数据类型与运算符

一、进制

1.1 进制的区分

1.2进制的换算

只要掌握计算器的方式即可。人工计算的方式了解一下就行了。

二、计算机数据的存储原理

2.1 存储单位

最小的单位：比特位 bit 1位比特要么为0，要么为1

最基本的单位：字节 byte 1个字节=8位

1个字节：1B（B=1byte）

1KB=1024B

1MB=1024KB

1GB=1024MB

1TB=1024GB

1PB=1024TB

2.2 Java的八种数据类型

整数类型：

byte 1个字节取值范围：2^-7——2^7-1

short 2个字节取值范围：2^-15——2^15-1

int 4个字节取值范围：2^-31——2^31-1

long 8个字节取值范围：2^-61——2^61-1

小数类型：

flot 4个字节

double 8个字节

字符类型：

char 4个字节

布尔类型：

boolean 1个字节

如下图所示：

2.3 符号位

规定：

用0表示正数，1表示负数

二进制中最高位（最左位）就是符号位

符号位针对于byte,short,int.long,flot,double这些类型而言

2.3 原码、反码、补码

00000100 => 4
10000100 => -44 + (-4)00000100+ 10000100----------10001000   => -8  ? 不对

因为我们不仅仅要表示数字，还得考虑正、负数的计算问题，所以需要设计新的规则，便于存储和计算，这个时候就提出了原码、反码、补码。

计算机的底层存储和计算都是基于补码的。规定：

正数：原码、反码、补码都一样，三码合一
负数：
- 原码：最高位是1，其余位是数据位，这些数据位与其绝对值的二进制序列是一样的
- 反码：最高位不变，其余位在原码的基础上取反（0变1,1变0）
- 补码：在反码的基础上 + 1

正数的25：+25原码：00011001反码：00011001补码：00011001负数的25：-25原码：10011001反码：11100110补码：11100111

2.4 整数如何存储（以byte为例）

问题：1个字节可以存储的整数范围是什么？

结论：-128 ~ 127

正数：0000 0001     对应十进制的1....0111 1111     对应的十进制127负数：1000 0001     对应的十进制-127....1111 1111	 对应的十进制-1补码：1000 0001反码：1000 0000原码：1111 1111补码：1111 1111反码：1111 1110原码：1000 0001零：0000 0000   对应十进制的01000 0000   对应十进制的-128（特殊的规定）用它来表示-128，既要符合计算的规则，又要符合数据表示的规则。-127 - 1 = -128-127的补码：1000 00011的补码：0000 00011000 00010000 0001-=========1000 0000

注意：从二进制->十进制，用权值相加法，需要用原码计算

2.5 小数如何存储

（1）无论是flot或double，都是浮点类型，在存储时都是不精确、都有误差的

（2）flot一般在小数点后最多7-8位。 double一般在小数点后最多15-16位

（3）flot虽然是4个字节但是因为存储方式的不同，它的范围比long大的多

2.6 char类型如何存储

因为计算机里面只有二进制，所以所有的文字、标点符号等也必须用一个二进制值表示。为了统一，就有一些组织就规定了每一个字符对应哪个二进制值，这个对应表被称为字符集。

最古老的字符集是ASCII码字符集，这个字符集中值规定了0-127，共128个字符。

常见的ASCII码字符集

'a':97        'b':98
'A':65        'B':66
'0':48        '1':49
'\t':9        ' ':32

char类型的表示方式有3种：

'涣'
28067
'\u6da3';

三、基本数据类型的转换

3.1 自动类型转换（小转大）

（1）当把数据类型较小的值赋值给较大的数据类型时，就会自动提升

（2）当对byte、short、char 进行计算的时候，他们的数据类型就会自动转为int

（3）当有多种数据类型的值进行混合运算的时候，取其中最大的数据类型

三种情况依次如下图所示：

package com.yang;/*** @author yzh* @date 2024/07/17*/public class Test05 {public static void main(String[] args) {char a ='啊';int b=a;System.out.println(b);}
}

package com.yang;/*** @author yzh* @date 2024/07/17*/public class Test05 {public static void main(String[] args) {byte a =6;byte b=1;System.out.println(a+b);int i = a + b;System.out.println(i);}
}

package com.yang;/*** @author yzh* @date 2024/07/17*/public class Test05 {public static void main(String[] args) {byte a = 6;int b = 1;long c = 15L;float d = 5.3f;double e = 1.39;System.out.println(a + b + c + d + e);double v = a + b + c + d + e;System.out.println(i);}
}

