Java基础：变量 - 《Java SE 笔记》

一、什么是变量
- 1.1 变量是程序的基本组成单位
- 1.2 变量的概念
二、变量快速入门
三、程序中 + 号的使用
四、数据类型(熟记)
五、基本数据类型转换
六、本章作业

一、什么是变量

1.1 变量是程序的基本组成单位

不论使用的是哪种高级程序语言编写程序，变量都是其程序的基本组成单位，比如：

//变量有三个基本要素（类型+名称+值）
class Test{
    public static void main(String[] args){
        int a = 1;  //定义了一个变量，类型int整型,名称a,值1
        int b = 3; 
        b = 89;  //把89赋值给b
        System.out.println(a);  //输出a变量的值 
        System.out.println(b);
    }
}

1.2 变量的概念

变量相当于内存中一个数据存储空间的表示，你可以把变量看作是一个房间的门牌号，通过门牌号我们可以找到房间，而通过变量名可以访问到变量（值）。

二、变量快速入门

2.1 变量使用的基本步骤

声明变量
eg：int a;
赋值
eg：a = 60;
使用
eg：System.out.println(a);

/通常可以一步到位：int a = 60; 声明的同时进行赋值

2.2 变量使用入门案例

// 1.定义变量
int age = 20;
double score = 88.6;
char gender = '男';
String name = "Jack";

2.3 变量使用注意事项

变量表示内存中的一个存储区域【不同的变量，类型不同，占用的空间大小不同。比如：int 4个字节，double 就是8个字节】
该区域有自己的名称【变量名】和类型【数据类型】
变量必须先声明，后使用，即有顺序
该区域的数据可以在同一类型范围内不断变化
变量在同一个作用域内不能重名
变量=变量名+值+数据类型【变量三要素】

三、程序中 + 号的使用

当左右两边都是数值型时，则做加法运算
当左右两边有一方为字符串，则做拼接运算
运算顺序从左到右依次运算

⏱ 小练习：下面代码输出什么？

System.out.println(100+98);
System.out.println(“100”+98);
System.out.println(100+3+”hello”);
System.out.println(“hello”+100+3);

答案：
198 10098 103hello hello1003

四、数据类型(熟记)

Java基础：变量 - 图1
上图说明

Java数据类型分为两大类基本数据类型、引用类型
基本数据类型有8个数值型（byte，short，int，long，float，double）char，blooean
引用类型（类、接口、数组）

4.1 整数类型

Java的整数类型就是用于存放整数值的，比如12，20，265等

类型	占用存储空间	范围
byte 【字节】	1字节	-128 ~ 127
short 【短整型】	2字节	-215 ~ 32767
int 【整型】	4字节	-231 ~ 231-1
long 【长整型】	8字节	-263 ~ 263-1

整型的使用细节

Java个整数类型有固定的范围和字段长度（如上表），不受具体OS（操作系统）的影响，以保证Java程序的可移植性。
Java的整形常量默认为int型，声明long型常量须后加 ‘ l ‘ 或者 ‘ L ‘。
Java程序中变量声明通常为int型，除非不足以表示大数，才使用long
bit：计算机中最小的储存单位
byte：计算机中基本储存单元
1 byte = 8 bit

4.2 浮点类型

Java的浮点类型可以表示一个小数，比如12.4，7.8，0.12等

类型	占用存储空间	范围
单精度 float	4字节	-3.403E38 ~ 3.403E38
双精度 double	8字节	-1.798E308 ~ 1.798E308

说明

关于浮点数在机器中存放形式的简单说明：浮点数=符号位+指数位+尾数位
尾数部分可能丢失，造成精度损失（小数都是近似值）

浮点型的使用细节

与整型类似，Java浮点型也有固定的范围和字段长度，不受具体的OS的影响
Java的浮点型常量默认为double型，声明float型常量，须后加 ‘ f ‘ 或 ‘ F ‘
浮点型常量有两种表达形式
十进制数形式：如 5.12，2.1f，.523 （必须要有小数点）
科学计数法形式：如 5.12e2 [ 即 5.12*102 ]，5.12E-2 [ 即 5.12/102 ]
通常情况下，应该使用double型，因为它比float型更精确
double num9 = 2.1234567851;
float num10 = 2.1234567851F;

浮点数使用陷阱：2.7 和 8.1 / 3 比较

double num11 = 2.7;
double num12 = 8.1/3;
System.out.println(num11);
System.out.println(num12);

重要使用点：
当我们对运算结果是小数的进行相等判断时，要小心；
应该是以两个数的差值的绝对值，在某个精度范围内判断。

//正确的做法
if(Math.abs(num11 - num12) < 0.000001) {
 System.out.println("差值非常小，在我的规定范围内，可认为相等");
}

4.3 字符类型（Char)

