JavaSE第02篇：Java基础语法之变量、数据类型

本篇将会从上一篇的第一个Java程序开始，详细讲解Java的基础语法。

由于Java基础语法内容比较丰富，为了更加高质量的、有节奏的、阶段性的讲解，我们后续将会陆续展开多篇文章讲解。

本篇文章将会详细地主要讲解Java基础语法之常量、变量、数据类型、数据类型转换

第一章：注释和关键字

在JavaSE第01篇时，我们写了第一个Java程序如下：

public class HelloWorld{
    public static void main(String[]args){
        System.out.println("Hello World！");
    }
}

接下来，我们将会认识到Java中的注释和 关键字

1.1-注释（理解）

注释，顾名思义，就是解释。

就像我们学习文言文时，文言文的译文就是注释。

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在编程中，注释是对代码的解释和说明文字，可以提高程序的可读性，因此在程序中添加必要的注释文字十分重要。

注意：程序在执行时，不会执行注释的内容。

Java中的注释分为三种：

单行注释
多行注释
文档注释（后续文章会详细讲解）

单行注释：单行注释的格式是使用 //，从 // 开始至本行结尾的文字将作为注释文字。

public class HelloWorld{
    public static void main(String[]args){
        // 在命令窗口，输出“Hello World”。 单行注释
        System.out.println("Hello World！");
    }
}

多行注释：多行注释的格式是使用/* 和 */将一段较长的注释括起来。

public class HelloWorld{
    /*
        多行注释
        main方法
        这是java程序执行的入口
    */
    public static void main(String[]args){
        System.out.println("Hello World！");
    }
}

文档注释：档注释以 /** 开始，以 */ 结束。

关于文档注释，后续文章我们会详细讲解。

1.2-关键字（理解）

关键字，顾名思义，具有特殊含义的字词。

就像月光宝盒穿越时的咒语一样，只有念波若波若蜜这个咒语才能穿越有效。

在编程中，我们使用编程工具编程时，可以发现有些代码的颜色比较别致，如public、class、static等，这些代码词就是关键字，它们是java程序中必须存在的字词，若缺失它们，代码将会无效。

在Java编程中，关于关键字，有很多，我们后续将会逐一的认识它们。

注意：关键字的字母全部小写。

第二章：常量和数据类型

万事万物，从程序的角度来看其实就是数据。

比如：我们微信聊天发送的文字、图片、语音、视频等对于计算机来说就是数据，我们上网购物所看到的商品的价格、评论、数量等对于计算机来说也是数据，我们玩的游戏如“王者荣耀”或吃鸡中的游戏人物的皮肤、生命值、攻击力、武器等对于计算机来说也是数据。

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2.1-常量 (记忆)

常量：计算机程序运行时，不会被程序修改的量（数据）。

Java中的常量分类：

常量类型	说明	举例
字符串常量	用双引号括起来字符（可以包含0个、一个或多个）	如：""、"HelloWorld"、"你好"
整数常量	整数数字	如：-2、0、10
小数常量	带有小数点的数字	如：3.14、99.9
布尔常量	布尔值，表示真假，有且仅有两个值true和false	如：true，false
字符常量	用单引号括起来的一个字符	如：'1'，'a'，'好'
空常量	一个特殊的值，空值，值为null	如：null

除空常量外，其他常量均可使用输出语句直接输出。

public class Constant{
    public static void main(String[]args){
        // 字符串常量
        System.out.println("Hello World！");
        // 整数常量
        System.out.println(100);
        // 小数常量
        System.out.println(3.14);
        // 字符常量
        System.out.println('a');
        // 布尔常量 true也是关键字
        System.out.println(true);
        // 布尔常量 false也是关键字
        System.out.println(false);
        // 空常量 null 也是关键字,不能被输出,否则编译错误
        // System.out.println(null);
    }
}

2.2-数据类型（记忆）

数据类型，顾名思义，就是数据的种类。

数据为什么要区分类型呢？

因为它们有不同的特点，适用于不同的地方。我们可以根据不同的需要，而选择类型。

比如：

我们在用程序表达一个人的身高、体重、拥有多少财富时，可以用整数或小数表示；
我们用程序表达一个商品介绍时，可以用字符串来表示；
我们在用程序表达一个判断时（比如：10大于4吗？），可以布尔值true或false来表达结果。
......

