Java基础语法

学习目标

• 理解基本数据类型的自动类型转换
• 理解基本数据类型的强制类型转换
• 了解ASCII编码表和Unicode编码表
• 理解int类型和char类型的运算原理
• 理解运算符++ --的运算方式
• 理解+符号在字符串中的作用
• 掌握算术运算符
• 掌握赋值运算符
• 掌握比较运算符
• 理解逻辑运算符
• 掌握三元运算符的格式和计算结果
• 了解位运算符

1 基本数据类型转换（Conversion）（掌握）

在Java程序中，不同的基本数据类型的值经常需要进行相互转换。Java语言所提供的七种数值类型之间可以相互转换，基本数据类型转换有两种转换方式：自动类型转换和强制类型转换。boolean类型不参与。

1.1 自动类型转换（隐式类型转换）

自动转换：

• 将取值范围小的类型自动提升为取值范围大的类型 。

基本数据类型的转换规则如图所示：

（1）当把存储范围小的值（常量值、变量的值、表达式计算的结果值）赋值给了存储范围大的变量时。

int i = 'A';//char自动升级为int，其实就是把字符的编码值赋值给i变量了
double d = 10;//int自动升级为doublebyte b = 127; //右边的整数常量值必须在-128~127范围内
//byte bigB = 130;//错误，右边的整数常量值超过byte范围
long num = 1234567; //右边的整数常量值如果在int范围呢，编译和运行都可以通过，这里涉及到数据类型转换
long bigNum = 12345678912L;//右边的整数常量值如果超过int范围，必须加L，否则编译不通过

（2）当存储范围小的数据类型与存储范围大的数据类型一起混合运算时，会按照其中最大的类型运算。

int i = 1;
byte b = 1;
double d = 1.0;double sum = i + b + d;//混合运算，升级为double

（3）当byte,short,char数据类型进行算术运算时，按照int类型处理。

byte b1 = 1;
byte b2 = 2;
byte b3 = b1 + b2;//编译报错，b1 + b2自动升级为intchar c1 = '0';
char c2 = 'A';
System.out.println(c1 + c2);//113 

1.2 强制类型转换（显式类型转换）

将1.5 赋值到int 类型变量会发生什么？产生编译失败，肯定无法赋值。

int i = 3.14; // 错误

想要赋值成功，只有通过强制类型转换，将double 类型强制转换成int 类型才能赋值。

• 强制类型转换：将取值范围大的类型强制转换成取值范围小的类型。

比较而言，自动转换是Java自动执行的，而强制转换需要我们自己手动执行。

转换格式：

数据类型 变量名 = （数据类型）被强转数据值;  //()中的数据类型必须<=变量的数据类型，一般都是=

（1）当把存储范围大的值（常量值、变量的值、表达式计算的结果值）赋值给了存储范围小的变量时，需要强制类型转换，提示：有风险，可能会损失精度或溢出

int i = (int)3.14;//强制类型转换，损失精度double d = 1.2;
int num = (int)d;//损失精度int i = 200;
byte b = (byte)i;//溢出

（2）当某个值想要提升数据类型时，也可以使用强制类型转换

int i = 1;
int j = 2;
double shang = (double)i/j;

提示：这个情况的强制类型转换是没有风险的。

1.3 基本数据类型与字符串类型的转换

1、任意数据类型的数据与String类型进行“+”运算时，结果一定是String类型

System.out.println("" + 1 + 2);//12

2、但是String类型不能通过强制类型()转换，转为其他的类型

String str = "123";
int num = (int)str;//错误的
int num = Integer.parseInt(str);//后面才能讲到，借助包装类的方法才能转

2 运算符（Operator）（掌握）

在Java8中，一共有38个运算符。

2.1 运算符的分类

（1）按照功能分：算术运算符、赋值运算符、比较运算符、逻辑运算、条件运算符、Lambda运算符

分类	运算符
算术运算符（7个）	+、-、*、/、%、++、–
赋值运算符（12个）	=、+=、-=、*=、/=、%=、>>=、<<=、>>>=、&=、|=、^=等
关系、比较运算符（6个）	>、>=、<、<=、==、!=
逻辑运算符（6个）	&、|、^、!、&&、||
条件运算符（2个）	条件表达式?结果1:结果2
位运算符（7个）	&、|、^、~、<<、>>、>>>
Lambda运算符（1个）	->（后面学）

