【Java基础】02 类型转换、常用运算符

关于Java语言基础知识同学们需要学会什么？

类型转换知识：如何实现程序中不同类型的变量或者数据互相传输，不同类型的数据运算的结果数据的类型如何确定？
运算符的使用：程序中怎么进行数据的基本算术运算、以及一些逻辑运算、Java提供了具体哪些运算方式
怎么调用Java提供的程序：程序中怎么进行数据的基本算术运算、以及一些逻辑运算、Java提供了具体哪些运算方式

变量详解

变量里的数据在计算机中的底层逻辑

二进制

二进制：只有0、1，按照逢2进1的方式表示数据

十进制转二进制的算法：除二取余法。

字节和位

计算机中数据最小的组成单元：使用8个二进制位为一组，称之为一个字节（byte,简称B）

字节中的每个二进制位就称为 位（bit，简称b），1B = 8b

数据在计算机底层都是怎么存储的？
都是采用二进制：使用0、1，按照逢2进1的规则表示数据来存储。
如何快速的算出一个数据的二进制形式？
除二取余法
数据在计算机底层存储的最小单位是什么？
字节，一个字节等于8个二进制位：1B=8b
其他数据是如何储存的？
Text文本、Image图片、Sound声音
字符在计算机中是如何存储的呢？
ASCII编码表：即美国信息交换标准编码，规定了现代英语、数字字符、和其他西欧字符对应的数字编号。
图片数据-彩色图
1. 图片就是无数个像素点组成的
2. 每个像素点的数据：用0 ~ 255*255*255表示其颜色
声音数据：波形图
字符数据在计算机中是怎么存的？
- 字符存的是ascii码表中对应的数字的二进制形式。
- 字符’A’对应的数字是 65
- 字符’a’对应的数字是 97
- 字符’0’对应的数字是 48

十进制与二进制相互转换

十进制转二进制：除二取余
二进制转十进制：乘权求和

八进制、十六进制介绍

为了便于观察和表示二进制，推出了八进制和十六进制。
每3位二进制作为一个单元，最小数是0，最大数是7，共8个数字，这就是八进制。
1. 97=>001100001九十七转为二进制
2. 001、100、001=>141二进制转为八进制
每4位二进制作为一个单元，最小数是0，最大数是15，共16个数字，依次用： 0~9 A B C D E F 代表就是十进制
1. 97=> 01100001，0110、0001=>61
2. 250=> 11111010，1111、1010=>FA`

Java程序中支持书写二进制、八进制、十六进制的数据，分别需要以0B或者0b、0、0X或者0x开头。

计算机的数据单位

计算机最小的组成单元是：字节，1B = 8b

在B的基础上，计算机发展出了KB、MB、GB、TB、…. 这些数据单位。

1B = 8b
1KB = 1024B
1MB = 1024KB
1GB = 1024MB
1TB = 1024GB

数据类型

数据类型的作用

数据类型就是约束变量存储数据的形式：数据类型变量名称 = 初始值;

数据类型的分类

引用数据类型：除基本数据类型之外的，如String ，其他的后面学习
基本数据类型：4大类8种

总结

数据类型分为几种？
- 引用数据类型:String
- 基本数据类型：4大类8种。
  - byte short int（默认） long 整型
  - float double（默认） 浮点型
  - char 字符型（一个字母、数字或汉字）
  - boolean 布尔型
随便写的整数、小数字面值默认什么类型？
- 23 ，默认是int类型 , 加上L/l就是long类型的数据了。
- 23.8，默认是double类型，加上F/f就是float类型了。

package study;

/**
 * 基本数据类型
 */
public class Dome2 {
    public static void main(String[] args) {

        // 整数
        byte a = 1;
        short b = 22;
        int c = 333;
        long d = 4444L;

        // 浮点数
        float e = 5555.5F;
        double f = 666.666;

        // 字符
        char g = '字';

        // 布尔
        boolean h = true;
        boolean i = false;
    }
}

java中的单引号表示字符,java中的双引号是字符串。

单引号引的数据一般是char类型的;双引号引的数据是String类型的。

java中单引号里面只能放一个字母或数字或符号;java中的双引号里面是0到多个字符构成。所以字符可以直接转换成字符串。字符串需要使用charAt(n) 来获取第几个字符。

类型转换

自动类型转换

为什么要进行类型转换？
存在不同类型的变量赋值给其他类型的变量
自动类型转换是什么样的？
类型范围小的变量，可以直接赋值给类型范围大的变量。
自动类型转换底层原理

