【Java百炼成神】魂力篇——Java之变量

陶然同学

发布于 2023-02-27 10:09:34

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发布于 2023-02-27 10:09:34

文章被收录于专栏：陶然同学博客

一、变量

1.1【入门】

1.1.1概念

计算机内存中，用来反复存/取数据的区域，叫做变量。

变量在内存中可以存储各种各样的数据，有整数、有小数、有文字等。变量里存储的值也可以被随时改变，以方便参与计算机程序的各项运算。下面我们来看一下，Java 中，我们如何使用变量进行数据的存取

1.1.2入门案例1：定义变量存储整数

需求说明

程序运行时，需要向内存保存一个整数 10，并将保存在整数展示在控制台

public static void main(String[] args) { 
 //定义一个变量，起名叫 a，同时为变量 a 赋予一个整数 10 
 int a = 10; 
 //控制台展示变量 a 的值 
 System.out.println(a); 
}

代码实现

这里仅展示 main 方法代码

案例总结

定义变量的语法格式

案例中代码的执行顺序和现实生活的对比，如下：

1.1.3入门案例2：特殊方式定义变量

需求说明

程序运行时，需要向内存保存一个整数 10，并将保存在整数展示在控制台。该案例使用特殊方式定义变量

代码实现

public static void main(String[] args) { 
 //定义一个变量，起名叫 a. 
 int a; 
 //为变量 a 赋予一个整数 10 
 a=10; 
 //控制台展示变量 a 的值 
 System.out.println(a); 
}

案例总结

两个案例中，定义变量并为变量赋值的方式，效果相同

注意： Java 中，定义变量里的“=”为：为某个变量赋值/向某个变量中存储值

1.1.4随堂练习：一次定义多个变量

需求说明

现在我们有 10 个整数需要保存到计算机内存中，分别是： 100,200,300,400,500,600,700,800,900,1000 保存完毕后，还需要在控制台依次展示。效果如下：

1.1.5入门案例3：一次定义多个变量

现在我们有 10 个整数需要保存到计算机内存中，分别是： 100,200,300,400,500,600,700,800,900,1000 保存完毕后，还需要在控制台依次展示。根据前面讲解，我们可能写出的代码如下：

我们看到，当我们定义多个变量时，每个变量定义占用一行，虽然代码标准规范，但占用行数较大，我们可以合并，一次定义多个变量。

代码实现A：先一次定义多个再赋值多个

public static void main(String[] args) { 
 //一次定义多个变量 
 int a,b,c,d,e,f,g,h,i,j; 
 //一次为多个变量赋值 
 a=100; 
 b=200; 
 c=300; 
 d=400; 
 e=500; 
 f=600; 
 g=700; 
 h=800; 
 i=900; 
 j=1000; 
 System.out.println(a); 
 System.out.println(b); 
 System.out.println(c); 
 System.out.println(d); 
 System.out.println(e); 
 System.out.println(f); 
 System.out.println(g); 
 System.out.println(h); 
 System.out.println(i); 
 System.out.println(j); 
}

代码实现B：一次定义多个变量并赋值

public static void main(String[] args) { 
 //一次性定义多个变量并赋值 
 int a=100,b=200,c=300,d=400,e=500,f=600,g=700,h=800,i=900,j=1000; 
 System.out.println(a); 
 System.out.println(b); 
 System.out.println(c); 
 System.out.println(d); 
 System.out.println(e); 
 System.out.println(f); 
 System.out.println(g); 
 System.out.println(h); 
 System.out.println(i); 
 System.out.println(j); 
}

1.1.6入门案例总结

1、定义变量的标准语法格式：

2、 “=”：为某个变量赋值/向某个变量中存储值; 3、变量必须先定义，才能存取数据；

4、定义变量后，必须先赋值才能使用；

5、一次定义多个变量，多个变量间用逗号分隔；

6、变量名大小写敏感（即大写字母变量和小写字母变量是两个不同的变量）

1.1.7思考

1、以下代码是否能够正常执行

public static void main(String[] args) { 
 int aa; 
 aa=10; 
 System.out.println(bb); 
}

