数据类型和变量

数据类型用于对数据归类，以便于理解和操作。对Java语言而言，有如下基本数据类型。

• 整数类型：有4种整型byte/short/int/long,分别有不同的取值范围；
• 小数类型：有两种类型Hoat/doublc,有不同的取值范围和精度；
• 字符类型：char,表示单个字符；
• 真假类型：boolean，表示真假。

为了操作数据，需要把数据存放到内存中。所谓内存在程序看来就是一块有地址编号的连续的空 间，数据放到内存中的某个位置后，为了方便地找到和操作这个数据，需要给这个位置起一个名字。编程 语言通过变量这个概念来表示这个过程。

变量就是给数据起名字，方便找不同的数据，它的值可以变，但含义不应变。

基本数据类型

整数类型

整数类型有byte、short、int和long,分别占1、2、4、8个字节

赋值操作很简单，只需要把对应的值赋给定义的变量即可，但是要注意赋值的范围不能超出变量类型的最大取值范围。

byte b = 23; 
short s = 3333; 
int i = 9999;
long 1 = 32323;
// 但是，在给long类型赋值时，如果常量超过了int的表示范围，需要在常量后面加大写或小写字母L, 即L或1
long a = 3232343433L;

小数类型

小数类型有float和double,占用的内存空间分别是4和8字节，有不同的取值范围和精度，double表示 的范围更大，精度更高，E表示以10为底的指数，E后 面的+号和-号代表正指数和负指数，例如：1.4E-45表示1.4乘以10的-45次方。

赋值操作

double d = 333.33;
// 但对于float,需要在数字后面加大写字母F或小写字母f
float f = 333.33f;

真假类型

真假(boolean)类型很简单，直接使用true或false赋值，分别表示真和假

boolean b = true; b = false;

字符类型

字符类型char用于表示一个字符，这个字符可以是中文字符，也可以是英文字符，char占用的内存空 间是两个字节。赋值时把常,字符用单引号括起来，不要使用双引号

char c = 'c';

前面介绍的赋值都是在声明变量的时候就进行了赋值，但这不是必需的，可以先声明变量，随后再 进行赋值。

int a = 1;
int b = 2;
//2乘以a的值再加上b的值赋给c
int c = 2 * t + b;

本质

char本质上是一个固定占用两个字节的无符号正整数，这个正整数对应于Unicode编号，用于表示那个Unicode编号对应的字符。

由于固定占用两个字节，char只能表示Unicode编号在65536以内的字符，而不能表示超出范围的字符。

那超出范围的字符怎么表示呢？使用两个char。类String有一些相关的方法，后续文章介绍。

数组类型

基本类型的数组有3种赋值形式

int[] arr = {1,2,3};
int[] arr = new int[]{1,2,3};
int[] arr = new int[3];
arr[0]=1; arr[1]=2; arr[2]=3;

数组的长度可以动态设置，但是长度一旦设置成功是不可以更改的，但只能读，不能改。

数组和基本类型的区别

一个基本类型变量，内存中只会有一块对应的内存空间。但数组有两块，一块用于存储数组内容本身，另一块用于存储内容的位置。用一个例子来说明，有一个int变量a，和一个int数组变量arr

为什么数组要用两块空间

int[] arrA = {1,2,3};

int[] arrB = {4,5,6,7};
arrA = arrB;

这个代码中，arrA初始的长度是3，arrB的长度是4，后来将arrB的值赋给了arrA。如果arrA对应的内存空间是直接存储的数组内容，那么它将没有足够的空间去容纳arrB的所有元素。

用两块空间存储，这个就简单的多，arrA存储的值就变成了和arrB的一样，存储的都是数组内容{4,5,6,7}的地址，此后访问arrA就和arrB是一样的了，而arrA {1,2,3}的内存空间由于无人引用会被垃圾回收

由上，也可以看出，给数组变量赋值和给数组中元素赋值是两回事。给数组中元素赋值是改变数组内容，而给数组变量赋值则会让变量指向一个不同的位置。

运算

给数据赋值，有了初始值之后，可以对数据进行运算。计算机之所以称为”计算”机，是因为发明它的主要目的就是运算。运算有不同的类型，不同的数据类型支持的运算也不一样，本文介绍Java中基本类型数据的主要运算。

• 算术运算：主要是日常的加减乘除
• 比较运算：主要是日常的大小比较
• 逻辑运算：针对布尔值进行运算

加减乘除注意事项

运算时要注意结果的范围，使用恰当的数据类型。两个正数都可以用int表示，但相乘的结果可能就会超，超出后结果会令人困惑，例如：

int a = 2147483647*2; //2147483647是int能表示的最大值
// a = -2 超出int最大范围，具体 -2 在后面详解

需采用long的形式作为运行变量的接受变量，只改为long也是不够的，因为运算还是默认按照int类型进行，需要将至少一个数据表示为long形式，即在后面加L或l：

long a = 2147483647*2L;

整数相除不是四舍五入，而是直接舍去小数位，例如：

double d = 10/4;

结果是2而不是2.5，如果要按小数进行运算，需要将至少一个数表示为小数形式，或者使用强制类型转化，即在数字前面加(double)，表示将数字看做double类型，如下所示任意一种形式都可以：

double d = 10/4.0;
double d = 10/(double)4;

自增(++)/自减(–)

