00java语法基础
Java 第一讲《Java 语法基础》：动手动脑问题与课后实验整理
目录
1. 动手动脑 1：运行 EnumTest.java，枚举类型怎么用？
题目
仔细阅读示例 EnumTest.java，运行它并分析运行结果：你能得到什么结论？你掌握枚举类型的基本用法了吗？
代码
enum Size { SMALL, MEDIUM, LARGE } // 枚举类型
public class EnumTest {
public static void main(String[] args) {
Size s = Size.SMALL; // 直接取值
Size t = Size.valueOf("SMALL"); // 从字符串转枚举
System.out.println(s); // SMALL
System.out.println(s == t); // true
System.out.println(s.equals(t)); // true
// 枚举的 foreach 遍历
for (Size v : Size.values()) {
System.out.println(v);
}
}
}
结论
-
枚举类型是引用类型，不属于原始数据类型；
-
它的每个具体值都引用一个特定的对象，相同的值引用同一个对象；
-
因此枚举变量可以直接用
==比较，此时==和equals()结果等价； -
枚举可以用
values()遍历，也可以用在switch语句中。
2. 动脑动手 2：原码、反码、补码与位运算
题目
查阅资料弄清原码、反码、补码的概念，然后编写示例程序，对正数、负数进行各种位操作（&、|、^、~、<<、>>），观察输出并与手工计算结果比对，看看 Java 中的数到底采用哪种码表示。
代码
public class BitTest {
public static void main(String[] args) {
int a = 5; // 二进制 000...0101
int b = -5;
System.out.println("a = " + a);
System.out.println("b = " + b);
System.out.println("a & b = " + (a & b));
System.out.println("a | b = " + (a | b));
System.out.println("a ^ b = " + (a ^ b));
System.out.println("~a = " + (~a)); // -6
System.out.println("a << 1 = " + (a << 1)); // 10，左移一位相当于×2
System.out.println("a >> 1 = " + (a >> 1)); // 2，右移一位相当于÷2
// 直接看二进制表示（32 位）
System.out.println("5 的二进制 : " + Integer.toBinaryString(a));
System.out.println("-5 的二进制: " + Integer.toBinaryString(b));
}
}
结论
运行后 -5 的二进制串是 11111111111111111111111111111011—— 高位全是 1，这正是补码的形式：
-
原码：最高位是符号位，其余位表示绝对值；
-
反码：正数不变，负数在原码基础上符号位不变、其余位取反；
-
补码：正数不变，负数在反码基础上 +1。
Java 内部对有符号整数统一使用补码存储。补码的好处是：0 的表示唯一，且加减法可以统一处理（减法变成加上负数的补码），这也是为什么 ~5 = -6、-5 高位全 1。
3. 动脑动手 3：同名变量的 "屏蔽原则"（变量作用域）
题目
Java 变量遵循 "同名变量的屏蔽原则"。请自己编写测试代码，像示例一样有意识地在不同地方定义同名变量，看看输出的到底是哪个值。
代码
public class ScopeTest {
public static void main(String[] args) {
int x = 10;
System.out.println("外层 x = " + x); // 10
{
int x = 20; // 内层块里定义同名变量，屏蔽外层的 x
System.out.println("内层 x = " + x); // 20
}
System.out.println("外层 x = " + x); // 10，内层的 x 已失效
}
}
如果有成员变量和局部变量同名，局部变量同样会 "屏蔽" 成员变量：
class Demo {
int x = 100; // 成员变量
void show() {
int x = 50; // 局部变量，屏蔽成员变量
System.out.println(x); // 50；要用成员变量需写 this.x
}
}
结论
-
每个变量都有它的作用域（一对花括号
{}内），出了作用域变量即失效； -
当内层作用域定义了与外层同名的变量时，内层变量会 ** 屏蔽（shadow）** 外层变量，在内层看到的是就近定义的那个；
-
这就是 "同名变量的屏蔽原则"—— 使用变量时遵循就近匹配。
4. 动手动脑 4：基本类型转换图能得出什么结论？
题目
