变量、运算符、表达式、输入与输出

前言

编程可以让计算机进行复杂操作，实现人类与计算机的交互。

一、变量

1、 定义变量

• 变量必须先定义再使用，不可重名。

• 方式 1

  // 先定义再赋值
  int a;  // 定义
  a = 5;  // 赋值
  1
  2
  3

• 方式 2

  // 边定义边赋值
  int a = 5;  // 边定义边初始化
  int b;  // 定义变量不赋值
  int c = a;  // 赋值变量，此时 c = 5
  int d = 10 / 2;  // 赋值一个算式
  1
  2
  3
  4
  5

2、数据类型

1）整数类型

• byte：整数，占一个字节，8 位，可以表示 2⁸ = 256 种情况（表示数的范围一般为一半负数一半非负数 -2⁷ ~ 2⁷ - 1）；
• short：整数，占两个字节，16 位，可以表示 2¹⁶ = 65536 种情况（表示数的范围为 -2¹⁵ ~ 2¹⁵-1）；
• int：整数，占四个字节，32 位，表示数的范围为 -2³¹ ~ 2³¹-1 （表示数的范围的绝对值为 2.1*10⁹）；

2）浮点类型

• 举例，1.234*10⁵：有效数字为 4 位；

• float：有效数字为 6-7 位，即只能保证前 6-7 位的数字是精确的，后面位的数字是近似值；

• double：有效数字为 15-16 位，即只能保证前 15-16 位的数字是精确的，后面位的数字是近似值（Java 中不加 F 标识默认为 double 类型）。

• 判断两个 double 类型的数是否相等？

  double x = 1, y = 2;
  if (x == y)  // 不要这样判断，会有误差
  if (Math.abs(x - y) < 1e-6)  // 判断两个数的差值小于一个很小的数，认为相等，1e-6：表示10的-6次方
  1
  2
  3

3）逻辑类型

4）字符类型

3、常量

• 变量的值可以修改，常量的值不能修改；
• 在变量前面加修饰符 final，表示该值不可以进行修改；
• 常量的作用是在协同合作开发中，不希望其他人修改该值，将其设置为常量，方便同事间的协作（例如，两名同事各自负责一个函数，有一个全局变量，同事 A 不希望同 B 对其进行修改，可以将此变量设置为常量 ）；

  int x = 10;  // 变量x
  final int y = 10;  // 常量y
  1
  2

• 总结：final 修饰的类不能被继承，修饰的方法不能被重写，修饰的变量不能被修改；

4、数据类型转化

• 不同数据类型间是可以进行相互转化的。

• 显示转化（可以明显看到向哪个类型进行转换）

  int x = (int)'A';
  1

• 隐式转化

  • 两个不同数据类型的变量作运算时，先转换为相同类型的变量，再作运算；
  • 转换的原则为：范围小的变量类型会优先转换为范围大的变量类型；

  double x = 12; y = 4 * 3.3;
  1

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二、运算符

1）/

• 注意点：如果左右两边是整数的话，向 0 的方向取整；
• 向 0 取整 与 向下取整 的区别
  • 向 0 取整：30 / 20 = 1，-30 / 20 = -1；
  • 向下取整：-30 / 20 = -2；

2）%

• a%b：a/b 的余数是多少

2）++ 和 - -

• ++：先取值再 +1，++：先 +1 再取值;

  int a = 1;
  int b = a ++;  // 先取出a的值赋值给b，a再+1
  int c = ++ a;  // 先将a的值+1，再赋值给c
  1
  2
  3

3）+= -= *= /=

a = a +b; <=> a += b;  // 在a的基础上加上b
a -= 5;  // 在 a 的基础上减去5
a *= 2;  // a 乘某个数
a /= 2;  // a 除某个数
a %= 4;  // 将 a 变成对于某个数的整数
1
2
3
4
5

三、表达式

1）表达式中全是常量

int a = 6 + 3 * 4 / 2 - 2;
1

2）表达式中有变量

int b = a * 10 + 5 / 2;
1

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四、输入与输出

1、输入

1）输入数据规模较小

• 输入数的个数（输入数据规模）在 10⁵ 以内可以用 Scanner；

  import java.util.Scanner;
  
  public class Main {
      public static void main(String[] args) throws Exception {
          Scanner sc = new Scanner(System.in);
          String str = sc.next();  // 读入一个字符串，读入时遇到空格、回车、制表符 停止，每次读入一个字符串
           String line = sc.nextLine();  // 读入一个字符串，直到遇到回车停止（读入一整行字符串），
          int x = sc.nextInt();  // 读入下一个整数
          float y = sc.nextFloat();  // 读入下一个单精度浮点数
          double z = sc.nextDouble();  // 读入下一个双精度浮点数
      }
  }
  1
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2）输入规模较大（超过10⁵）

• BufferedReader 这种较快的输入方式，只有一个 API 为 readLine，只能读入字符串[浮点数也可以读进来]，想要读入整数只能手动操作[先读入字符串，然后再手动将字符串转换为int]）：int x = Integer.parseInt(br.readLine());（将字符串转换为 int）

  import java.io.BufferedReader;
  import java.io.InputStreamReader;
  
  public class Main {
      public static void main(String[] args) throws Exception {
          BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
          String str = br.readLine();  // 只有这一个api，读入字符串
          System.out.println(str);
      }
  }
  1
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2、输出

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        System.out.println(123);  // 输出整数 + 换行
        System.out.println("Hello World");  // 输出字符串 + 换行
        System.out.print(123);  // 输出整数没有换行
        System.out.print("yxc\n");  // 输出字符串没有换行
        System.out.printf("%04d %.2f\n", 4, 123.456D);  // 格式化输出，float与double都用%f输出
    }
}
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