基本介绍
字符类型可以表示单个字符，字符类型是 char ，char 是两个字节（可以存放汉字），多个字符我们用字符串 String。
案例演示：Char01.java

public class Char01 {
    public static void main(String[] args) {
        char c1 = 'a';
        char c2 = '\t';
        char c3 = '韩';
        char c4 = 98;  //说明：字符类型可以直接存放一个数字
        System.out.println(c1);
        System.out.println(c2);
        System.out.println(c3);
        System.out.println(c4);  //当输出c4时候，会输出98表示的字符 => 编码的概念
    }
}

字符类型的使用细节

字符常量是用单引号（’ ‘）括起来的单个字符。
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。
在Java中，char 的本质是一个整数，在输出时，是 uniccode码对应的字符。
参考：转码工具
可以直接给char赋一个整数，然后输出时，会按照对应的unicode字符输出。
char类型是可以进行运算的，相当于一个整数，因为它都有对应的unicode码。

字符类型本质讨论

字符型存储到计算机中，需要将字符对应的码值（整数）找出来，比如 ‘ a ‘
存储：’ a ‘ ==> 码值 97 ==> 二进制 ==> 存储
读取：二进制 => 97 ===> ‘ a ‘ => 显示
字符和码值的对应关系是通过字符编码表决定的（规定好的）
介绍一下字符编码表【sublime测试】
ASCII （ASCII 编码表一个字节表示，一个128个字符）
Unicode（Unicode 编码表固定大小的编码使用两个字节来表示字符，字母和汉字统一都是占用两个字节，这样浪费空间）
utf-8（编码表，大小可变的编码，字母使用1个字节，汉字使用3个字节）
gbk（可以表示汉字，而且范围广，字母使用1个字节，汉字2个字节）
gb2312（可以表示汉字，gb2312 < gbk）
big5 码（繁体中文，台湾，香港）

4.4 布尔类型（Boolean）

基本介绍

布尔类型也叫 boolean 类型，Boolean 类型数据只允许取值 true 和 false，无 null。
Boolean 类型占1个字节。
Boolean 类型适用于逻辑运算，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；

案例演示：Boolean01.java

if (isPass == true) {
    System.out.println("考试通过，恭喜！");
} else {
    System.out.println("没有通过，请再接再厉！");
}

五、基本数据类型转换

5.1 自动类型转换

当Java程序在进行赋值或者运算时，精度小的类型自动转换为精度大的数据类型，这个就是自动类型转换。
数据类型按精度（容量大小）排序为：
Java基础：变量 - 图3
案例演示：AutoConvert.java

public class AutoConvert {
    public static void main(String[] args) {
            //演示自动转换
            int num = 'a'; //ok  -> int
            double d1 = 80;  //ok  -> double
            System.out.println(num);
            System.out.println(d1);
        }    
}

自动类型转换注意和细节

有多种类型的数据混合运算时，系统首先将所有数据转换成容量最大的那种数据类型，然后在进行计算。
当我们把精度（容量）大的数据类型赋值给精度小的数据类型时，就会报错，反之就会进行自动类型转换。
（byte，short）和 char 之间不会相互自动转换。
byte，short，char 它们三者可以计算，在参与计算时首先转换为int类型。
boolean 不参与转换。
自动提升原则：表达式结果的类型自动提升为操作数中最大的类型。

案例演示：AutoConvertDetail.java

public class AutoConvertDetail {
    public static void main(String[] args) {
        //细节1：有多种类型的数据混合运算时，
        //系统首先自动将所有的数据转换成容量最大的数据类型，然后再进行计算
        int n1 = 10;
        // float d1 = n1 + 1.1;  //错误  n1 + 1.1 => 结果类型是 double
        double d1 = n1 + 1.1;  //正确
        float d2 = n1 + 1.1F;  //正确   n1 + 1.1F => 结果类型是 float
        //细节2：当我们把精度（容量）大的数据类型赋值给精度小的数据类型时，
        //就会报错，反之就会进行自动类型转换
        // int n2 = 1.1;  //错误  double -> int
        //细节3：（byte，short）和 char 之间不会相互自动转换
        //当把数赋值给byte类型的变量时，先判断该数是否在byte范围内，
        //如果是在-128 ~ 127 ，则可以正常编译，否则报错
        byte b1 = 10;  //正确 ，10 ∈ -128 ~ 127
        // byte b2 = 128;  //错误
        // byte b3 = n1;  //错误  原因：如果是变量赋值，判断类型c
        // char c1 = b1;  //错误  原因：byte 不能自动转成 char
        //细节4：byte，short，char 它们三者可以计算，在参与计算时首先转换为int类型
        byte b2 = 1;
        byte b3 = 2;
        short s1 = 1;
        // short b3 = b2 + s1;  //错误  b2 + s1 => int
        int b3 = b2 + s1;  //正确
        // byte b4 = b2 + b3;  //错误  b2 + b3 => int
        //细节5：boolean 不参与转换
        boolean pass = true;
        // int num100 = pass;  //错误  boolean 不参与类型转换
        // 细节6：自动提升原则：表达式结果的类型自动提升为操作数中最大的类型
        byte b5 = 1;
        short s2 = 100;
        int num200 = 1;
        double num300 = 1.1;
        double num500 = b5 + s2 + num200 + num300;  //正确
    }
}