表达式的自动类型转换

在表达式中，小范围类型的变量会自动转换成当前较大范围的类型再运算。
byte、short、char=>int=>long=>float=>double
达式的最终结果类型由表达式中的最高类型决定。
在表达式中，byte、short、char 是直接转换成int类型参与运算的。

强制类型转换

类型范围大的数据或者变量，不能直接赋值给类型范围小的变量，会报错。
1
2
int a = 20;
byte b = a; // 报错
强制类型转换：可以强行将类型范围大的变量、数据赋值给类型范围小的变量。
1
2
int a = 20;
byte b = (byte) a;
语法是数据类型变量 = (数据类型) 变量或数据
强制类型转换底层原理
注意事项：
- 强制类型转换可能造成数据(丢失)溢出；
- 浮点型强转成整型，直接丢掉(截断)小数部分，保留整数返回。

package study;

/**
 * 强制类型转换
 */
public class Dome4 {
    public static void main(String[] args) {
        // int 类型
        int a = 20;
        // byte 类型，一个字节8位 -128~127
        byte b = (byte) a;

        System.out.println(b);


        int c = 2000;
        byte d = (byte) c;
        System.out.println(d);
    }
}

运算符

基本算术运算符

package study;

/**
 * 算术运算符
 */
public class Dome5 {
    public static void main(String[] args) {
        // 加+
        System.out.println(1 + 1);

        // 减-
        System.out.println(1 - 2);

        // 乘*
        System.out.println(1.0 * 10);

        // 除/
        System.out.println(2 / 3);

        // 取余%
        System.out.println(2 % 3);
    }
}

Java中两个整数相除结果还是整数，浮点数与整数相除结果是浮点数，取决于最高类型是什么。

案例：数值拆分

需求：一个三位数，将其拆分为个位、十位、百位后，打印在控制台
1. 使用 Scanner 键盘录入一个三位数
2. 个位的计算：数值 % 10

公式总结：
个位：数值 % 10
十位：数值 / 10 % 10
百位：数值 / 10 / 10 % 10
千位：数值 / 10 / 10 / 10 % 10;
…

package study;

/**
 * 数值拆分
 */
public class Dome6 {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 362;
        // 个位
        System.out.println("个位" + a % 10);
        // 十位
        System.out.println("十位" + a / 10 % 10);
        // 百位
        System.out.println("百位" + a / 10 / 10 % 10);
    }
}

案例知识：键盘录入技术

// 输入扫描
Scanner scanner1 = new Scanner(System.in);
int b = scanner1.nextInt(); // 接整型
System.out.println(b);

Scanner scanner2 = new Scanner(System.in);
String str = scanner2.next(); // 接字符串
System.out.println(str);

+符号做连接符

“+”符号与字符串运算的时候是用作连接符的，其结果依然是一个字符串。

package study;

/**
 * 加号做连接符
 */
public class Dome7 {
    public static void main(String[] args) {

        int a = 5;

        System.out.println("数字是：" + a);

        // 字符串abc和字符a连接到一起
        System.out.println("abc" + 'a');

        // 字符串abc和a的值连接到一起
        System.out.println("abc" + a);

        // 能算就算，不能算就拼在一起
        System.out.println(5 + a);

        // 无法运算，只能拼接
        System.out.println("abc" + 5 + 'a');

        // 15abc15
        System.out.println(15 + "abc" + 15);

        // 5 + 97 = 102
        System.out.println(a + 'a');

        // 1 + 49 = 50
        System.out.println(1 + '1');
        System.out.println('1' + 1);

        // 将字符串强转为数字，得97
        char ch = 'a';
        int ab = ch;
        System.out.println(ab);

        // a=5 a+"" 5a
        System.out.println(a + "" + 'a');

        // 能算则算：5+97=102  102+”htu“  "102htu"
        System.out.println(a + 'a' + "htu");

        // htu5a
        System.out.println("htu" + a + 'a');

        // 先算小括号：5+97=102  再算小括号外：”htu102“
        System.out.println("htu" + ( a + 'a' ));
    }
}

自增自减运算符

++和-- 既可以放在变量的后边，也可以放在变量的前边。
++和--只能操作变量，不能操作字面量。
注意事项：如果不是单独使用（如在表达式中、或者同时有其它操作），放在变量前后会存在明显区别
1. 放在变量的前面，先对变量进行+1、-1，再拿变量的值进行运算。
2. 放在变量的后面，先拿变量的值进行运算，再对变量的值进行+1、-1