（2）按照操作数个数分：一元运算符（单目运算符）、二元运算符（双目运算符）、三元运算符 （三目运算符）

分类	运算符
一元运算符（单目运算符）	正号（+）、负号（-）、++、–、!、~
二元运算符（双目运算符）	除了一元和三元运算符剩下的都是二元运算符
三元运算符 （三目运算符）	(条件表达式)?结果1:结果2

2.2 赋值运算符（上）

赋值运算符分为两种：

• 最基础的赋值运算符：=
• 组合的赋值运算符：+=、-=、*=、/=、%=、>>=、<<=、>>>=、&=、|=、^=等

public class AssignOperator1 {public static void main(String[] args) {int a = 3;int b = 4;int c = a + b;        System.out.println(a); // 3System.out.println(b); // 4	System.out.println(c); //7System.out.println("--------------------------");a = b;System.out.println(a); // 4	  a被重新赋值为b变量的值4System.out.println(b); // 4	  b并没有被重新赋值System.out.println(c); //7	  7并没有被重新赋值}
}

运算规则和要求：

（1）=左边一定是一个变量，右边可以是常量、变量、表达式
（2）赋值运算一定是最后算的，优先级最低
（3）=右边值的类型必须 “小于等于” 左边变量的类型

2.3 算术运算符

算术运算符	符号解释
+	加法运算，字符串连接运算，正号
-	减法运算，负号
*	乘法运算
/	除法运算，整数/整数结果还是整数
%	求余运算，余数的符号只看被除数
++ 、 --	自增自减运算

1、加减乘除模

public class OperatorDemo01 {public static void main(String[] args) {int a = 3;int b = 4;System.out.println(a + b);// 7System.out.println(a - b);// -1System.out.println(a * b);// 12System.out.println(a / b);// 计算机结果是0，为什么不是0.75呢？System.out.println(a % b);// 3System.out.println(5%2);//1System.out.println(5%-2);//1System.out.println(-5%2);//-1System.out.println(-5%-2);//-1		//商*除数 + 余数 = 被除数//5%-2  ==>商是-2，余数时1    (-2)*(-2)+1 = 5//-5%2  ==>商是-2，余数是-1   (-2)*2+(-1) = -4-1=-5}
}

2、“+”号的三种用法

• 第一种：对于+两边都是数值的话，+就是加法的意思
• 第二种：对于+两边至少有一边是字符串的话，+就是拼接的意思
• 第三种：对于+作为一元运算符的话，+就是表示正号的意思

public class OperatorDemo02 {public static void main(String[] args) {// 字符串类型的变量基本使用// 数据类型 变量名称 = 数据值;String str1 = "Hello";System.out.println(str1); // HelloSystem.out.println("Hello" + "World"); // HelloWorldString str2 = "Java";// String + int --> StringSystem.out.println(str2 + 520); // Java520// String + int + int// String		+ int// StringSystem.out.println(str2 + 5 + 20); // Java520int a = 5;int b = +a;int c = -a;System.out.println("a = " + a);System.out.println("b = " + b);System.out.println("c = " + c);}
}

3、自加自减运算

理解：++ 运算，变量自己的值加1。反之，-- 运算，变量自己的值减少1，用法与++ 一致。

1、单独使用

• 变量在单独运算的时候，变量前++和变量后++，变量的是一样的；
• 变量前++ ：例如 ++a 。
• 变量后++ ：例如 a++ 。

public class OperatorDemo3 {public static void main(String[] args) {// 定义一个int类型的变量aint a = 3;//++a;a++;// 无论是变量前++还是变量后++，结果都是4System.out.println(a);}
}

2、复合使用

• 和其他变量放在一起使用或者和输出语句放在一起使用，前++和后++就产生了不同。

• 变量前++ ：变量先自身加1，然后再取值。
• 变量后++ ：变量先取值，然后再自身加1。

public class OperatorDemo03 {public static void main(String[] args) {// 其他变量放在一起使用int x = 3;//int y = ++x; // y的值是4，x的值是4，int y = x++; // y的值是3，x的值是4System.out.println(x);System.out.println(y);System.out.println("==========");// 和输出语句一起int z = 5;//System.out.println(++z);// 输出结果是6，z的值也是6System.out.println(z++);// 输出结果是5，z的值是6System.out.println(z);int a = 1;a = a++;//(1)先取a的值“1”放操作数栈(2)a再自增,a=2(3)再把操作数栈中的"1"赋值给a,a=1int i = 1;int j = i++ + ++i * i++;/*从左往右加载(1)先算i++①取i的值“1”放操作数栈②i再自增 i=2（2）再算++i①i先自增 i=3②再取i的值“3”放操作数栈（3）再算i++①取i的值“3”放操作数栈②i再自增 i=4（4）先算乘法用操作数栈中3 * 3 = 9，并把9压会操作数栈（5）再算求和用操作数栈中的 1 + 9 = 10（6）最后算赋值j = 10*/} 
}