3.2 强制数据类型转换（大转小）

（1）当我们把一个较小的数据类型赋值给一个较大的数据类型的时候，就要使用强制数据类型转换，但是此时可能出现损失精度或溢出的风险。

（2）当我们需要故意提升一个值（常量值，变量值，表达式的结果值）的类型的时候，也需要强制数据类型转换。

两种情况依次如下图所示：

package com.yang;/*** @author yzh* @date 2024/07/17*/public class Test05 {public static void main(String[] args) {double d = 3.14;int num = (int)d;System.out.println(d);//3.14System.out.println(num);//3int big = 200;byte b = (byte)big;System.out.println(big);//200System.out.println(b);//-56/*200的二进制 00000000 00000000 00000000 11001000(byte)截断  11001000补码：11001000（如果是计算器看结果，直接用它即可）反码：11000111原码：10111000（人工权值相加法，需要看原码）*/}
}

package com.yang;/*** @author yzh* @date 2024/07/17*/public class Test05 {public static void main(String[] args) {int x = 1;int y = 2;System.out.println(x/y);//0//int / int 结果还是 int//如果希望结果是double类型，在不改变x,y变量类型前提下，怎么办？System.out.println((double)x/y);//0.5//取x的值1之后，将1强制提升为double类型的1.0，然后与y进行计算，double/int结果是doubleSystem.out.println((double)(x/y));//0.0//先计算x/y，然后结果0再提升为doubleboolean b = false;//System.out.println((int)b);//Java中不允许}
}

四、运算符

4.1 算术运算符

例题：定义一个变量，赋值为一个四位数整数，例如1234，如通过运算操作求出个位，十位，百位，千位

package com.yang;import java.util.Scanner;/*** @author yzh* @date 2024/07/17*/public class Test05 {public static void main(String[] args) {Scanner scanner = new Scanner(System.in);System.out.print("请输入一个四位的正整数:");int i = scanner.nextInt();System.out.println("个位上的数为："+i%10);System.out.println("十位上的数为："+i/10%10);System.out.println("百位上的数为："+i/100%10);
//        System.out.println("千位上的数为："+i/1000);也可System.out.println("千位上的数为："+i/1000%10);}
}

4.2 会改变变量值的运算符

4.2.1 赋值运算符

4.2.2 自增自减运算符

自增自减运算符本身属于算术运算符。

情况一：自增自减表达式是独立的语句

自增自减在前在后没有区别。++a;与 a++;相同， --a; 与 a--;相同

情况二：自增自减表达式不是独立的语句

以自增为例： ++在前：先对变量自增1，然后取自增变量的值做其他运算 ++在后：先取自增变量的值放一边，然后自增变量自增1，用刚刚取出来的值做其他运算

如：

package com.yang;/*** @author yzh* @date 2024/07/17*/public class Test05 {public static void main(String[] args) {int i = 1;int j = i++;       //j=1 ,  i=2int k = i++ * ++j + ++i * j++;  //  2*2+ 4*2 =12  i = 4 , j =3System.out.println("i = " + i);System.out.println("j = " + j);System.out.println("k = " + k);}
}

4.2.3 关系运算符

关系运算符是用于比较两个值的大小关系。所有关系运算符的运算结果只有两种：true或false。

4.2.4 逻辑运算符

逻辑运算符是用于表示两个条件的关系。

逻辑与：&用于表示两个条件必须“同时”成立。true & true 结果truetrue & false 结果falsefalse & true 结果falsefalse & false 结果false逻辑或：|用于表示两个条件只要有1个成立就行。true | true 结果truetrue | false 结果truefalse | true 结果truefalse | false 结果false逻辑异或：^用于表示两个条件只能成立1个。不能同时成立，也不能同时不成立。即两个条件的结果必须不同。true ^ true 结果falsetrue ^ false 结果truefalse ^ true 结果truefalse ^ false 结果false逻辑非：!对一个条件取反!true 结果false!false 结果true短路与：&&用于表示两个条件必须“同时”成立。true && true 结果truetrue && false 结果falsefalse && true 结果falsefalse && false 结果false&&的效率比&高。因为当左边为false时，右边就不看了。短路或：||用于表示两个条件只要有1个成立就行。true || true 结果truetrue || false 结果truefalse || true 结果truefalse || false 结果false||的效率比|高。因为||当左边为true时，右边就不看了。

4.2.5 条件运算符

如：

package com.yang;/*** @author yzh* @date 2024/07/17*/import java.util.Scanner;/*** 声明一个int类型的变量year，赋值为当年的年份值，判断该年是否是闰年，输出判断结果。* 闰年的判断标准是：* （1）年份year可以被4整除，但不能被100整除* （2）或年份year可以被400整除*/
public class Test04 {public static void main(String[] args) {Scanner scanner = new Scanner(System.in);System.out.print("请输入年份：");int year = scanner.nextInt();System.out.println(((year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || year % 400 == 0) ? "闰年" : "非闰年");}
}