2、以下代码是否能够正常执行

public static void main(String[] args) { 
 int aa; 
 aa=10; 
 System.out.println(AA); 
}

3、以下代码是否能够正常执行

public static void main(String[] args) { 
 int aa; 
 System.out.println(aa); 
 aa=10; 
}

4、以下代码是否能够正常执行

public static void main(String[] args) { 
 int aa=10;bb=20;cc=30; 
 System.out.println(aa); 
 System.out.println(bb); 
 System.out.println(cc); 
}

5、以下代码是否能够正常执行

public static void main(String[] args) { 
 int aa,bb;cc; 
 System.out.println(aa); 
 System.out.println(bb); 
 System.out.println(cc); 
}

6、以下代码是否能够正常执行

public static void main(String[] args) { 
 int aa=10,bb,cc; 
 bb=20,cc=30; 
 System.out.println(aa); 
 System.out.println(bb); 
 System.out.println(cc); 
}

7、以下代码是否能够正常执行

public static void main(String[] args) { 
 int aa=10,bb,cc; 
 bb=20; 
 cc=30; 
 dd=40; 
 System.out.println(aa); 
 System.out.println(bb); 
 System.out.println(cc); 
 System.out.println(dd); 
}

8、以下代码是否能够正常执行

public static void main(String[] args) { 
 int aa=10,bb,cc; 
 bb=20; 
 cc=30; 
 System.out.println(aa); 
 System.out.println(bb); 
 System.out.println(cc); 
 cc=50; 
}

1.2【进阶】

1.2.1进阶案例1：定义变量存储最大整数

需求说明

现在需要将整数 10 亿和整数 30 亿分别存储进计算机内存，并在控制台展示

问题说明

编写代码时，整数 10 亿可以正常保存使用，而整数 30 亿保存报错

因为 int 类型的变量，保存的整数大小是有上限的（Java 规定，int 类型保存的最大值 2147483647）所以若需要保存大整数，则需要更换更大的变量类型。

代码实现

public static void main(String[] args) { 
 //int 类型保存的整数最大值为：2147483647 
 int aa = 1000000000; 
 //long 类型保存的整数最大值为：9223372036854775807 
 long cc = 3000000000L; 
 
 System.out.println(aa); 
 System.out.println(cc); 
}

案例总结

Java 中保存整数的变量类型有四种：

名称	占用大小	范围
byte	1 字节	-128~127 例如：byte aa = 100;
short	2 字节	-32768~32767 例如：short aa = 100;
int	4字节	-2147483648~2147483647 约 43 亿个数例如：int aa = 100;
long（长整型）	8 字节	-9223372036854775808~9223372036854775807 long 类型在赋值时，需要在值后加入字母 L 区分其是一个长整型例如：long aa = 100L;

四种整数类型各有各的存储范围，超出范围进行存储，会导致报错。开发中保存整数一般使用 int，需保存的整数超出 int 范围，才会使用 long

1.2.2进阶案例2：定义变量存储小数

需求说明

现在需要保存小数 100.99 到计算机内存，并在控制台展示

问题说明

若使用 byte/short/int/long 这样的整数类型保存小数，则会报错

代码实现

public static void main(String[] args) { 
 //定义小数类型变量 a，保存小数 10.5 
 double a = 10.5; 
 System.out.println(a); 
}

案例总结

Java 中，保存小数的类型叫做浮点型。

名称	占用大小	范围
float	4 字节	float 类型在赋值时，需要在值后加入字母 F 例如：float aa = 100.5F;
double	8 字节	例如：double aa = 100.5;

开发中我们一般使用 double 保存小数

1.2.3进阶案例3：定义变量存储单个文字

需求说明

现在需要保存单个字符（文字）A 到计算机内存，并向控制台展示

问题说明

之前学过的整数、小数类型变量，都无法直接保存单个字符，我们需要使用 Java 中专门保存单个字符的变量类型：char

代码实现

public static void main(String[] args) { 
 //定义 char 类型变量 a，向变量 a 保存单个字符'A' 
 char a = 'A'; 
 System.out.println(a); 
}

