Java入门（三）：变量和运算符
上次谈到了Java的基本数据类型，今天接着聊Java的变量、运算符。
一、变量
1、变量的分类
变量分为成员变量、局部变量和常量，其中成员变量又分为实例变量、类变量。
2、变量的定义
语法：变量类型(可以是基本类型，也可以是其他) 变量名 = 变量值 英文;结尾。
2.1 可以单次声明一个变量，也可以单次声明多个变量。
2.2 不能以数字、运算符、特殊字符（下划线、美元符号$除外）开头。
2.3 下划线 _ 可以作为开头，但是不建议这样命名。
2.4 可以使用中文命名，但是不建议这样做。
2.5 不能使用现有Java关键字和保留字命名。
2.6 建议使用驼峰命名法。
类名的首字母大写；变量名、方法名首字母小写；包名全部小写；特殊含义的缩略词全部大写；常量名全部大写；多个单词可以使用下划线分割。做到见名知意，不要使用拼音字母缩写、拼音全拼、英文拼音混合的命名格式，不知道如何翻译请查字典或在线翻译单词。变量名长一点无所谓，命名合理、规范，见名知意就可以。
3、变量的使用
实例变量的使用，需要使用new关键字创建对象，再通过对象引用。静态变量可以直接使用。在使用变量前，请先初始化赋值，不能声明不赋值直接使用。
package javalearningday02; /** * 变量的使用 * @author 小川94 * @date 2018年1月21日 */ public class UseVariable { // 成员变量，也可以称为全局变量，可在本类或者其他类中使用 private int age = 18; // 声明一个静态常量，成员变量的一种，也是一个类变量 private static final String GENDER = "BOY"; // 常量，由关键字final定义 private final String NAME = "小川94"; public static void main(String[] args) { // 在main方法中定义的局部变量 int anotherAge = 20; // 变量的定义 int a; // 单个变量定义 int b = 2; // 单个变量定义并初始化 int c,d; // 单次定义多个变量 int _num = 1; // 可以是下划线开头，但是不建议 int num_ = 2; // 可以下划线结尾 int $num; // 也可以美元符号开头 int num2; // 可以是数字结尾 //int +num; // 错误写法，不能用运算符开头 //int .num; // 错误写法，不能用.号开头 //int 2num; // 错误写法，不能以数字开头 //int *num; // 错误写法，不能以*开头，其他特殊符号也是不可以的 int 变量 = 2; // 可以使用中文，但是建议不要使用 // 不能使用关键字命名 //int class; // 不能使用关键字 //int goto; // Java保留关键字（保留关键字是指那些现有Java版本还未使用的关键字，但还是关键字） //int const; // Java保留关键字 // 不能使用保留字命名 /* int true; int false; int null;*/ } public static String askName(String name){ // 局部变量只能在该变量定义并且初始化的操作域中使用，跨域使用会报错 // 错误写法 anotherAge cannot be resolved to a variable //System.out.println(anotherAge); // 不能对非静态变量进行静态引用 // 错误写法 cannot make a static reference to the non-static field age // System.out.println(age); // 对于全局变量的引用，如果是非静态的，需要利用对象引用 UseVariable useVariable = new UseVariable(); System.out.println(useVariable.age); // 类变量（静态成员变量）可以直接使用 System.out.println("小川94的性别是"+GENDER); return "Hello "+name; } }
二、运算符
知道了数据类型，知道如何声明一个变量并初始化，下面就开始做数据运算操作。
1、赋值运算符。
=（赋值），要和数学中的等号区分。
2、算术运算符。
+（加法）、-（减法）、*（乘法）、/（除法）、%（取余）。这五种是开发中比较常用的。
关于除法：
（1）如果被除数是0，运行则会报算术异常，在做除法时需要判断被除数是否为0。
（2）如果是两个整数做除法，可能会丢失计算精度，选择合适的数据类型尤为重要。
关于取余：
（1）负数对整数的余数是负数和0。
（2）正数的余数是有周期性变化的。
（3）余数是有范围的数，可以控制数据范围。
3、数值类型之间的转换
数值之间的转换可以分为自动转换、强制转换两种形式。
3.1 自动转换
如果两个数中有一个为double类型，另一个数会被转为double类型，然后再进行运算。
如果两个数中有一个为float类型，另一个数会被转为float类型，然后再进行运算。
如果两个数中有一个为long类型，另一个数会被转为long类型，然后再进行运算。
如果没有上述的三种的类型，两个数都会被转为int进行运算。
小范围的数据类型可以自动转换到大范围数据类型，大范围的数可以涵盖小范围的数，小范围内的数可以映射到大范围内的数。
3.2 强制类型转换
