一、数据的表示详解
1.1 整数在计算机中的存储原理
任何数据在计算机中都是以二进制表示的。那这里肯定有人问，什么是二进制啊？所谓二进制其实就是一种数据的表示形式，它的特点是逢2进1。
数据的表示形式除了二进制（逢2进1），八进制（逢8进1）、还有十进制（逢10进1）、十六进制（逢10进1）等。
1.二进制中只有0和1两个数
首先十进制的0和二进制的0是一样的，十进制的1和二进制的1也是 一样的。但是十进制中 有2，但是二进制中就没有2了
2.那么二进制是如何表示十进制的2呢？
1
+ 1
——————————
10 这里两个1相加，结果为2，由于二进制满2进1，所以最终结果10
3.那么二进制是如何表示十进制的3呢？
前面我们已经知道二进制10表示十进制的2，那么二进制10+1就表示十进制的3啊！
10
+ 1
—————————
11 十进制的3对应的二进制是11
4.那么二进制是如何表示十进制4的呢？
前面我们已经知道二进制11表示十进制的4，那么11+1就表示十进制的5啊
11
+ 1
—————————
100 十进制的5对应的二进制是100
一个二进制数据都是采用+1的方式，逢2进1，一个一个算出来的。有没有更快的算出十进制对应二进制的方法呢？
-
除2取余法
1.怎么做呢？
答：让十进制数据连续除以2，直到商为0，余数反转
2.举例1：把十进制6转换为二进制
商 余数
6/2 3 0
3/2 1 1
1/2 0 1
然后把余数反转：6对应的二进制是110
3.举例2： 把十进制13转换为二进制
商 余数
13/2 6 1
6/2 3 0
3/2 1 1
1/2 0 1
然后把余数反转：10对应的二进制是1101
-
计算机的最小存储单位
计算机中最小的存储单位是字节（Byte），一个字节占8位（bit），也就是说即使这个数据不足8位也需要用8位来存储。
我们随便找到一个文件，看文件的属性，可以看到文件的大小都是以字节为单位的。
1.2 字符在计算机中的存储原理
字符并不是直接存储的，而是把每一个字符编为一个整数，存储的是字符对应整数的二进制形式。美国人搞了一套字符和整数的对应关系表，叫做ASCII编码表。
ASCII编码表中字符编码的规律：
1.字符0对应48，后面的1,2,3,4...9 对应的十进制整数依次往后顺延
2.字符a对应97，后面的b,c,d,e...z 对应的十进制整数依次往后顺延
3.字符A对应65，后面的B,C,D,E...Z 对应的十进制整数依次往后顺延
需要注意的是，在ASCII编码表中是不包含汉字的。
1.3 图片视频声音的存储原理
-
图片的存储
如果你把一张图片不断的放大，你会看到有马赛克的效果。你会发现图片中的每一个细节是由一个一个的小方格组成的，每一个小方格中其实就是一种颜色。任何一种颜色可以使用三原色来表示，简称RGB，其中R（红色），G（绿色），B（蓝色），而RGB中每一种颜色又用一个字节的整数来表示，最小值是0最大值是255
RGB（0,0,0）表示黑色 RGB（255,255,255）表示白色 RGB（255,0,0） 表示红色 RGB（255,255,0） 表示红色和绿色混合为黄色 RGB（255,0,255） 表示红色和蓝色混合为紫色
你在画图板的颜色编辑器中可以通过指定RGB的值，来调整得到任意的颜色。一张图片实际上就是有很多个小方块的颜色组成的，而每一种颜色又是由RGB三原色的整数表示的，整数最终会转换为二进制进行存储。
-
视频的存储
实际上视频和图片是一样的，把多张图片连续播放，在一秒钟内连续播放24张以上，由于人眼存在视觉暂留现象，人眼感受不到画面切换的时间间隔，就认为是连续的视频了。
-
声音的存储
了解过物理的同学肯定知道，声音是以波的形式传播的。我们可以把声波在表示在一个坐标系上，然后在坐标系上取一些点，把这些点的坐标值以二进制的形式存储到计算机中，这就是声音的存储原理。
1.4 数据的其他表示形式
-
二进制到十进制的转换
8421码
十进制怎么转十进制
1.十进制转十进制
比如我们把12345进行分解：
12345 = 10000 + 2000 + 300 + 40 + 5
= 1*10^4 + 2*10^3 + 3*10^2 + 5*10^0
我们发现：
在十进制中如果把十进制的每一位从右往左从0开始编一个号，假设这一位数字是a, 那么这一位数表示的值就是：a*10^n；
----------------------------------------------------------------------二2.二进制转十进制：
类比十进制：
如果把二进制的每一位从从右往左0开始编一个号用n表示，假设二进制的每一位是a，
那么这一位表示的十进制值是：a*2^n
1)假设二进制的每一位都是1：
128 64 32 16 8 4 2 1 每一位表示的十进制：a*2^n
7 6 5 4 3 2 1 0 编号：n
