.         byte b1 = 2;
  25.         int i1 = 129;
  26.         //编译不通过
  27. //        byte b2 = b1 + i1;
  28.         int i2 = b1 + i1;
  29.         long l1 = b1 + i1;
  30.         System.out.println(i2);
  31.         System.out.println(l1);
  33.         float f = b1 + i1;
  34.         System.out.println(f);
  35.         //***************特别的**************************
  36.         char c1 = 'a';    //97
  37.         int i3 = 10;
  38.         int i4 = c1 + i3;
  39.         System.out.println(i4);
  41.         short s2 = 10;
  42.         //编译错误
  43. //        char c3 = c1 + s2;
  45.         byte b2 = 10;
  46. //        char c3 = c1 + b2;    //编译不通过
  48. //        short s3 = b2 + s2;    //编译不通过
  50. //        short s4 = b1 + b2;    //编译不通过
  51.     }
  52. }
  53. class VariableTest4{
  54.     public static void main(String[] args){
  55.         //1. 编码情况
  56.         long l = 123456;
  57.         System.out.println(l);
  58.         //编译失败：过大的整数
  59.         //long l1 = 452367894586235;
  60.         long l1 = 452367894586235L;
  62.         //**************************
  63.         //编译失败
  64. //        float f1 = 12.3;
  66.         //2. 编码情况2:
  67.         //整型变量，默认类型为int型
  68.         //浮点型变量，默认类型为double型
  69.         byte b = 12;
  70.     //    byte b1 = b + 1;    //编译失败
  72.     //    float f1 = b + 12.3;    //编译失败
  73.     }
  74. }

3. 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。例如： ```java /* String类型变量的使用
  1. String属于引用数据类型
  2. 声明String类型变量时，使用一对””
  3. String可以和8种基本数据类型变量做运算，且运算只能是连接运算；+
  4. 运算的结果任然是String类型

*/ class StringTest{ public static void main(String[] args){

  1.     String s1 = "Good Moon!";
  3.     System.out.println(s1);
  5.     String s2 = "a";
  6.     String s3 = "";

// char c = ‘’; //编译不通过

  1.     //*******************************
  2.     int number = 1001;
  3.     String numberStr = "学号:";
  4.     String info = numberStr + number;    //连接运算
  5.     boolean b1 = true;
  6.     String info1 = info + true;
  7.     System.out.println(info1);
  8. }

}

  1. 练习1
  2. ```java
  3. String str1 = 4; //判断对错：no
  4. String str2 = 3.5f + “”; //判断str2对错：yes
  5. System.out.println(str2); //输出：”3.5”
  6. System.out.println(3+4+“Hello!”); //输出：7Hello!
  7. System.out.println(“Hello!”+3+4); //输出：Hello!34
  8. System.out.println(‘a’+1+“Hello!”); //输出：98Hello!
  9. System.out.println(“Hello”+‘a’+1); //输出：Helloa1

4. 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

  1. short s = 5;
  2. s = s-2; //判断：no
  3. byte b = 3;
  4. b = b + 4;//判断：no
  5. b = (byte)(b+4);//判断：yes
  6. char c = ‘a’;
  7. int i = 5;
  8. float d = .314F;
  9. double result = c+i+d; //判断：yes
  10. byte b = 5;
  11. short s = 3;
  12. short t = s + b;//判断：no

4. 进制

4.1 进制与进制间的转换

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

  1. class BinaryTest{
  2.     public static void main(String[] args){
  4.         int num1 = 0b110;
  5.         int num2 = 110;
  6.         int num3 = 0127;
  7.         int num4 = 0x110A;
  9.         System.out.println("num1 = " + num1);
  10.         System.out.println("num2 = " + num2);
  11.         System.out.println("num3 = " + num3);
  12.         System.out.println("num4 = " + num4);
  13.     }
  14. }

4.2 二进制

Java整数常量默认是int类型，当用二进制定义整数时，其第32位是符号位；当是long类型时，二进制默认占64位，第64位是符号位
二进制的整数有如下三种形式：

  • 原码：直接将一个数值换成二进制数。最高位是符号位
  • 负数的反码：是对原码按位取反，只是最高位（符号位）确定为1。
  • 负数的补码：其反码加1。计算机以二进制补码的形式保存所有的整数。
  • 正数的原码、反码、补码都相同，负数的补码是其反码+1

为什么要使用原码、反码、补码表示形式呢？
计算机辨别“符号位”显然会让计算机的基础电路设计变得十分复杂! 于是人们想出了将符号位也参与运算的方法. 我们知道, 根据运算法则减去一个正数等于加上一个负数, 即: 1-1 = 1 + (-1) = 0 , 所以机器可以只有加法而没有减法, 这样计算机运算的设计就更简单了。
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二进制——》十进制
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原码与反码是帮助推导出补码而存在的！！！
十进制——》二进制
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  • 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。

4.3 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

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