• 小结：
  • ++在前，先自加，后使用；
  • ++在后，先使用，后自加。

• 分析

public class TestIncrementOperator1{public static void main(String[] args){int i = 1;i++;++i;}
}

public class TestIncrementOperator2{public static void main(String[] args){int i = 1;i = i++;}
}

public class TestIncrementOperator3{public static void main(String[] args){int i = 1;i = ++i;}
}

2.4 关系运算符/比较运算符

关系运算符	符号解释
<	比较符号左边的数据是否小于右边的数据，如果小于结果是true。
>	比较符号左边的数据是否大于右边的数据，如果大于结果是true。
<=	比较符号左边的数据是否小于或者等于右边的数据，如果大于结果是false。
>=	比较符号左边的数据是否大于或者等于右边的数据，如果小于结果是false。
==	比较符号两边数据是否相等，相等结果是true。
！=	不等于符号 ，如果符号两边的数据不相等，结果是true。

• 比较运算符，是两个数据之间进行比较的运算，运算结果一定是boolean值true或者false 。
• 其中>,<,>=,<=不支持boolean，String类型，==和!=支持boolean和String。

public class OperatorDemo05 {public static void main(String[] args) {int a = 3;int b = 4;System.out.println(a < b); // trueSystem.out.println(a > b); // falseSystem.out.println(a <= b); // trueSystem.out.println(a >= b); // falseSystem.out.println(a == b); // falseSystem.out.println(a != b); // true}
}

2.5 逻辑运算符

• 逻辑运算符，是用来连接两个布尔类型值的运算符（!除外），运算结果也是boolean值true或者false

逻辑运算符	符号解释	符号特点
&	与，且	有false则false
`	`	或
^	异或	相同为false，不同为true
!	非	非false则true，非true则false
&&	双与，短路与	左边为false，则右边就不看
`		`

&&和&区别，||和|区别：

• **&&和&**区别：
  • &&和&结果一样，&&有短路效果，左边为false，右边不执行；&左边无论是什么，右边都会执行。
• **||和|**区别：
  • ||和|结果一样，||有短路效果，左边为true，右边不执行；|左边无论是什么，右边都会执行。

public class OperatorDemo06 {public static void main(String[] args) {int a = 3;int b = 4;int c = 5;// & 与，且；有false则falseSystem.out.println((a > b) & (a > c)); System.out.println((a > b) & (a < c)); System.out.println((a < b) & (a > c)); System.out.println((a < b) & (a < c)); System.out.println("===============");// | 或；有true则trueSystem.out.println((a > b) | (a > c)); System.out.println((a > b) | (a < c)); System.out.println((a < b) | (a > c));System.out.println((a < b) | (a < c));System.out.println("===============");// ^ 异或；相同为false，不同为trueSystem.out.println((a > b) ^ (a > c));System.out.println((a > b) ^ (a < c)); System.out.println((a < b) ^ (a > c)); System.out.println((a < b) ^ (a < c)); System.out.println("===============");// ! 非；非false则true，非true则falseSystem.out.println(!false);System.out.println(!true);//&和&&的区别System.out.println((a > b) & (a++ > c)); System.out.println("a = " + a);System.out.println((a > b) && (a++ > c)); System.out.println("a = " + a);System.out.println((a == b) && (a++ > c)); System.out.println("a = " + a);//|和||的区别System.out.println((a > b) | (a++ > c)); System.out.println("a = " + a);System.out.println((a > b) || (a++ > c)); System.out.println("a = " + a);System.out.println((a == b) || (a++ > c)); System.out.println("a = " + a);}
}