从大范围的数向小范围的数转换，称之为强制转换，用法是在目标数据前使用括号，将想要转换的类型输入括号即可。
关于强制转换，有几点需要注意：
（1）范围内的数，转换是没有损失的。
（2）double转换为float，会出现精度损失。
（3）浮点数转换为整数，只会保留原数的整数位，不会保留小数位，也不会进行四舍五入操作。
（4）范围外的数，会有溢出的风险。
4、结合赋值和运算符
有时候为了省事，会把算术运算符和赋值运算符连着一起写。如：int n += 4; 这一句和int n = n+4;是等价的，其他的算术运算符也是如此，可以单独写在赋值符号的前面。
5、自增、自减运算符
自增的语法是 变量++; 自减的语法是 变量--; 作用是将变量的值增加1，注意是变量，不是整体。
先加加（++变量）和后加加（变量++）在运算时有很大的不同。
（1）先加加，这里为了方便简写为++n吧，是先将n的值加1，然后取n的值作为表达式（++n）整体的值。
int b = ++a;
-->第一步 a = a+1;
-->第二步 b = a;
（2）后加加，同样为了方便简写为n++；是先将n的值作为表达式（n++）整体的值，然后将n的值加1。
int b = a++;
-->第一步 b = a;
-->第二步 a = a+1;
/** * 后加加，先将变量值赋给整体表达式，再计算n+1。后减减同理。 */ public static void selfAddAfter() { int n = 5; n = n++; n = n++; n = n++; n = n++; System.out.println("n的值是"+n); // n = 5; } /** * 先加加，先将变量值加1，再将加过1后的值赋给整体表达式。先减减同理 */ public static void selfAddBefore() { int m = 5; int n = ++m; System.out.println("m的值是"+m); // m = 6; System.out.println("n的值是"+n); // n = 6; }
6、关系运算符
关系运算符，也可以称为比较运算符，包括>（大于）、<（小于）、>=（大于等于）、<=（小于等于）、==（等于）、!=（不等于），比较的结果为true或false。
7、逻辑运算符
逻辑运算符，包含&&（逻辑与运算）、||（逻辑或运算）、!（逻辑非运算）
在进行逻辑运算时，会出现短路运算的情况，即前一个逻辑判断已经可以为结果定性，后面的逻辑判断是不会执行的。
/** * 逻辑运算符 */ public static void logicOperation() { // false,并且发生了短路运算，因为3>4为false，可以直接为整个表达式定性，无需再判断4>5表达式的值 // 与运算中，所有条件都为true时，整体表达式才为true System.out.println(3>4 && 4>5); // 4>5下面标黄了，提示是Dead code，说明不会运行后半部分的表达式 // true,这里也发生了短路运算，不会去判断3>4的值 System.out.println(2>1 || 3>4); // 或运算中，只要有一个为true,整个表达式的值就是true System.out.println(3>4 || 2>1); // true，非运算中，true变false,false变true System.out.println(!(4>5)); }
8、位运算符
与（&）、非（~）、或（|）、异或（^）、<<（带符号左移）、>>（带符号右移）、>>>（无符号右移），下面将详细介绍这七种运算符。
8.1 与（&）运算
/** * 与（&）运算 * 规则：先将要运算的数转为二进制，当相同的位上均为1时结果为1，否则结果为0 */ public static void andOperation() { /** * 98的原码: 00000000 00000000 0000000 01100010 * 18的原码: 00000000 00000000 0000000 00010010 * 与运算后: 00000000 00000000 0000000 00000010 * 转换为十进制的数是2 */ int num = 98&18; System.out.println("(98&18)的与（&）运算结果:"+num); // num = 2 }
8.2 非（~）运算
/** * 非（~）运算 * 规则: 正数的非运算是先取反再计算补码，负数的非运算是先计算补码再取反 */ public static void nonOperation() { byte num = ~90; /** * 正数非运算：原码 -->取反(1变0,0变1,非运算)-->反码(符号位不变，其余1变0,0变1)--->补码(反码的基础上加1) * 90 * 原码: 00000000 00000000 00000000 01011010 * 取反: 11111111 11111111 11111111 10100101 * 反码: 10000000 00000000 00000000 01011010 * 补码: 10000000 00000000 00000000 01011011 * 转为十进制数则是-91 */ System.out.println("90的非（~）运算结果:"+num); // num = -91 /** * 10 * 原码: 00000000 00000000 00000000 00001010 * 取反: 11111111 