案例总结

Java 中保存单个字符（文字）的类型叫做字符型

名称	占用大小	范围
char	2 字节	必须使用’’包裹，且不能空着，必须填写一个字符例如：char aa = ‘好’;

思考

1、以下代码是否能够正常执行

public static void main(String[] args) { 
 char a = 'AB'; 
 System.out.println(a); 
}

2、以下代码是否能够正常执行

public static void main(String[] args) { 
 char a = ''; 
 System.out.println(a); 
}

3、以下代码是否能够正常执行

public static void main(String[] args) { 
 char a = '棒'; 
 System.out.println(a); 
}

4、以下代码是否能够正常执行，若删除\会如何

public static void main(String[] args) { 
 char a = '\''; 
 System.out.println(a); 
}

1.2.4 进阶案例4：定义变量存储多个文字

需求说明

现在需要将“传智专修学院”多个字符保存进计算机内存，并展示在控制台。效果如下:

问题说明

若该需求我们使用 char 类型解决，会浪费大量时间去定义 char 类型变量

所以我们应使用 Java 中专门保存多个文字的类型，String（字符串）类型

代码实现

public static void main(String[] args) { 
 //定义一个 String 类型的变量 a，向变量 a 中保存多个字符 
 String a = "传智专修学院"; 
 System.out.println(a); 
}

案例总结

char	String
用单引号’’包裹	用双引号””包裹
仅保存单个字符，不能保存空字符	能保存多个字符，可以保存空字符
能够保存转义字符

转义字符：某些特殊符号无法直接保存，必须加\转换成计算机能够识别的字符。常见转义字符有： \’ 单引号 \\ 反斜杠 \t 制表符

1.2.5进阶案例5：定义变量存储真/假

需求说明

Java 语言可以向计算机内存保存 “真” 或 “假” 这两个特殊值。真：true 假：false

下面我们来分别保存并展示

代码实现

public static void main(String[] args) { 
 //定义布尔类型的变量 a，用来存储 true，真 
 boolean a = true; 
 System.out.println(a); 
 //定义布尔类型的变量 b，用来存储 false，假 
 boolean b = false; 
 System.out.println(b); 
}

案例总结

Java 中，用来保存“真”/“假” 值的类型，叫做布尔型

名称	占用大小	范围
boolean	1 字节	只有两个值 true 与 false。例如：boolean aa = true;

布尔型在后期 Java 学习中，大量运用在各种判断和控制上。

1.2.6进阶案例总结

Java 语法中，变量的数据类型大致分为两大类：基本数据类型和引用数据类型

Java 有无限种引用数据类型，每天还在不断推陈出新，我们学习 Java 并不会将所有引用数据类型都列举学习，而是开发用哪个，就学哪个。

1.2.7思考

1、请根据需求选择使用最恰当的数据类型，并定义变量保存，最后展示控制台： a) 保存整数：15 亿 b) 保存小数：10.55 c) 保存布尔值：真 d) 保存：“我爱 Java” 这样的字符串 e) 保存整数：50 亿 f) 保存一个单引号： “’” 这样的单个字符 g) 保存：15.99abc

1.3【高级】

1.3.1高级案例1：变量重新赋值

需求说明

我们知道变量里保存的值是可以被随时替换的，下面我们需要将数字 10 保存到变量中，然后再用数字 20 替换数字 10。

代码实现

public static void main(String[] args) { 
 //定义 int 类型变量 a，保存整数 10 
 int a = 10; 
 //重新向变量 a，赋予整数 20.（原来的整数 10 被替代） 
 a = 20; 
}

案例总结

1、变量可以使用“=”进行重新赋值，次数不限 2、重新赋值时，不能超出变量类型的规定范围

3、一般情况下，重新赋值时，建议赋予相同类型的值

4、变量不能被重复定义

1.3.2高级案例2：数字类型变量的四则运算

需求说明

变量值可以随时被改变，也可以参与到计算机的各种运算中。下面需要： 1、定义一个变量，起名为 num，保存整数 10. 2、num 变量和 9 相加，将运算后的结果重新保存到 num 变量中，并展示控制台 3、num 变量减去 1，将运算后的结果重新保存到 num 变量中，并展示控制台 4、num 变量乘以 2，将运算后的结果重新保存到 num 变量中，并展示控制台 5、num 变量除以 9，将运算后的结果重新保存到 num 变量中，并展示控制台效果如下：