/*
3、逻辑运算符
逻辑与：&true & true 结果是truetrue & false 结果是falsefalse & true 结果是falsefalse & false 结果是false只有两个边都是true，结果才为true。逻辑或：|true | true 结果是truetrue | false 结果是truefalse | true 结果是truefalse | false 结果是false只要有一边是true，结果就为true。逻辑非：!!true  变为false!false 变为true逻辑异或：^true | true 结果是falsetrue | false 结果是truefalse | true 结果是truefalse | false 结果是false只有两边不一样，一个是true，一个是false，结果才为true。短路与：&&true && true 结果是truetrue && false 结果是falsefalse && ? 结果是falsefalse && ? 结果是false只有两个边都是true，结果才为true。但是它如果左边已经是false，右边不看。这样的好处就是可以提高效率。短路或：||true || ？ 结果是truetrue || ？ 结果是truefalse || true 结果是truefalse || false 结果是false只要有一边是true，结果就为true。但是它如果左边已经是true，右边就不看了。这样的好处就是可以提高效率。特殊：
（1）逻辑运算符的操作数必须是boolean值
（2）逻辑运算符的结果也是boolean值*/
public class LogicOperator{public static void main(String[] args){/*表示条件，成绩必须在[0,100]之间成绩是int类型变量score*/int score = 56;//System.out.println(0<=score<=100);/*LogicOperator.java:23: 错误: 二元运算符 '<=' 的操作数类型错误System.out.println(0<=score<=100);^第一个类型:  boolean    0<=score的结果 true第二个类型: inttrue <= 100？不对的1 个错误*/System.out.println(0<=score  & score<=100);}
}

2.6 条件运算符

• 条件运算符格式：

条件表达式？结果1：结果2

• 条件运算符计算方式：
  • 条件判断的结果是true，条件运算符整体结果为结果1，赋值给变量。
  • 判断条件的结果是false，条件运算符整体结果为结果2，赋值给变量。

public static void main(String[] args) {int i = (1==2 ? 100 : 200);System.out.println(i);//200int j = (3<=4 ? 500 : 600);System.out.println(j);//500
}

public class ConditionOperator{public static void main(String[] args){//判断两个变量a,b谁大，把大的变量赋值给maxint a = 2;int b = 2;int max = a >= b ? a : b;//如果a>=b成立，就取a的值赋给max，否则取b的值赋给maxSystem.out.println(max);boolean marry = false;System.out.println(marry ? "已婚" : "未婚"  );}
}

2.7 位运算符

位运算符	符号解释
&	按位与，当两位相同时为1时才返回1
`	`
~	按位非，将操作数的每个位（包括符号位）全部取反
^	按位异或。当两位相同时返回0，不同时返回1
<<	左移运算符
>>	右移运算符
>>>	无符号右移运算符

• 位运算符的运算过程都是基于补码运算，但是看结果，我们得换成原码，再换成十进制看结果
• 从二进制到十进制都是基于原码
• 正数的原码反码补码都一样，负数原码反码补码不一样
• byte,short,char在计算时按照int类型处理

如何区分&,|,^是逻辑运算符还是位运算符？

如果操作数是boolean类型，就是逻辑运算符，如果操作数是整数，那么就位运算符。

（1）左移：<<

运算规则：左移几位就相当于乘以2的几次方**注意：**当左移的位数n超过该数据类型的总位数时，相当于左移（n-总位数）位byte,short,char在计算时按照int类型处理

3<<4  类似于  3*2的4次= 3*16 = 48

-3<<4  类似于  -3*2的4次= -3*16 = -48

（2）右移：>>

快速运算：类似于除以2的n次，如果不能整除，向下取整

69>>4  类似于  69/2的4次 = 69/16 =4

-69>>4  类似于  -69/2的4次 = -69/16 = -5

（3）无符号右移：>>>

运算规则：往右移动后，左边空出来的位直接补0，不看符号位

正数：和右移一样

负数：右边移出去几位，左边补几个0，结果变为正数

69>>>4  类似于  69/2的4次 = 69/16 =4

-69>>>4   结果：268435451

（4）按位与：&

运算规则：对应位都是1才为1

	1 & 1 结果为11 & 0 结果为00 & 1 结果为00 & 0 结果为0

9&7 = 1

-9&7 = 7

（5）按位或：|

运算规则：对应位只要有1即为1

	1 | 1 结果为11 | 0 结果为10 | 1 结果为10 & 0 结果为0

9|7  结果： 15

-9|7 结果： -9

（6）按位异或：^

运算规则：对应位一个为1一个为0，才为11 ^ 1 结果为01 ^ 0 结果为10 ^ 1 结果为10 ^ 0 结果为0

9^7  结果为14

-9^7 结果为-16

（7）按位取反：~

运算规则：~0就是1

		   ~1就是0

~9  结果：-10

~-9  结果：8

（8）程序员模式计算器（选讲）

项目	说明
BYTE	1个字节
WORD	2个字节
DWORD	4个字节
QWORD	8个字节
AND	按位与 &
OR	按位或 |
NOT	按位取反 ~
XOR	按位异或 ^
<<（算术移位）	左移 <<
>>（算术移位）	右移 >>
>>（逻辑移位）	无符号右移 >>>