在Java中数据类型有哪些？

Java是一个强类型语言，Java中的数据必须明确数据类型。在Java中的数据类型包括：

基本数据类型
引用数据类型

本篇文章我们先学习基本数据类型，后续我们会讲解引用数据类型。

计算机存储单元

我们知道计算机是可以用来存储数据的。

但是无论是内存还是硬盘，计算机存储设备的最小信息单元叫“位（bit）”，我们又称之为“比特位”，通常用小写的字母”b”表示。而计算机中最基本的存储单元叫“字节（byte）”，

通常用大写字母”B”表示，字节是由连续的8个位组成。

除了字节外还有一些常用的存储单位，其换算单位如下：

1B（字节） = 8bit
1KB = 1024B
1MB = 1024KB
1GB = 1024MB
1TB = 1024GB

Java中的基本数据类型

数据类型	关键字	内存占用	取值范围
整数类型	byte	1个字节	-128~127
	short	2个字节	-32768~32767
	int(默认)	4个字节	-2的31次方到2的31次方-1
	long	8个字节	-2的63次方到2的63次方-1
浮点类型	float	4个字节	负数：-3.402823E+38到-1.401298E-45 正数： 1.401298E-45到3.402823E+38
	double(默认)	8个字节	负数：-1.797693E+308到-4.9000000E-324 正数：4.9000000E-324 到1.797693E+308
字符类型	char	2个字节	0-65535
布尔类型	boolean	1个字节	true，false

注意：

e+38表示是乘以10的38次方，同样，e-45表示乘以10的负45次方。
在java中整数默认是int类型，浮点数默认是double类型。

第三章：计算机的组成

3.1-本章介绍（了解）

为了更好地理解后续知识，我们需要简单了解计算机的组成部分，及一个程序从开发到运行的过程中，计算机的不同的硬件做了什么事情。

3.2-计算机的组成部分（了解）

计算机由两部分组成：

软件
硬件

软件

系统软件
- macOS
- linux
- windows
应用软件
- QQ
- 微信
- 浏览器
- ...

硬件

计算机由很多硬件组成，其中包括有硬盘、内存、cpu、屏幕、摄像头等等。我们重点来了解以下硬件的作用：

硬盘
- 存储数据，长久存储数据，计算机关机或重启时，数据依然存在。
内存
- 存储数据，临时存放程序运行中的数据，计算机关机或重启时，内存中的数据会被释放。
cpu
- 处理指令、执行操作、控制时间、处理数据，比如：计算 1 + 1，cpu会计算出结果 2

3.3-软件和硬件的关系（了解）

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第四章：变量

4.1-为什么需要变量（理解）

需求：在命令窗口中连续输出10个数字6，实现代码如下：

public class HelloWorld{
    public static void main(String[]args){
        System.out.println(6);
        System.out.println(6);
        System.out.println(6);
        System.out.println(6);
        System.out.println(6);
        System.out.println(6);
        System.out.println(6);
        System.out.println(6);
        System.out.println(6);
        System.out.println(6);
    }
}

需求变更：将输出的数字6更改为数字7。

此时，我们会通常会把代码中10个地方输出的数字6更改为数字7。

问题：我们可以发现，这样操作比较麻烦（若有100个地方输出6，那岂不是要更改100个地方）。

分析：若能有一个暂存位置（标记），存放要输出的数字，若需要更改时直接修改暂存位置（标记）的数据即可。

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我把这个暂存数据的位置称为变量。

总结：在计算机中，程序运行需要对数据进行处理，而程序中的数据在运行时会存储在内存中，编程中需要频繁操作内存中的数据，为了方便操作，程序中需要通过变量名作为标识符来操作内存中相关的数据。

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4.2-什么是变量（理解）

变量就是在内存中所分配给数据的一块空间。同时内存会为该空间指定一个内存地址。

程序中可以通过变量名操作内存中的数据，操作包括两方面。

读取数据
修改数据

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为了便于理解，我们可以把内存理解为宾馆，把内存中的一块空间理解为一个房间，把房间里的物品理解为数据，把房间的门牌号理解为内存地址，把房卡理解为变量名。

必须用房卡，才能进出宾馆中的指定门牌号房间，使用房间里的物品。

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4.3-变量的定义和使用（记忆）

定义变量

基本格式：数据类型变量名 = 数据

public static void main(String[] args) {
        /* 基本格式：数据类型 变量名 = 数据 */;
        int age = 10;
        /* 其他格式: 先定义，后赋值 */
        int num1;
        num1 = 10;
        /* 其他格式：批量定义赋值 */
        int a = 10,b = 20,c = 30;
}

使用变量

使用方式：在程序中，直接调用变量名即可。可以通过变量名多次调用内存中数据。

public static void main(String[] args) {
        /* 定义变量 */;
        int age = 10;
        /* 调用变量 */
        System.out.println(age); // 输出结果：10
        System.out.println(age); // 输出结果：10
}