代码实现

public static void main(String[] args) { 
 //1、定义变量 num，保存整数 10 
 int num = 10; 
 //2、使用变量 num 的值加 9，将运算结果再重新保存回变量 num 中 
 num = num+9; 
 System.out.println(num); 
 //3、使用变量 num 的值减 1，将运算结果再重新保存回变量 num 中 
 num = num-1; 
 System.out.println(num); 
 //4、使用变量 num 的值乘以 2，将运算结果再重新保存回变量 num 中 
 num = num*2; 
 System.out.println(num); 
 //5、使用变量 num 的值除以 9，将运算结果再重新保存回变量 num 中 
 num = num/9; 
 System.out.println(num); 
}

案例总结

以 num = num+9;为例，运算并赋值的执行流程如图

整体案例代码的执行流程如下：

综上，执行代码时，会先进行算式运算，最后进行赋值操作

思考

1、定义变量，保存小数 10.55，使用变量除以 5，运算结果再保存回变量，展示到控制台 2、以下代码是否正确执行，效果是什么，效果是否准确？

public static void main(String[] args) { 
 int num = 5; 
 //进行除法运算 
 num = num/2; 
 System.out.println(num); 
}

3、以下代码是否正确执行，效果是什么？

public static void main(String[] args) { 
 int num = 5; 
 //进行除法运算 
 num = num/0; 
 System.out.println(num); 
}

4、以下代码执行效果是什么，控制台展示语句执行后，num1 和 num2 的变量值是否发生改变

public static void main(String[] args) { 
 int num1 = 10; 
 int num2 = 20; 
 System.out.println(num1+num2); 
}

1.3.3高级案例3：字符串拼接

需求说明

1、要求定义一个字符串类型变量 str，保存：“传智专修学院” 2、在变量 str 上继续追加字符串“软件工程系-Java 方向” 3、控制台展示变量 str，效果如下：

代码实现

public static void main(String[] args) { 
 //定义一个字符串类型变量 str，并保存字符串 
 String str="传智专修学院"; 
 //先用+号进行字符串拼接，再将拼接结果重新保存到 str 中 
 str = str+" 软件工程系-Java 方向"; 
 System.out.println(str); 
}

案例总结

1、与整数型、浮点型不同，字符串类型变量的“+”不是数学运算，而是追加拼接字符串。 2、

同样也是先进行“+”拼接运算，再进行“=”赋值

思考

1、以下代码效果是什么？

public static void main(String[] args) { 
 String str = "今天星期"; 
 str = str+1+2; 
 System.out.println(str); 
}

2、以下代码效果是什么？

public static void main(String[] args) { 
 String str = "今天星期"; 
 str = str+(1+2); 
 System.out.println(str); 
}

3、要求定义四个变量，分别是： 1、字符串类型变量，存储“一年有” 2、字符串类型变量，存储“天” 3、整数类型变量，存储：36 4、整数类型变量，存储：5 现需要在控制台展示时，展示如下效果：

请编写代码，完成以上效果

1.3.4变量作用范围

知识讲解

每个变量都是有自己的作用范围，超出范围无法正常使用。变量的作用范围：仅限于离自己最近的花括号{}内

思考

1、以下代码能否正常执行？若能正常执行，效果是什么？

public static void main(String[] args) { 
 int num = 10; 
 { 
 num = 20; 
 } 
 System.out.println(num); 
}

2、以下代码能否正常执行？若能正常执行，效果是什么？

public static void main(String[] args) { 
 { 
 int num = 10; 
 System.out.println(num); 
 } 
}