5.2 强制类型转换

可实现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。
案例演示ForceConvert.java

public class ForceConvert{
    public static void main(String[] args) {
        //演示强制类型转换
        int n1 = (int)1.9;   //精度损失
        System.out.println("n1=" + n1);
        int n2 = 2000;
        byte b1 = (byte)n2;  //溢出，因为 byte 范围存不下2000
        System.out.println(b1);
    }
}

强制类型转换细节说明

当进行数据的大小从大—>小，就需要使用到强制转换
强转符号只针对最近的操作数有效，往往会使用小括号提升优先级
char 类型可以保存 int 的常量值，但不能保存 int 的变量值，需要强制转换
byte 和 short 类型在进行运算时，当作 int 类型处理

案例演示：ForceConvertDetail.java

public class ForceConvertDetail {
    public static void main(String[] args) {
        //演示强制类型转换
        // int x = (int)10.5 * 3 + 6 * 1.5;  //错误 double -> int
        int y = (int)(10.5 * 3 + 6 * 1.5);
        // System.out.println(x);
        System.out.println(y);
        //char 类型可以保存 int 的常量值，但不能保存 int 的变量值，需要强制转换
        char c1 = 100;  //正确
        int m = 100;  //正确
        // char c2 = m;  //错误  int -> char
        char c3 = (char)m;  //正确
        System.out.println(c3);
    }
}

⏱ 小练习：判断是否能够通过编译

short s = 12;
s = s - 9; //此处不能
byte b = 10;
b = b + 11; //此处不能
b = (byte)(b + 11); //此处可以
char c = ‘a’;
int i = 16;
float d = .314F;
double result = c + i + d; //可以
byte b = 16;
short s = 14;
short t = s + b; //不能

5.3 基本数据类型和 String 类型的转换

在程序开发中，我们经常需要将基本数据类型转成 String 类型。或者将 String 类型转成基本数据类型。

基本类型转 String 类型
语法：将基本类型的值 + “” 即可

Sring 类型转基本数据类型
语法：通过基本类型的包装类调用 parseXXX方法即可

案例演示：StringToBasic.java

public class StringToBasic{
    public static void main(String[] args) {
        //基本数据类型 -> String 类型
        int n1 = 100;
        float f1 = 1.1F;
        double d1 = 4.5;
        boolean b1 = true;
        String s1 = n1 + "";
        String s2 = f1 + "";
        String s3 = d1 + "";
        String s4 = b1 + "";
        System.out.println(s1+s2+s3+s4);
        //String 类型 -> 基本数据类型
        String s5 = "123";
        //会在OOP 讲对象和方法的时候详细说明
        //解读：使用 基本数据类型对应的包装类，的相应方法，得到基本数据类型
        int num1 = Integer.parseInt(s5);
        double num2 = Double.parseDouble(s5);
        float num3 = Float.parseFloat(s5);
        long num4 = Long.parseLong(s5);
        short num5 = Short.parseShort(s5);
        byte num6 = Byte.parseByte(s5);
        boolean b = Boolean.parseBoolean("true");
        //当字符串转字符 String -> char ，计算机默认取字符串第一个字符
        System.out.println(s5.charAt(0));   //使用charAt()可以指定取第几个字符
    }
}

基本数据类型和 String 类型转换注意事项

在将 String 类型转成基本数据类型时，要确保 String 类型能够转成有效的数据，比如我们可以把 “123” 转成一个整数，但是不能把 “hello” 转成一个整数
如果格式不正确，就会抛出异常，程序就会终止，这个问题在异常处理章节中，会处理

案例演示：StringToBasicDetail.java

public class StringToBasicDetail{
    public static void main(String[] args) {
        //演示字符串转基本数据类型的细节
        String str = "hello";
        //转成 int
        int n1 = Integer.parseInt(str);
        System.out.println(n1);
    }
}

六、本章作业

程序阅读题，问输出什么？ Homework01.java

public class Homework01 {
 public static void main(String[] args) {
     int n1;
     n1 = 13;
     int n2;
     n2 = 17;
     int n3;
     n3 = n1 + n2;
     System.out.println("n3 = " + n3);
     int n4 = 38;
     int n5 = n4 - n3;
     System.out.println("n5 = " + n5);
 }
}

使用 char 类型，分别保存 \n \t \r \ 1 2 3 等字符，并打印输出 Homework02.java
编程：保存两本书名，用+拼接，看效果。保存两个性别，用+拼接，看效果。|
保存两本书价格，用+拼接，看效果 Homework03.java
编程实现如下效果 Homework04.java
姓名年龄成绩性别爱好
Jack 20 80.9 男打篮球

要求：

用变量将姓名、年龄、成绩、性别、爱好储存
使用 +
添加适当的注释
添加转义字符，使用一条语句输出

学习参考（致谢）：

B站 @程序员鱼皮 Java学习一条龙
B站 @韩顺平零基础30天学会Java