1 变量

1.1 变量概述

  在Java中变量的应用比常量的应用要多很多。所以变量也是尤为重要的知识点！
  什么是变量？变量是一个内存中的小盒子（小容器），容器是什么？生活中也有很多容器，例如水杯是容器，用来装载水；你家里的大衣柜是容器，用来装载衣裤；饭盒是容器，用来装载饭菜。那么变量是装载什么的呢？答案是数据！结论：变量是内存中装载数据的小盒子，你只能用它来存数据和取数据。
  内存是程序运行时临时存储的，你的程序都是装载在你的硬盘中当你运行时它就进内存了。

1.2 计算机存储单元

  变量是内存中的小容器，用来存储数据。那么计算机内存是怎么存储数据的呢？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。而计算机最小的存储单元叫“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。
  当程序需要使用存储空间时，操作系统最小会分派给程序1个字节，而不是1个位。你可能会说，如果程序只需要1个位的空间，系统分派不能只分派1个位吗？答案是不能！这就像你只需要1支烟，你到商店去买烟，商店分派的最小单元是1盒（20支），他不可能卖给你1支烟。
  你可能会想，1个字节（8位）可以存储很大的数值了，1位最大是9那么8位最大值为99999999。你错了，因为计算机是采用二进行存储的，而不是我们生活中常用的十进制。所以1个字节存储的最大数据是11111111的二进制数。
除了字节外还有一些常用的存储单位

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

计算机的最小存贮单元字节

1.3 基本类型之4类8种

  大衣柜不能用来装载水，水杯也不能用来装载衣裤。这说明不同的容器装载不同的物品。变量也是如此，在创建变量时需要指定变量的数据类型，例如整型变量、浮点型变量等等。结论：变量必须要有明确的类型，什么类型的变量装载什么类型的数据。
  水杯是用来装水的，那么水杯能装多少水呢？一吨？我们知道水杯在创建时不只确定了要装载的是水（数据类型），而且还确定了能装多少水（数据类型的具体种类）。变量也是如此，需要指定变量能装载什么类型的数据，同时也要指定变量能装载多大的数据。
  Java中基本类型一共4类，把这4类展开后共8种基本类型。我们今后编写程序时使用的是这8种基本类型而不是4类，这8种基本类型指定了范围。

1.4 常量与类型

  整数常量可以根据所在范围来确定类型，例如100在-128 ~ 127之间，所以他是byte类型；500在-32768 ~ 32767之间，所以它是short类型；100000在-2147483648 ~ 2147483648之间，所以它是int类型。java中默认的整数类型是int类型
  你可能会认为12345678901在-2^63 ~ 2^63-1之间，所以它是long类型。注意了，这是错误的！！！在Java中整数常量如果不在-2147483648 ~ 2147483648之间就必须添加“L”后缀（小写的也可以，但建议使用大写），在-2147483648 ~ 2147483648之间的也可以添加“L”后缀。也就是说12345678901不在-2147483648 ~ 2147483648之间，所以它在Java中是错误的常量，你必须这样写：12345678901L，这才是正确的常量。所以添加了“L”后缀的整数常量都是long类型的，例如：100L、12345678901L都是long类型的常量。
  浮点类型的常量也可使用后缀，在Java中所有没有后缀以及使用“D”后缀（小写也可以，但建议使用大写）的小数都是double类型；float类型常量必须添加“F”后缀（小写也可以，但建议使用大写）java中默认的浮点类型是double类型

3.14没有后缀，所以它是double类型；
5.28D为double类型；
1.26F为float类型。

通俗的讲，整数默认类型int，浮点默认类型double，在以后的编程中定义整数用int类型，定义浮点数用double

1.5 定义变量（创建变量）

定义变量的语法格式：

数据类型    变量名    =    数据值
int         a        =     100

  其中int是数据类型，指定了变量只能存储整数，而且指定了存储大小4个字节，存储范围为-2147483648～2147483648。
  其中a表示变量名，变量名是标识符，这说明只要是合法的标识符都可以用来做变量名。在程序中可以通过变量名来操作变量（内存中的小盒子）。
  其中“=100”是给变量赋值，即向a变量中写入100（变量是个小盒子，现在小盒子中保存的是100）。注意，给变量赋的值一定要与类型符合，也就是说int类型只能存储整数，而且必须是在-2147483648～2147483648范围内的整数。100满足了这两个条件，所以是正确的。
三个条件缺一不可，变量创建完不赋值可以可以？不可以，变量创建完不赋值，创建它干嘛