11111111 11111111 11110101 * 反码: 10000000 00000000 00000000 00001010 * 补码: 10000000 00000000 00000000 00001011 * 转为十进制数是-11 */ System.out.println("10的非（~）运算结果:"+(~10)); // -11 /** * 负数非运算：原码 --->反码(符号位不变，其余1变0,0变1)--->补码(反码的基础上加1)--->取反(1变0,0变1,非运算) * -5 * 原码: 10000000 00000000 00000000 00000101 * 反码: 11111111 11111111 11111111 11111010 * 补码: 11111111 11111111 11111111 11111011 * 取反: 00000000 00000000 00000000 00000100 * 转为十进制为 4 */ System.out.println("(-5)的非（~）运算结果:"+(~(-5))); // 4 }
8.3 或（|）运算
/** * 或（|）运算 * 规则:当两边操作数的位有一边为1时，结果为1，否则为0。 */ public static void orOperation() { /** * 23的原码: 00000000 00000000 00000000 00010111 * 75的原码: 00000000 00000000 00000000 01001011 * 或运算: 00000000 00000000 00000000 01011111 * 转换为十进制数是95 */ System.out.println("(23|75)的或（|）运算结果"+(23|75)); // 95 }
8.4 异或（^）运算
/** * 异或（^）运算 * 规则:两边的对应位不同时，取1，否则取0。如果遇到负数，需要用负数的补码进行计算 */ public static void differentOr() { /** * 17的原码: 00000000 00000000 00000000 00010001 * 29的原码: 00000000 00000000 00000000 00011101 * 异或运算: 00000000 00000000 00000000 00001100 * 转为十进制数是12 */ System.out.println("(17^29)的异或（^）运算结果:"+(17^29)); //12 /** * -17的原码: 10000000 00000000 00000000 00010001 * -17的反码: 11111111 11111111 11111111 11101110 * -17的补码: 11111111 11111111 11111111 11101111 * 29的补码: 00000000 00000000 00000000 00011101 * 运算结果: 11111111 11111111 11111111 11110010 * 对结果反码: 10000000 00000000 00000000 00001101 * 对结果补码: 10000000 00000000 00000000 00001110 * 结果转为十进制数是-14 */ System.out.println("(-17^29)的异或（^）运算结果:"+(-17^29)); //-14 }
8.5 带符号左移（<<）运算
/** * 带符号左移（<<）运算 * 规则: 符号位不变，左移几位，则在补码(正数的补码、反码与原码一样)的后面补几个0 * 也可以简单理解成数学运算，左移几位，就是原数乘以2的几次方 */ public static void withSymbolToLeft() { /** * 10的原码: 00000000 00000000 00000000 00001010 * 左移四位: 00000000 00000000 00000000 10100000 * 转换为十进制数是160 * 也可以理解成数学运算中的 10*(2*2*2*2) = 10*16 = 160 */ System.out.println("(10<<4)带符号左移（<<）运算的结果:"+(10<<4)); // 160 /** * -9的原码: 10000000 00000000 00000000 00001001 * -9的反码: 11111111 11111111 11111111 11110110 * -9的补码: 11111111 11111111 11111111 11110111 * 左移4位: 11111111 11111111 11111111 01110000 * 再反码: 10000000 00000000 00000000 10001111 * 再补码: 10000000 00000000 00000000 10010000 * 转为十进制数是-144 * 也可以理解成数学运算中的 (-9)*(2*2*2*2) = (-9)*16 = -144 */ System.out.println("(-9)<<4)带符号左移（<<）运算的结果:"+((-9)<<4)); // -144 }
8.6 带符号右移（>>）运算