2.8 赋值运算符（下）

运算符	符号解释
=	将右边的常量值/变量值/表达式的值，赋值给左边的变量
+=	将左边变量的值和右边的常量值/变量值/表达式的值进行相加，最后将结果赋值给左边的变量
-=	将左边变量的值和右边的常量值/变量值/表达式的值进行相减，最后将结果赋值给左边的变量
*=	将左边变量的值和右边的常量值/变量值/表达式的值进行相乘，最后将结果赋值给左边的变量
/=	将左边变量的值和右边的常量值/变量值/表达式的值进行相除，最后将结果赋值给左边的变量
%=	将左边变量的值和右边的常量值/变量值/表达式的值进行相模，最后将结果赋值给左边的变量
<<=	将左边变量的值左移右边常量/变量值/表达式的值的相应位，最后将结果赋值给左边的变量
>>=	将左边变量的值右移右边常量/变量值/表达式的值的相应位，最后将结果赋值给左边的变量
>>>=	将左边变量的值无符号右移右边常量/变量值/表达式的值的相应位，最后将结果赋值给左边的变量
&=	将左边变量的值和右边的常量值/变量值/表达式的值进行按位与，最后将结果赋值给左边的变量
|=	将左边变量的值和右边的常量值/变量值/表达式的值进行按位或，最后将结果赋值给左边的变量
^=	将左边变量的值和右边的常量值/变量值/表达式的值进行按位异或，最后将结果赋值给左边的变量

public class OperatorDemo04 {public static void main(String[] args) {int a = 3;int b = 4;int c = a + b;        b += a;// 相当于 b = b + a ; System.out.println(a); // 3System.out.println(b); // 7	System.out.println(c); //7short s = 3;// s = s + 4; 代码编译报错，因为将int类型的结果赋值给short类型的变量s时，可能损失精度s += 4; // 代码没有报错//因为在得到int类型的结果后，JVM自动完成一步强制类型转换，将int类型强转成shortSystem.out.println(s);int j = 1;j += ++j * j++;//相当于  j = j + (++j * j++);System.out.println(j);//5int m = 1;m <<= 2;System.out.println(m);}
}

运算规则和要求：

（1）=左边一定是一个变量，右边可以是常量、变量、表达式
（2）赋值运算一定是最后算的，优先级最低
（3）如果是=赋值运算符，那么=右边值的类型必须 “小于等于” 左边变量的类型如果是+=，-=等组合赋值运算符，那么要是最后计算计算结果值的类型 “小于等于” 左边变量的类型 时，正常赋值；要是最后计算计算结果值的类型 “大于” 左边变量的类型时，会隐式的发生强制类型转换。

2.9 运算符优先级

提示说明：

（1）表达式不要太复杂

（2）先算的、或表示整体的使用()

口诀：

单目运算排第一；

乘除余二加减三；

移位四，关系五；

等和不等排第六；

位与、异或和位或；

短路与和短路或；

依次从七到十一；

条件排在第十二；

赋值一定是最后；

int i = 1;
int x = i++ * (i++ + 1);

3 标点符号（Separators）

在Java8中一共有12个标点符号。（从一开始就需要开始留意代码中不同位置使用的不同标点符号，训练眼力）

• 小括号/圆括号()用于强制类型转换、表示优先运算表达式、方法参数列表
• 大括号/花括号{}用于数组元素列表、类体、方法体、复合语句代码块边界符
• 中括号/方括号[]用于数组
• 分号;用于结束语句
• 逗号,用于多个赋值表达式的分隔符和方法参数列表分隔符
• 英文句号.用于成员访问和包目录结构分隔符
• 英文省略号…用于可变参数
• @用于注解
• 双冒号::用于方法引用

各个标点符号的使用在后续章节中一一揭晓。

class Sign{public static void main(String[] args){int x,y,z;//声明了3个int类型的变量int a = 1, b = 2, c = 1;//声明了3个int类型的变量，并且初始化//int m = n = 1;//n没有声明}
}