练习Variabe.java

public class HelloWorld{
    /*
    定义Java中的变量
    定义出所有数据类型的变量
    四类八种
    数据类型  变量名 =  数据值；
    */
    public static void main(String[] args){
        //定义整数类型，字节类型，byte类型   1个字节
        byte b = 100;
        System.out.println(b);
        //定义整数类型，短整型，short类型    2个字节
        short s = 200;
        System.out.println(s);
        //定义整数类型，整形，int类型        4个字节
        int i = 50000;
        System.out.println(i);
        //定义整数类型，长整形，long类型     8个字节
        long l = 23232390293L;
        System.out.println(l);
        
        //定义浮点类型，单精度，float类型     4个字节
        //F是必须写的
        float f = 1.23F;
        System.out.println(f);
        //定义浮点类型，双精度，double类型    8个字节
        double d = 1.55;
        System.out.println(d);
        
        //定义字符类型char    2个字节
        //必须单引号包裹，只能写一个字符，可以是'a','0','家'
        char c = 'k';
        System.out.println(c);
        
        //定义类型数据布尔类型   1个字节
        //数值只能是true和false
        boolean bool = true;
        System.out.println(bool);
        
        //定义字符串类型，字符串不是基础数据类型，它是引用类型
        String st = "我爱Java";
        System.out.println(st);
    }
}

1.6 变量使用的注意事项

1. 变量定义后可以不赋值，使用时再赋值。不赋值不能使用

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

2. 变量使用时有作用域的限制

public class HelloWorld{
    public static void main(String[] args){
        int x = 20;
        {
            int y = 30;
        }
        System.out.println(x);
        System.out.println(y);
    }
}

3. 变量不可以重复定义

public class HelloWorld{
    public static void main(String[] args){
        int x = 20;
        double x = 1.23;
    }
}

1.7 数据类型转换

  不同类型的变量是否可以在一起运算呢？答案是可以的，但要先进行类型转换再运算。
  其实，目前学习的数据，它的表示方式是可以灵活多变的，比如把小数转换成整数的操作
转换的过程中，数据遵循一个原则：
  范围小的数据类型值（如byte），可以直接转换为范围大的数据类型值（如int）；
  范围大的数据类型值（如int），不可以直接转换为范围小的数据类型值（如byte）

数据类型按照数据范围从小到大依次列出：

byte -> short -> int -> long -> float -> double

关于数据类型转换有两种方式：
自动类型转换
表示范围小的数据类型转换成范围大的数据类型，这种方式称为自动类型转换
自动类型转换格式：范围大的数据类型 变量 = 范围小的数据类型值；

public class HelloWorld{
    public static void main(String[] args){
        double d;
        int i = 1000;
        d = i;
        System.out.println(d);
    }
}

强制类型转换
表示范围大的数据类型转换成范围小的数据类型，这种方式称为强制类型转换
强制类型转换格式：范围小的数据类型 变量 = (范围小的数据类型) 范围大的数据类型值;

public class Const{
    public static void main(String[] args){
        int  i = (int)6.718;   //i的值为6
        double  d = 3.14;
        int  i2 = (int)d;     //i2的值为3
        System.out.println(i);
        System.out.println(i2);
    }
}

2 运算符

2.1 算术运算符

  运算符是用来计算数据的符号。数据可以是常量，也可以是变量。被运算符操作的数我们称为操作数。
  算术运算符最常见的操作就是将操作数参与数学计算，具体使用看下图：

我们在使用算术运算符时，记得要注意下列事项：
  加法运算符在连接字符串时要注意，只有直接与字符串相加才会转成字符串。
  除法“/”当两边为整数时，取整数部分，舍余数。当其中一边为浮点型时，按正常规则相除。
  “%”为整除取余符号，小数取余没有意义。结果符号与被取余符号相同。
  整数做被除数，0不能做除数，否则报错。
代码演示

/*
    算数运算符
    + 加法，连
    - 减法
    * 乘法
    / 除法
    % 取模，获取余数
    ++ 自增1
    --自减1
*/
public class HelloWorld{
    public static void main(String[] args){
            //+ 连接作用，将一个字符串与其他数据连起来
            //+ 遇到字符串，变成连接符号"5+5=55"
            //+ 任何类型只要和字符串+，所有的数据都变成了字符串
            System.out.println("5+5="+5+5);
            
            //除法运算
            int i = 100;
            int j = 9;
            System.out.println(100/9);
            
            //取模运算，两个数相处，获取余数
            int k = 6;
            int m = 4;
            System.out.println(k%m);
            
            //自增运算
            int a = 3;
            int b = 4;
            
            a++;  //变量a自己增加1
            System.out.println(a);
            