拓展案例(面试笔试题)

int c = 10;
int d = 5;
int rs3 = c++ + ++c - --d - ++d + 1 + c--;
// 10 + 12 - 4 - 5 + 1 + 12
System.out.println(rs3);
System.out.println(c);
System.out.println(d);

逐步分析：

package study;

/**
 * 自增自减运算符扩展案例
 */
public class Dome8 {
    public static void main(String[] args) {
        int c = 10;
        int d = 5;
        int rs3 = c++ + ++c - --d - ++d + 1 + c--;
        // c++ // rs3=10  c=10+1=11
        // ++c // c=11+1=12
        // 10 + ++c // rs3=11+12=23
        // --d // d=5-1=4
        // 23 - --d // rs3=23-4=19
        // ++d // d=4+1=5
        // 19 - ++d // rs3=19-5=14
        // 14 + 1 // rs3=14 + 1 =15
        // c-- // c=12-1=11
        // 15 + 11 // rs3=26
        System.out.println(rs3); // 26
        System.out.println(c); // 11
        System.out.println(d); // 5
    }
}

赋值运算符

作用：
1. 基本作用是赋值，扩展运算符还自带了强制类型转换。
2. +=还可以实现数据的累加，把别人的数据加给自己。

关系运算符

注意：在做相等判断是，千万不要把 == 误写成 =

逻辑运算符

逻辑运算符有哪些，有什么特点？
- 逻辑与 & ：有一个为false、结果是false
- 短路与 && ：一个为false、结果是false。前一个为false,后一个条件不执行了
- 逻辑或 | ：有一个为true、结果是true
- 短路或 || ：一个为true、结果是true。前一个为true，后一个条件不执行了
- 逻辑非 ! ：!false=true、 !true=false
- 逻辑异或 ^ ：相同是false、不同是true
- 注意：实际开发中、常用的逻辑运算符还是：&&、||、!

三元运算符

格式：条件表达式 ? 值1 : 值2;

执行流程：首先计算关系表达式的值，如果值为true，返回值1，如果为false，返回值2

案例：求三个整数最大值

需求：定义三个整数，找出最大值并打印在控制台。
1. 用三元运算符获取前两个整数的最大值，并用临时变量保存起来。num1 > num2 ? num1 : num2;
2. 用三元运算符，让临时最大值，和第三个整数，进行比较，并记录结果。temp > num3 ? temp : num3;
3. 输出结果

package study;

/**
 * 三元运算符案例：求三个整数最大值
 */
public class Dome10 {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 5;
        int b = 3;
        int c = 8;

        int temp = a > b ? a : b;
        System.out.println(temp > c ? temp : c);
    }
}

结合键盘输入：

package study;

import java.util.Scanner;

/**
 * 三元运算符案例：求三个整数最大值
 */
public class Dome10 {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner1 = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入第一个整数：");
        int a = scanner1.nextInt();

        Scanner scanner2 = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入第二个整数：");
        int b = scanner2.nextInt();

        Scanner scanner3 = new Scanner(System.in);
        System.out.println("请输入第三个整数：");
        int c = scanner3.nextInt();

        int temp = a > b ? a : b;
        int max = temp > c ? temp : c;
        System.out.println("最大的数是：" + max);
    }
}

运算符优先级

优先级	运算符
1	`()`
2	`!`、`~`、`++`、`--`
3	`*`、`/`、`%`
4	`+`、`-`
5	`<<`、`>>`、`>>>`
6	`<`、`<=`、`>`、`>=`、`instanceof`
7	`==`、`!=`
8	`&`
9	`^`
10	`
11	`&&`
12	`
13	`?:`
14	`=`、`+=`、`-=`、`*=`、`/=`、`%=`、`&=`

参考内容：

Java中 “~” 运算符的含义

键盘录入技术

请完成Java程序与用户交互，比如录入用户输入的名称、年龄，怎么办？
API（Application Programming Interface,应用程序编程接口）
- Java写好的程序(功能代码)，咱们可以直接调用。
- Oracle 也为Java写好的程序提供了相应的 API文档(技术使用说明书) 。
键盘录入功能实现的三个步骤：
API是什么？
1. Application Programming Interface,应用程序编程接口。
2. Java写好的程序，咱们可以直接调用。
键盘录入的开发步骤
1. 导包：import java.util.Scanner;
2. 抄写代码得到扫描器对象: Scanner sc = new Scanner(System.in)
3. 抄写代码等待接收用户输入的数据: sc.nextInt() 、sc.next()