Java-模块二-2

整数类型

• byte：在 Java 中占用8位（1字节），因此它的取值范围是从 -128 到 127。这是最小的整数类型，适合用于节省空间的情况。

• short：这种类型的大小是16位（2字节），允许的数值范围从 -32,768 到 32,767。当需要比 byte 更大的数值范围但又不想使用更大的存储空间时，可以使用 short 类型。

• int：作为最常用的整数类型，int 占用32位（4字节），支持的数值范围从 -2,147,483,648 到 2,147,483,647。它适用于大多数整数运算场景。

• long：这是一种64位（8字节）的数据类型，提供了极大的数值范围，从 -9,223,372,036,854,775,808 到 9,223,372,036,854,775,807。当你需要处理超出 int 范围的数值时，可以选择 long。

浮点类型

• float：这是一种单精度浮点数类型，占用32位（4字节）。它可以表示大约7位有效数字的数值范围，适用于需要小数点数值且对精度要求不是特别高的情况。

• double：双精度浮点数占用64位（8字节），能够提供大约15位的有效数字。对于需要高精度的小数运算，通常推荐使用 double 类型。

字符类型

• char：字符类型占用16位（2字节），基于Unicode编码，意味着它可以表示一个广泛的字符集中的任何一个字符。其取值范围是0到65,535，对应于Unicode字符集中的字符。

布尔类型

• boolean：布尔类型用于表示逻辑值，仅有两个可能的值：true 和 false。尽管它的实际内存大小没有明确规定，但它仅限于这两个值之一，用于条件判断和控制流程。

变量的运算

1）算术运算

算术运算是最常见的运算类型，用于执行数学计算。常见的算术运算符包括：

• +：加法
• -：减法
• *：乘法
• /：除法
• %：取模（求余数）
• ++：自增（增加1）
• --：自减（减少1）

示例：

int a = 10;
int b = 3;
int sum = a + b; // 加法，sum = 13
int diff = a - b; // 减法，diff = 7
int product = a * b; // 乘法，product = 30
int quotient = a / b; // 整数除法，quotient = 3（只保留整数部分）
int remainder = a % b; // 取模，remainder = 1
a++; // 自增，a = 11
b--; // 自减，b = 2

注意：

• 如果两个整数相除，结果会是整数（小数部分会被截断）。如果需要浮点数结果，至少一个操作数应该是浮点数。
• 取模运算的结果符号与被除数相同。

---

（2）关系运算

关系运算用来比较两个变量或值，返回布尔值（true 或 false）。常见关系运算符包括：

• ==：等于
• !=：不等于
• >：大于
• <：小于
• >=：大于等于
• <=：小于等于

示例：

int x = 5;
int y = 10;
boolean isEqual = (x == y); // false
boolean isNotEqual = (x != y); // true
boolean isGreater = (x > y); // false
boolean isLessOrEqual = (x <= y); // true

---

（3）逻辑运算

逻辑运算用于对布尔值进行组合或操作，返回布尔值。常见逻辑运算符包括：

• &&：逻辑与（AND），当且仅当两个操作数都为 true 时返回 true
• ||：逻辑或（OR），当任意一个操作数为 true 时返回 true
• !：逻辑非（NOT），反转布尔值

示例：

boolean a = true;
boolean b = false;
boolean result1 = a && b; // false
boolean result2 = a || b; // true
boolean result3 = !a; // false

短路特性：

• && 和 || 具有短路特性。例如，在 a && b 中，如果 a 为 false，则不会计算 b 的值，因为整个表达式已经确定为 false。

---

（4）位运算

位运算直接对变量的二进制位进行操作。常见位运算符包括：

• &：按位与
• |：按位或
• ^：按位异或
• ~：按位取反
• <<：左移
• >>：右移（带符号）
• >>>：无符号右移

示例：

int a = 6; // 二进制：0110
int b = 3; // 二进制：0011
int andResult = a & b; // 按位与：0010（十进制：2）
int orResult = a | b; // 按位或：0111（十进制：7）
int xorResult = a ^ b; // 按位异或：0101（十进制：5）
int notResult = ~a; // 按位取反：11111111111111111111111111111001（十进制：-7）
int shiftLeft = a << 1; // 左移一位：1100（十进制：12）
int shiftRight = a >> 1; // 右移一位：0011（十进制：3）