            ++b;
            System.out.println(b);
    }
}

2.2 算数运算符++、--的使用

  在一般情况下，算数运算符不会改变参与计算的变量值。而是在原有变量值不变的情况下，计算出新的值。但是有些操作符会改变参与计算的变量的值，比如++，--。
++,--运算符单独使用，不参与运算操作时，运算符前后位置导致的运算结果是一致的。
++，--运算符参与运算操作时，发生了怎样的变化。
  j = i++ ++后算，先将i的值赋值j，i自己在++
  n = ++m ++先算，变量m++，然后赋值给n

/*
    ++ 写在变量前面和卸载变量后面有区别
    a = 1
    a++
    ++a
    符号写在前面，还是后面，在变量自己独立运算的时候没有区别
    但是变量，要是参与其他运算时，就有区别了
    
    j = i++  ++后算，先将i的值赋值j，i自己在++
    n = ++m  ++先算，变量m自增，然后赋值给n
    
*/
public class HelloWorld{
    public static void main(String[] args){
        int i = 5;
        int j = i++;
        System.out.println(i);  //6
        System.out.println(j);  //5
        
        int m = 5;
        int n = ++m;
        System.out.println(m);  //6
        System.out.println(n);  //6
        
        int a = 3;
        int b;
        b = a++ + 10;
        System.out.println(a);  //4
        System.out.println(b);  //13

        int c = 3;
        int d;
        d = ++c + 10;
        System.out.println(c); //4
        System.out.println(d); //14
    }
}

2.3 赋值运算符

赋值运算符就是为变量赋值的符号，赋值运算符的使用看下图

注意：诸如+=这样形式的赋值运算符，会将结果自动强转成等号左边的数据类型。
写一个代码，我们看一下赋值运算符的使用

/*
 * 赋值运算符
 * +=, -=, *=, /=, %= ： 
 * 上面的运算符作用：将等号左右两边计算，会将结果自动强转成等号左边的数据类型,再赋值给等号左边的
 * 注意：赋值运算符左边必须是变量
 */
public class HelloWorld{
    public static void main(String[] args){
        // = 赋值运算，将右面的值赋值给左边的值
        int i = 3;
        int j;
        j = i;
        System.out.println(j);
        
        //+= 赋值运算符 k1 += 3
        int k1 = 5;
        k1 += 6;
        System.out.println(k1);
        
        byte b = 1;
        //b = b+1;    //这种写法，b是字节类型，1是int类型  b+1是int类型，再赋值给b，报损失精度错误
        b = (byte)(b+1);
        System.out.println(b);
        
        byte b1 = 1;
        b1 += 10; // 会将结果自动强转成等号左边的数据类型,再赋值给等号左边的
        System.out.println(b1);
    }
}

2.4 比较运算符

  比较运算符，又叫关系运算符，它是用来判断两个操作数的大小关系及是否相等关系的，结果是布尔值true或者false。

这里需要注意一下：
  赋值运算符的 = 符号与比较运算符的 == 符号是有区别的，如下：

赋值运算符的 = 符号，是用来将 = 符号右边的值，赋值给 = 符号左边的变量；
比较运算符的 == 符号，是用来判断 == 符号 左右变量的值是否相等的。

我们通过下面的一段代码，我们演示一下这个注意事项：

/*
    比较运算符，计算结果 只能有2个可能，true,false
    结果的数据类型，boolean类型
    == 比较符号两边的数据
    ！= 比较符号两边的数据
    >  比较符号两边的数据
    <  比较符号两边的数据
    >= 比较符号两边的数据
    <= 比较符号两边的数据
 */
public class HelloWorld{
    public static void main(String[] args){
        int i = 3;
        int j = 4;
        System.out.println(i=j);
        System.out.println(i==j);
    }
}

2.5 逻辑运算符

逻辑运算符，它是用于布尔值进行运算的，运算的最终结果为布尔值true或false。

看完图后，我们来看一下逻辑运算符的常规使用方式：
  逻辑运算符通常连接两个其他表达式计算后的布尔值结果
日后的开发中只用下面3个：
  短路与&&:参与运算的两边数据，有false，则运算结果为false；
  短路或||:参与运算的两边数据，有true，则运算结果为true；
  逻辑非! : 参与运算的数据，原先是true则变成false，原先是false则变成true。