自增/自减是对自己做加一和减一操作，但每个都有两种形式，一种是放在变量后，例如a++, a–，另一种是放在变量前，例如++a, –a。

区别在于还有其他操作的时候。放在变量后(a++)，是先用原来的值进行其他操作，然后再对自己做修改，而放在变量前(++a)，是先对自己做修改，再用修改后的值进行其他操作。

比较运算

比较运算就是计算两个值之间的关系，结果是一个布尔类型(boolean)的值。

比较操作符有：大于(>)，大于等于(>=)，小于(<)，小于等于(<=)，等于(==)，不等于(!=)。

首先，它使用两个等号==，而不是一个等号(=)，为什么不用一个等号呢？因为一个等号(=)已经被占了，表示赋值操作。

另外，对于数组，==对于 基本数据类型 比较的是值，但是对于 对象类型 比较的是内存地址，在后续说明。

逻辑运算

逻辑运算根据数据的逻辑关系，生成一个布尔值true或者false。逻辑运算只可应用于boolean类型的数据，但比较运算的结果是布尔值，所以其他类型数据的比较结果可进行逻辑运算。

逻辑运算符具体有：

• 与(&)：两个都为true才是true，只要有一个是false就是false

• 或(|)：只要有一个为true就是true，都是false才是false

• 非(!)：针对一个变量，true会变成false, false会变成true

• 异或(^)：两个相同为false, 两个不相同为true

• 短路与(&&): 和&类似，不同之处马上解释

• 短路或 (||)：与|类似，不同之处马上解释

运算符优先级

一个稍微复杂的运算可能会涉及多个变量，和多种运算，那哪个先算，哪个后算呢？程序语言规定了不同运算符的优先级，有的会先算，有的会后算，大部分情况下，这个优先级与我们的常识理解是相符的。

但在一些复杂情况下，我们可能会搞不明白其运算顺序。但这个我们不用太操心，可以使用括号()来表达我们想要的顺序，括号里的会先进行运算，简单的说，不确定顺序的时候，就使用括号。

整数的二进制表示与位运算

十进制

比如123，表示的1*(10^2) + 2*(10^1) + 3*(10^0)，从右向左，第一位乘以10的0次方， 即1，第二位乘以10的1次方，即10，第三位乘以10的2次方，即100，依次类推。换句话说，每个位置都有一个位权，从右到左，第一位为1，然后依次乘以10，即第二位为10，第三位为100，依次类推。十进制就是正整数

正整数转成二进制

要点一定一定要记住哈：除二取余，然后倒序排列，高位补零。

83除以2得到的余数分别为1100101，然后咱们倒着排一下，83所对应二进制就是1010011

负整数转二进制

对于正整数二进制取反+1，高位补0，整数有四种类型，byte/short/int/long，分别占1/2/4/8个字节，即分别占8/16/32/64位

• -1：1的原码表示是00000001，取反是11111110，然后再加1，就是11111111。
• -2：2的原码表示是00000010，取反是11111101，然后再加1，就是11111110。
• -127：127的原码表示是01111111，取反是10000000，然后再加1，就是10000001。

小数转二进制

对小数点以后的数乘以2，有一个结果吧，取结果的整数部分（不是1就是0喽），然后再用小数部分再乘以2，再取结果的整数部分……以此类推，直到小数部分为0或者位数已经够了就OK了

0.12345

0.12345 * 2 =  0.2469	0

0.2469 * 2 =  0.4938	0

0.4938 * 2 =  0.9876	0

0.9876 * 2 =  1.9752	1

0.9752 * 2 = 1.9504 	1

...........忽略，直至小数部分为0，排序

十六进制

二进制写起来太长，为了简化写法，可以将四个二进制位简化为一个0到15的数，10到15用字符A到F表示，这种表示方法称为16进制，如下所示：

比如123转十六进制

123 / 16 = 7 余数 11，十六进制表示法。0x + 7B，B就是11，结果就是：0x7B

java正整数转换

int a = 25;
System.out.println(Integer.toBinaryString(a)); //二进制
System.out.println(Integer.toHexString(a));  //十六进制
System.out.println(Long.toBinaryString(a)); //二进制
System.out.println(Long.toHexString(a));  //十六进制

位运算

位运算是将数据看做二进制，进行位级别的操作，Java不能单独表示一个位，但是可以用byte表示8位，可以用16进制写二进制常量。比如： 0010表示成16进制是 0x2, 110110表示成16进制是 0x36。

位运算有移位运算和逻辑运算。

移位有：

• 左移：操作符为<<，向左移动，右边的低位补0，高位的就舍弃掉了，将二进制看做整数，左移1位就相当于乘以2。
• 无符号右移：操作符为>>>，向右移动，右边的舍弃掉，左边补0。
• 有符号右移：操作符为>>，向右移动，右边的舍弃掉，左边补什么取决于原来最高位是什么，原来是1就补1，原来是0就补0，将二进制看做整数，右移1位相当于除以2。

例如：

int a = 4; // 100
a = a >> 2; // 001，等于1
a = a << 3 // 1000，变为8

逻辑运算有：

• 按位与 &：两位都为1才为1
• 按位或 |：只要有一位为1，就为1
• 按位取反 ~： 1变为0，0变为1
• 按位异或 ^ ：相异为真，相同为假

大部分都比较简单，就不详细说了。具体形式，例如：

int a = ...; 
a = a & 0x1 // 返回0或1，就是a最右边一位的值。
a = a | 0x1 //不管a原来最右边一位是什么，都将设为1