课件给出了一张类型自动转换方向图（标注了 "无精度损失" 和 "有精度损失" 两条路径）。查阅 Java 各基本数据类型所占位数和数值范围，你能得出什么结论？
各类型位数与范围
| 类型 | 位数 | 范围（约） |
|---|---|---|
| byte | 8 | −128 ~ 127 |
| short | 16 | ±3.2 万 |
| int | 32 | ±21 亿 |
| long | 64 | ±9.2×10¹⁸ |
| float | 32 | ±3.4×10³⁸（有效约 7 位） |
| double | 64 | ±1.8×10³⁰⁸（有效约 15 位） |
| char | 16 | 0 ~ 65535 |
自动转换方向（无精度损失）
byte → short → int → long → float → double
char ↗
结论
-
小范围 → 大范围可以自动转换（如
int → long → double），编译器自动完成，无精度损失； -
大范围 → 小范围必须强制类型转换（如
double → int），可能丢失信息：
double d = 1234567890;
float f = (float) d;
System.out.println(f); // 1.23456794E9，末尾已经不准了
- 一个容易踩的坑：
long是 64 位、float只有 32 位，但long → float是自动转换的 —— 因为 float 表示范围更大，但尾数精度只有 23 位，大整数转成 float 时仍可能损失精度。所以 "自动转换" 不等于 "绝对安全"。
5. 动手实验 5：TestDouble.java 为什么算出 "意外" 结果？
题目
运行示例 TestDouble.java：你看到了什么输出？意外吗？为什么 double 运算得不到 "数学上精确" 的结果？怎样处理？
代码
public class TestDouble {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(0.07 + 0.01);
// 你以为是 0.08，实际输出：0.07999999999999999
}
}
原因
计算机用 IEEE 754 浮点数标准存储 float/double，很多十进制小数（如 0.07、0.1）在二进制下是无限循环小数，只能被截断近似存储。因此用 double 做十进制精确运算（如金额）时，结果会有微小误差。
解决：BigDecimal（且要用字符串构造）
import java.math.BigDecimal;
public class TestBigDecimal {
public static void main(String[] args) {
// 正确：用字符串构造，才能保留十进制精度
BigDecimal a = new BigDecimal("0.07");
BigDecimal b = new BigDecimal("0.01");
System.out.println(a.add(b)); // 0.08 精确
// 错误：用 double 构造，传入的 double 本身已经不精确
BigDecimal bad = new BigDecimal(0.07);
System.out.println(bad); // 0.0699999999999999977...
}
}
课件特别提醒：构造
BigDecimal时应传
字符串
而不是
double，否则 double 本身的近似误差会被带进来。
6. 动手动脑 6："X+Y="+X+Y 的输出是什么？
题目
int X = 100;
int Y = 200;
System.out.println("X+Y=" + X + Y);
System.out.println(X + Y + "=X+Y");
这两行分别输出什么？为什么？
分析与答案
+ 有两种含义：算术加法、字符串连接。只要 + 两边有一个是字符串，它就变成字符串连接；运算符结合性是从左到右。
-
第一行
"X+Y=" + X：字符串 + int →"X+Y=100"；再+ Y→"X+Y=100200" -
第二行
X + Y先算（两个 int，算术加）=300；再+ "=X+Y"→"300=X+Y"
所以输出为：
X+Y=100200
300=X+Y
如果希望第一行输出 X+Y=300，应给加法加括号：
System.out.println("X+Y=" + (X + Y)); // X+Y=300
小结
| 知识点 | 对应问题 |
|---|---|
| 枚举类型（引用类型、== 与 equals 等价） | 动手动脑 1 |
| 原码 / 反码 / 补码、位运算（Java 用补码） | 动脑动手 2 |
| 变量作用域、同名变量屏蔽（就近原则） | 动脑动手 3 |
| 基本类型位数、自动 / 强制类型转换 | 动手动脑 4 |
| double 精度误差、BigDecimal 精确计算 | 动手实验 5 |
+ 的双重含义、字符串连接从左到右 |
动手动脑 6 |
这些问题串起来正好覆盖了本讲主线：变量怎么存（数据类型与内存）、数据怎么算（运算符与类型转换）、数据怎么进出程序（输入输出）—— 把这三件事弄清楚，就迈出了 Java 语法基础的第一步。
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