/*
    逻辑运算，对两个boolean类型数据之间进行计算
    结果也是boolean类型
    &：一边是false，运行结果就是false
    |：一边是true，运算结果就是true
    ^：两相同为false，不同为true
    !：取反
    &&：短路与，左边false，右边不运行
    ||：短路或，左边true，右边不运行
 */
public class HelloWorld{
    public static void main(String[] args){
        System.out.println(false&true);
        System.out.println(false|true);
        System.out.println(false^true);
        System.out.println(!false);
        
        int i = 3;
        int j = 4;
        System.out.println(3>4&&++j>2);
        System.out.println(i);  //3
        System.out.println(j);  //4,不计算
        
        int a = 3;
        int b = 4;
        System.out.println(3==3||++b>2);
        System.out.println(a);  //3
        System.out.println(b);  //4,不计算
    }
}

2.6 三元运算符

格式：

(条件表达式)？表达式1：表达式2；

三元运算符运算规则：
先判断条件表达式的值，若为true，运算结果为表达式1；若为false，运算结果为表达式2。
通过代码演示，我们来学习下三元运算符的使用：

/*
    三算运算符
    公式：
        布尔表达式 ？结果1:结果2；
        布尔表达式的结果true，三元运算符的结果，就是结果1
        布尔表达式的结果false，三元运算符的结果，就是结果2
 */
public class HelloWorld{
    public static void main(String[] args){
        System.out.println(3>2?99:88);
    }
}

2.7 运算符优先级

  在学习运算符的过程中，我们发现，当多个运算符一起使用的时候，容易出现不清晰先后运算顺序的问题，那么，在这里，我们来学习下，运算符之间的运算优先级。
  下图是每种运算符的优先级，按照运算先后顺序排序（优先级相同的情况下，按照从左到右的顺序依次运算）

3 引用数据类型

3.1 Scanner类

  我们要学的Scanner类是属于引用数据类型，我们先了解下引用数据类型。
引用数据类型的使用
  与定义基本数据类型变量不同，引用数据类型的变量定义及赋值有一个相对固定的步骤或格式。

数据类型  变量名  =  new 数据类型();

  每种引用数据类型都有其功能，我们可以调用该类型实例的功能。

变量名.方法名();

Scanner类
Scanner类是引用数据类型的一种，我们可以使用该类来完成用户键盘录入，获取到录入的数据。
Scanner使用步骤：
  导包：import java.util.Scanner;
  创建对象实例：Scanner sc = new Scanner(System.in);
调用方法：
  int i = sc.nextInt(); 用来接收控制台录入的数字
  String s = sc.next(); 用来接收控制台录入的字符串
注意：我们自己定义的类和Java中已有的类不能冲突，否则会报错
Scanner的位置

java工具类的位置
src.zrp—java—util

了解完Scanner类，我们编写代码来使用下它

/*
    引用数据类型，java中已经存在，是sun为我们做好的类，使用它
    定义引用数据类型，和基本数据类型的区别
        格式：
            类型  变量名 = new 类型()；
        举例：创建Scanner类变量
            Scanner sc = new Scanner();
    每个引用类型都有自己的功能，如何使用
        格式：
            变量.功能名字();
    Scanner类作用，让我们在命令行中接受键盘的输入
    使用Scanner类的步骤
        1.导入包，指明类所在的文件，关键字import
        java文件夹——util文件夹
        2.公式，创建出Scanner类型变量
        3.变量.功能，完成键盘输入
*/

import java.util.Scanner;
public class HelloWorld{
    public static void main(String[] args){
        //创建Scanner引用类型的变量
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        //获取数字
        System.out.println("请输入一个数字");
        int n = sc.nextInt();
        System.out.println("n的值为"+n);
        
        //获取字符串
        System.out.println("请输入一个字符串");
        String str = sc.next();
        System.out.println("str的值为"+str);
        
    }
}

3.2 随机数类Random

  我们来学习下，用来产生随机数的类Random，它也属于引用数据类型。
  这个Random类，它可以产生多种数据类型的随机数，在这里我们主要介绍生成整数与小数的方式。
方法简介

public int nextInt(int maxValue)    产生[0,maxValue)范围的随机整数，包含0，不包含maxValue；
public double nextDouble()  产生[0,1)范围的随机小数，包含0.0，不包含1.0。

引用数据类型的使用方式，在学习键盘录入Scanner时，我们已经学习过，在这里，再次回顾一下：
  Random使用方式:
  import导包：所属包java.util.Random
  创建实例格式：Random 变量名 = new Random();

接下来，通过一段代码，一起学习下Random类的使用

import java.util.Random;
public class HelloWorld{
    public static void main(String[] args){
        //创建Random引用类型的实例
        Random r = new Random();
        //得到0-99范围的随机数
        int i = r.nextInt(100);
        //得到0.0-1.0范围的小数
        double d = r.nextDouble();
        System.out.println(i);
        System.out.println(d);
    }
}