---

（5）赋值运算

赋值运算将右侧的值赋给左侧的变量。常见的赋值运算符包括：

• =：简单赋值
• +=：加后赋值
• -=：减后赋值
• *=：乘后赋值
• /=：除后赋值
• %=：取模后赋值
• <<=、>>=、>>>=：位移后赋值

示例：

int x = 10;
x += 5; // 等价于 x = x + 5，x = 15
x -= 3; // 等价于 x = x - 3，x = 12
x *= 2; // 等价于 x = x * 2，x = 24
x /= 4; // 等价于 x = x / 4，x = 6
x %= 5; // 等价于 x = x % 5，x = 1

---

2. 运算注意事项

• 数据类型转换：

  • 当不同数据类型参与运算时，Java 会自动进行类型提升（隐式转换）。例如，int 和 double 运算时，int 会被提升为 double。
  • 如果需要显式转换，可以使用强制类型转换（如 (int)）。

  示例：

  int a = 5;
  double b = 2.5;
  double result = a + b; // 自动提升为 double，result = 7.5
  int truncated = (int) result; // 强制转换为 int，truncated = 7
  

• 溢出问题：

  • 如果变量的值超出了其数据类型的取值范围，会导致溢出。例如，byte 类型的最大值是 127，如果对其加 1，则会溢出为 -128。

  示例：

  byte b = 127;
  b++; // 溢出，b = -128
  

• 运算符优先级：

  • 不同运算符有不同的优先级。例如，* 和 / 的优先级高于 + 和 -。
  • 使用括号可以改变优先级。

  示例：

  int result = 10 + 5 * 2; // 先乘后加，result = 20
  int resultWithParentheses = (10 + 5) * 2; // 先加后乘，resultWithParentheses = 30
  

---

3. 总结

变量的运算是编程中的核心内容，涵盖了算术、关系、逻辑、位运算以及赋值等多种操作。掌握这些运算规则及其注意事项，可以帮助你编写高效、安全的代码。不同类型的数据在运算时需要注意类型转换和溢出等问题，以避免潜在的错误。

转义字符

1. 常见转义字符

（1）换行符：\n

• 表示换行。

• 将光标移动到下一行的开头。

• 示例：

  System.out.println("Hello\nWorld");
  // 输出：
  // Hello
  // World
  

（2）水平制表符：\t

• 插入一个水平制表位，通常相当于 4 或 8 个空格。
• 示例：

  System.out.println("Name:\tAlice");
  // 输出：
  // Name:    Alice
  

（3）反斜杠：\\

• 用于表示一个反斜杠字符本身。

• 示例：

  System.out.println("C:\\Program Files\\Java");
  // 输出：
  // C:\Program Files\Java
  

（4）双引号：\"

• 用于表示字符串中的双引号字符。

• 示例：

  System.out.println("He said, \"Hello!\"");
  // 输出：
  // He said, "Hello!"
  