/** * 带符号右移（>>）运算 * 规则: 正数右移时，右移几位，在补码的左边加几个0，右边的被自动挤掉; * 负数右移时，右移几位，在补码的左边加几个1，右边的被自动挤掉 */ public static void withSymbolToRight() { /** * 20的原码: 00000000 00000000 00000000 00010100 * 右移4位: 00000000 00000000 00000000 00000001 * 转为十进制数是1 */ System.out.println("(20>>4)带符号右移（>>）运算结果:"+(20>>4)); /** * -86的原码: 10000000 00000000 00000000 01010110 * -86的反码: 11111111 11111111 11111111 10101001 * -86的补码: 11111111 11111111 11111111 10101010 * 右移四位: 11111111 11111111 11111111 11111010 * 再计算反码: 10000000 00000000 00000000 00000101 * 再计算补码: 10000000 00000000 00000000 00000110 * 转为十进制数是-6 */ System.out.println("(-86)>>4带符号右移（>>）运算结果:"+((-86)>>4)); // -6 }
8.7 无符号右移（>>>）运算
/** * 无符号右移（>>>）运算 * 规则: 无论正数还是负数，右移几位，则在其补码左边加上几个0 */ public static void noSymbolToRight() { /** * 50的原码: 00000000 00000000 00000000 00110010 * 右移4位: 00000000 00000000 00000000 00000011 * 转为十进制数是3 */ System.out.println("(50>>>4)的无符号右移（>>>）运算结果:"+(50>>>4)); // 3 /** * -28的原码: 10000000 00000000 00000000 00011100 * -28的反码: 11111111 11111111 11111111 11100011 * -28的补码: 11111111 11111111 11111111 11100100 * 右移四位: 00001111 11111111 11111111 11111110 * 再转为十进制数是 0+0+0+0+134217728+67108864+33554432+16777216 * +8388608+4194304+2097152+1048576+524288+262144+131072+65536 * +32768+16384+8192+4096+2048+1024+512+256 * +128+64+32+16+8+4+2+0 = 268435454 */ System.out.println("(-28)>>>4的无符号右移（>>>）运算结果:"+((-28)>>>4)); // 268435454 }
9 三目运算符
语法为 条件 ? 条件为true执行 : 条件为false执行 。可以单个写，也可以多层嵌套，但是如果条件比较复杂，建议单独抽出来处理，便于阅读和维护。
public static void threeHeadOperation() { int n = 3; int m = 10; int maxNum = n>m ? n : m; //单个写法 System.out.println(maxNum); // maxNum = 10 // 设定忽略num小于0的情况 int num = 4; String str = num != 0 ? num%2 == 0 ? "是偶数" : "是奇数" : "是0"; System.out.println(str); // 是偶数 // 上面的三目运算符等价于下面的代码 if (num != 0) { if (num%2 == 0) { System.out.println("num是偶数"); } else { System.out.println("num是奇数"); } } else { System.out.println("num是0"); } }
10 instanceof
public class JavaOperation { public static void main(String[] args) { instanceOfOperation(); }
/** * instanceof 是用来在运行时指出对象是否是特定类的一个实例 */ public static void instanceOfOperation() { A a = new A(); String str = a instanceof A ? "a是A的实例" : "a不是A的实例"; System.out.println(str); // a是A的实例 String str2 = null instanceof A ? "null是A的实例" : "null不是A的实例"; System.out.println(str2); // null不是A的实例 } } class A{ }
Java入门（三）源码已经上传Github，地址：https://github.com/XiaoChuan94/javalearning/tree/master/javalearningday02，可以参考。
文章首发于我的个人公众号：悦乐书。喜欢分享一路上听过的歌，看过的电影，读过的书，敲过的代码，深夜的沉思。期待你的关注！
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