1 1 1 1 1 1 1 1 二进制的每一位：a
二进制 十进制
11111111 = 1*2^7 + 1*2^6 + 1*2^5 + ... + 1*2^0
= 128 + 64 + 32 + ... + 1
= 255
2)假设二进制的为0010001
128 64 32 16 8 4 2 1 每一位表示的十进制：a*2^n
7 6 5 4 3 2 1 0 编号：n
0 0 1 0 0 0 0 1 二进制的每一位：a
二进制 十进制
00001101 = 0*2^7 + 0*2^6 + 1*2^5 + ... + 1*2^0
= 0 + 0 + 32 + ... + 1
= 33
3)8421码：从右往左给二进制的每一位数依次按照1 2 4 8...标记
128 64 32 16 8 4 2 1
0 0 1 0 0 0 0 1
-----------------------------
只需要将1位上的数字加起来，就是二进制对应的十进制
二进制 十进制
00001101 = 8+4+1
= 13
0000111 = 4+2+1
= 7
0001111 = 8+4+2+1
= 25
-
二进制转八进制
前面我们说计算机中数据都是采用二进制来存储的，但是二进制阅读和编写起来都不太方便。为了便于阅读和书写，又推出了八进制、十六进制。
1.运算规则：
把二进制的每三位一组合，然后对每三位用8421码进行计算，最后拼接到一起
原因：因为111，的值是7, 再大满7就需要往进位了。
2.把二进制11001110转换为八进制数据
01 100 001 二进制每三位一组合
1 4 1 每一组进行8421码运算
----------
八进制：141
-
二进制转十六进制
1.运算规则：
把二进制的每四位一组合，然后对每四位用8421码进行计算，最后拼接到一起
原因：因为1111，的值是15, 再大1满16了就需要往进位了。
2.举例：把二进制11001110转换为十六进制数据
0110 0001 二进制每四位一组合
6 1 每一组进行8421码运算
----------
十六进制：61
3.练习：把111100转换为十六进制
0011 1100
3 12 由于十六进制中有a,b,c,d,e,f分别表示10,11,12,13,14,15
-----------
十六进制：3c
1.5 不同进制在Java程序中的书写格式
System.out.pirntln('a'+1); //98
System.out.pirntln(0b01100001); //97
System.out.pirntln(0141); //97
System.out.pirntln(0x61); //97二、数据类型详解
数据类型是用来规定变量存储什么类型的数据。
比如int a = 10; 这里的int就是限制变量只能存储整数； 除了int这种数据类型Java还提供了很多其他的数据类型。Java的数据类型整体上来说分为两大类： 基本数据类型、引用数据类型。
基本数据类型一共有4类8种，每一种数据类型占用的内存空间不一样，能够表示的数据范围也不一样。如下图所示
需要我们注意的是，随便写一个整数或者小数的字面量，它也是有默认数据类型的
- 比如23，它默认就为int类型；如果加上后缀L，则为long类型； - 比如23.8，它默认为double类型；如果加上后缀F，则为float类型;
下面定义各种类型的变量，将这8种基本数据类型都用一下。
public class TypeDemo1 {
public static void main(String[] args) {
// 目标：掌握8种基本数据类型，用来定义变量。
// 1、整型
byte number = 98;
System.out.println(number);
short number2 = 9000;
int number3 = 12323232; // 默认
// 注意：随便写一个整型字面量，默认是int类型的，73642422442424虽然没有超过long的范围，但是它超过了本身int的范围了。
// 如果希望随便写一个整型字面量是long类型的，需要在其后面加上L/l
long number4 = 73642422442424L;
// 2、浮点型
//注意:
//随便写一个小数字面量，默认当成double类型对待的，
//如果希望这个小数是float类型的，需要在后面加上：F/f
float score1 = 99.5F;
double score2 = 99.8; // 默认定义方案。
// 3、字符型
char ch1 = 'a';
char ch2 = '中';
char ch3 = '国';
// 4、布尔型
boolean b1 = true;
boolean b2 = false;
// 引用数据类型：String.