3、以下代码能否正常执行？若能正常执行，效果是什么？

public static void main(String[] args) { 
 int num1 = 10; 
 { 
 int num2 = 20; 
 System.out.println(num1); 
 } 
 System.out.println(num2); 
}

4、以下代码能否正常执行？若能正常执行，效果是什么？

public static void main(String[] args) { 
 int num1 = 10; 
 { 
 int num2 = 20; 
 } 
 System.out.println(num1+num2); 
}

5、以下代码能否正常执行？若能正常执行，效果是什么？

public static void main(String[] args) { 
 int num1 = 10; 
 { 
 int num2 = 20; 
 num1 = num2+num1; 
 } 
 System.out.println(num1); 
}

6、以下代码能否正常执行？若能正常执行，效果是什么？

public static void main(String[] args) { 
 int num1 = 5; 
 { 
 int num2 = 8; 
 } 
 System.out.println("幸运数字："+num1+num2); 
}

1.3.5高级案例总结

1、变量可以使用“=”进行重新赋值，次数不限 2、重新赋值时，不能超出变量类型的规定范围

3、一般情况下，重新赋值时，建议赋予相同类型的值

4、变量不能被重复定义

5、代码会先进行右侧运算，最后进行“=”赋值。

6、运算结果若可能存在小数，建议使用浮点型变量。（因为除号"/"两端若为整数，运算结果会舍弃小数位）

7、任何情况下，整数不能除 0，否则报错

8、任何类型和字符串直接进行“+”运算，都是在拼接字符串

9、最优先执行小括号里的运算

10、每个变量都有自己的作用范围，即离自己最近的{}。（变量超出作用范围无法使用，强制使用程序报错停止）

1.3.6思考

1、以下代码的效果是什么？

public static void main(String[] args) { 
 double xnum = 5.0; 
 int num1 = 2; 
 xnum = xnum/num1; 
 
 System.out.println(xnum); 
}

2、以下代码的效果是什么？

public static void main(String[] args) { 
 int num1 = 5; 
 int num2 = 10; 
 String str1 = "1"; 
 
 System.out.println(num1+(num1+num2)+(str1+num2)+(num1+str1+num2)); 
}

3、以下代码的效果是什么？

public static void main(String[] args) { 
 int num1 = 5; 
 int num2 = 10; 
 String str1 = "1"; 
 
 System.out.println(num1/0+(num1+num2)+(str1+num2)+(num1+str1+num2)); 
}

4、以下代码的效果是什么

public static void main(String[] args) { 
 int num1 = 5; 
 { 
 int num2 = 1; 
 num1 = num2+num1; 
 } 
 System.out.println(NUM1); 
}

1.4总结

1、变量必须先定义，才能存取数据；

2、定义变量后，必须先赋值才能使用。（赋值不能超出变量类型的规定范围）

3、变量名大小写敏感（即大写字母变量和小写字母变量是两个不同的变量）

4、变量不能被重复定义

5、每个变量都有自己的作用范围，即离自己最近的{}。（变量超出作用范围无法使用，强制使用程序报错停止）

6、基本数据类型有四类八种，常用的有 int/long/double/boolean。引用数据类型有无限种，目前我们常用一个 String

1.5【扩展】

1.5.1int与进制

进制知识

现实世界的数字是由十进制组成。十进制：每一位有 0123456789，逢十进一例如：9 再加 1，就会进位，变成 10

计算机世界的数字是由二进制组成。二进制：每一位有 01，逢二进一例如：1 再加 1，就会进位，变成 10

后面的发展中，相继又发展出了八进制和十六进制：八进制：每一位有 01234567，逢八进一

十六进制：每一位有 0123456789，ABCDEF，逢十六进一

1.5.4思考

1、如果我需要更方便存储更多的数字，我们使用二进制、十进制、八进制、十六进制哪个更好 2、从占用字节的角度来回答，为什么在整型使用中，不是直接使用最大的 long，而是根据情况判断使用 int 或 long 呢？ 3、现在要让计算机存储真/假，我们是选择使用 char 存储字符’真’/’假’ 比较好，还是选择使用 boolean 存储 true/false 更好？从占用字节的角度来回答

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