4.4-使用变量注意事项（记忆）

同一对花括号中，变量名不能重复。
变量在使用之前，必须初始化（赋值）。
定义long类型的变量时，需要在整数的后面加L（大小写均可，建议大写）。因为整数默认是int类型，整数太大可能超出int范围。
定义flfloat类型的变量时，需要在小数的后面加F（大小写均可，建议大写）。因为浮点数的默认类型是double， double的取值范围是大于flfloat的，类型不兼容。

public class Variable{
    public static void main(String[]args){
        //【常见问题1：变量使用之前未赋值】
        int a;
        // System.out.println(a); // 错误：在使用变量时，必须初始化变量值，变量必须赋值。
        a = 10;
        System.out.println(a);
        
        //【常见问题2：变量名不能重复】
        // boolean a = true;      // 错误：变量名已经定义
        // System.out.println(a);
        
        //【long类型数据值后加L】
        long num1 = 3333333333333333L;
        System.out.println(num1);
        
        //【float类型数据值后加F】
        float num2 = 3.14f;
        System.out.println(num2);
    }
}

4.5-标识符的命名规则和规范（记忆）

标识符是用户编程时使用的名字，用于给类、方法、变量、常量等命名。

Java中标识符的组成规则：

由字母、数字、下划线“_”、美元符号“$”组成，第一个字符不能是数字。
不能使用java中的关键字作为标识符。
标识符对大小写敏感（区分大小写）。

Java中标识符的命名规范：

小驼峰式命名：变量名、方法名首字母小写，从第二个单词开始每个单词的首字母大写。
大驼峰式命名：类名每个单词的首字母都大写。
另外，标识符的命名最好可以做到见名知意

第五章：数据类型转换

5.1-数据类型转换（理解）

自动转换（隐式）

特点：不需要特殊的代码处理，会自动转换。

规则：针对数字和字符，范围小的类型会自动转换为范围大的类型。

代码：

public static void main(String[] args) {
        /* 字节类型 */
        byte a = 10;
        /* 整型 */
        int b = a;
        // 结果：字节类型10会自动转换为int类型
}

强制转换（显式）

特点：需要特殊代码处理
格式：(要转换的数据类型)数据

代码：

public static void main(String[] args) {
        /* 大范围数据无法自动转换为小范围数据 */
        // int a = 20;
        // byte b = a;  
        // 结果：编译错误
        
        /* 强制转换 */
        int a = 20;
        byte b = (byte)a;
        // 结果：转换成功
 }

注意事项：

事项：
1. 强制转换可能会造成数据溢出。
2. 强制转换可能会丢失精度。

代码：

public static void main(String[] args) {
        /* 数据溢出 */
        int a = 130;
        byte b = (byte)a;
        System.out.println(b);
        // 运行结果：-126
        // 原因：130超出了byte表示范围

        /* 丢失精度 */
        double pai = 3.14;
        int c = (int)pai;
        System.out.println(c);
        // 运行结果：3
        // 丢失了0.14
}

5.2-其他注意事项（了解）

char类型的数据转换为int类型是按照码表中对应的int值进行计算的。比如在ASCII码表中，'a'对应97。

int a = 'a'; 
System.out.println(a); // 将输出97

整数默认是int类型，byte、short和char类型数据参与运算均会自动转换为int类型

byte b1 = 10; 
byte b2 = 20; 
byte b3 = b1 + b2; // 第三行代码会报错，b1和b2会自动转换为int类型，计算结果为int，int赋值给byte需要强制类型转换。 
// 修改为: int num = b1 + b2; // 或者： byte b3 = (byte) (b1 + b2);

JavaSE第02篇：Java基础语法之变量、数据类型

第一章：注释和关键字

1.1-注释 （理解）

1.2-关键字 （理解）

第二章：常量和数据类型

2.1-常量 (记忆)

2.2-数据类型（记忆）

第三章：计算机的组成

3.1-本章介绍（了解）

3.2-计算机的组成部分（了解）

3.3-软件和硬件的关系（了解）

第四章：变量

4.1-为什么需要变量（理解）

4.2-什么是变量（理解）

4.3-变量的定义和使用（记忆）

4.4-使用变量注意事项（记忆）

4.5-标识符的命名规则和规范（记忆）

第五章：数据类型转换

5.1-数据类型转换（理解）

5.2-其他注意事项（了解）

1.1-注释（理解）

1.2-关键字（理解）