（5）单引号：\'

• 用于表示字符字面量中的单引号字符。

• 示例：

  char singleQuote = '\'';
  System.out.println(singleQuote);
  // 输出：
  // '
  

（6）退格符：\b

• 表示退格操作，将光标回退一格。

• 示例：

  System.out.println("Hello\bWorld");
  // 输出：
  // HellWorld
  

（7）回车符：\r

• 表示回车操作，将光标移动到当前行的开头。
• 示例：

  System.out.println("Hello\rWorld");
  // 输出：
  // World
  

（8）换页符：\f

• 表示换页操作，主要用于打印机等设备。
• 示例：

  System.out.println("Page1\fPage2");
  // 输出：
  // Page1
  // （分页效果）
  

（9）Unicode 字符：\uXXXX

• 用于表示 Unicode 字符，其中 XXXX 是四位十六进制数。

• 示例：

  System.out.println("\u0041"); // 输出字符 'A'
  

---

2. 转义字符的应用场景

（1）处理文件路径

在 Windows 系统中，文件路径中使用反斜杠（\），但在 Java 字符串中需要对反斜杠进行转义。

String filePath = "C:\\Users\\Alice\\Documents\\file.txt";
System.out.println(filePath);
// 输出：
// C:\Users\Alice\Documents\file.txt

（2）格式化输出

使用 \n 和 \t 可以轻松实现换行和对齐。

System.out.println("Name:\tAlice\nAge:\t25");
// 输出：
// Name:   Alice
// Age:    25

（3）嵌入特殊字符

如果需要在字符串中包含双引号或单引号，可以使用转义字符。

System.out.println("She said, \"It's a beautiful day!\"");
// 输出：
// She said, "It's a beautiful day!"

（4）Unicode 字符支持

使用 \uXXXX 可以插入任何 Unicode 字符。

System.out.println("Smile: \u263A"); // 输出笑脸符号 ☺

---

3. 注意事项

• 转义字符仅适用于字符串和字符字面量

  • 转义字符只能出现在字符串（"..."）或字符（'...'）中。
  • 如果在其他地方使用（如注释中），则不会被解析为转义字符。

• 非法转义字符会导致编译错误

  • 如果使用了未定义的转义字符（如 \z），编译器会报错。

  • 示例：

    System.out.println("Invalid escape sequence: \z");
    // 编译错误：Illegal escape character in string literal
    

• 转义字符的长度

  • 转义字符被视为单个字符。例如，'\n' 的长度为 1。

float和double的区别

在 Java 中，float 和 double 都是用于表示浮点数的数据类型，但它们之间存在一些重要的区别。这些差异主要体现在精度、取值范围以及内存占用等方面。

1. 精度
   float：单精度浮点数，提供大约7位有效数字的精度。
   double：双精度浮点数，提供大约15位有效数字的精度。
   由于 double 提供更高的精度，所以在需要高精度计算时通常推荐使用 double 类型。

2. 取值范围
   float：
   取值范围大约是从 ±3.4E-38 到 ±3.4E+38。
   占用32位（4字节）存储空间。
   double：
   取值范围大约是从 ±1.7E-308 到 ±1.7E+308。
   占用64位（8字节）存储空间。
   因此，double 不仅提供了更高的精度，还拥有更广的数值范围。

3. 内存占用
   float：因为是单精度浮点数，所以占用较少的内存（32位/4字节），适用于对内存使用有严格要求的情况。
   double：作为双精度浮点数，它占用更多的内存（64位/8字节），但在大多数现代计算机上，这点额外的开销通常是可接受的，尤其是考虑到其提供的更高精度和更广的数值范围。

4. 默认类型
   在 Java 中，如果一个浮点数没有特别指定为 float 类型，默认它是 double 类型。例如，直接写出 3.14 是一个 double 值，而要将其定义为 float 类型，则需要在其后加上 f 或 F，如 3.14f。

5. 应用场景
   float：当程序对内存使用非常敏感，且不需要非常高精度的浮点数运算时（比如图形处理、游戏开发等），可以考虑使用 float。
   double：对于科学计算、工程应用或其他需要高精度浮点数运算的应用场景，建议使用 double。
   示例代码

float floatVar = 3.14f; // 使用 'f' 后缀来声明 float 变量
double doubleVar = 3.14; // 默认为 double 类型System.out.println("Float value: " + floatVar);
System.out.println("Double value: " + doubleVar);