// String代表的是字符串类型，定义的变量可以用来记住字符串。
String name = "黑马";
System.out.println(name);
}
}三、数据类型转换
3.1 自动类型转换
类型转换的形式总体分为2种，一种是自动类型转换，一种是强制类型转换。
-
什么是自动类型转换呢？
答：自动类型转换指的是，数据范围小的变量可以直接赋值给数据范围大的变量
byte a = 12;
int b = a; //这里就发生了自动类型转换(把byte类型转换int类型)
-
自动类型转换的原理是怎样的？
答：自动类型转换其本质就是在较小数据类型数据前面，补了若干个字节
除了byte和int之间的转换之外，其他类型也可以转换，转换顺序如下图所示
下面我们通过代码演示一下，自动类型转换的各种形式。
public class TypeConversionDemo1 {
public static void main(String[] args) {
// 目标：理解自动类型转换机制。
byte a = 12;
int b = a; // 发生了自动类型转换了
System.out.println(a);
System.out.println(b);
int c = 100; // 4
double d = c;// 8 发生了自动类型转换了
System.out.println(d);
char ch = 'a'; // 'a' 97 => 00000000 01100001
int i = ch; // 发生了自动类型转换了 => 00000000 00000000 00000000 01100001
System.out.println(i);
}
}-
表达式的自动类型转换
自动类型转换还有另外一种形式，就是表达式的自动类型转换。所谓表达式指的是几个变量或者几个数据一起参与运算的式子。
如果同一个表达式中，出现不同类型的变量或者数据一起运算，这种情况下运算结果是一个什么数据类型呢？需要遵守下面的两条运算规则：
1.多种数据类型参与运算，其结果以大的数据类型为准 2.byte,short,char 三种类型数据在和其他类型数据运算时，都会转换为int类型再运算
public class TypeConversionDemo2 {
public static void main(String[] args) {
// 目标：掌握表达式的自动类型转换机制。
byte a = 10;
int b = 20;
long c = 30;
long rs = a + b + c;
System.out.println(rs);
double rs2 = a + b + 1.0;
System.out.println(rs2);
byte i = 10;
short j = 30;
int rs3 = i + j;
System.out.println(rs3);
// 面试笔试题： 即使两个byte运算，结果也会提升为int
byte b1 = 110;
byte b2 = 80;
int b3 = b1 + b2;
System.out.println(b3);
}
}3.2 强制类型转换
-
什么是强制类型转换
但是你强行将范围大的数据，赋值给范围小的变量也是可以的，这里就需要用到强制类型转换。下面是强制类型转换的格式
目标数据类型 变量名 = (目标数据类型)被转换的数据;
下面是强制类型转换的代码演示
public class TypeConversionDemo3 {
public static void main(String[] args) {
// 目标：掌握强制类型转换。
int a = 20;
byte b = (byte) a; // ALT + ENTER 强制类型转换。
System.out.println(a);
System.out.println(b);
int i = 1500;
byte j = (byte) i;
System.out.println(j);
double d = 99.5;
int m = (int) d; // 强制类型转换
System.out.println(m); // 丢掉小数部分，保留整数部分
}
}-
强制类型转换的原理
强制类型转换的原理，其实就是强行把前面几个字节砍掉，但是有数据丢失的风险。
四、运算符
运算符就是参与运算的符号。Java提供的运算符有很多种，可以分为算术下面几种
-
基本算术运算符
-
自增自减运算符
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赋值运算符
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关系运算符
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逻辑运算符
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三元运算符
3.1 算术运算符
算术运算符有 + - * / % ，其中*表示乘法，/表示除法，%表示取余数
需要我们注意以下几点
/: 两个整数相除，结果也是一个整数 %: 表示两个数相除，取余数
需要我们注意的是：+符号除了用于加法运算，还可以作为连接符。+符号与字符串运算的时候是用作连接符的，其结果依然是一个字符串。
下面通过代码演示一下各种算术运算符的运算效果
public class OperatorDemo1 {
public static void main(String[] args) {
// 目标：掌握基本的算术运算符的使用。
int a = 10;
int b = 2;
System.out.println(a + b);
System.out.println(a - b);
System.out.println(a * b); // 20
System.out.println(a / b); // 5
System.out.println(5 / 2); // 2.5 ==> 2
System.out.println(5.0 / 2); // 2.5
int i = 5;
int j = 2;
System.out.println(1.0 * i / j); // 2.5
System.out.println(a % b); // 0
System.out.println(3 % 2); // 1
System.out.println("---------------------------------------");
// 目标2：掌握使用+符号做连接符的情况。
int a2 = 5;
System.out.println("abc" + a2); // "abc5"
System.out.println(a2 + 5); // 10
System.out.println("itheima" + a2 + 'a'); // "itheima5a"
System.out.println(a2 + 'a' + "itheima"); // 102itheima
}
}3. 2 自增自减运算符
++读作自增，--读作自减； 运算规则如下
需要我们注意的是，自增自减只能对变量进行操作，不能操作字面量。具体使用时也分为两种情况，如下:
1.单独使用：++或者--放在变量前面没有区别
int a =10;
a++; //11
--a; //10
System.out.println(a); //10
2.混合使用：++或者--放在变量或者前面运算规则稍有不通过
//++在后：先做其他事情，再做自增和自减
int a = 10;
int b = a++; //等价于 int b = a; a++;
//++在前：先自增或者自减，再做其他运输
int x = 10;
int y = --x; //等价于x--; int y = x;
下面通过代码演示一下++和--的用法
public class OperatorDemo2 {
public static void main(String[] args) {
// 目标：掌握自增自减运算符的使用。
int a = 10;
// a++; // a = a + 1
++a;
System.out.println(a);
// a--; // a = a - 1
--a;
System.out.println(a);
// 自增自减只能操作变量不能操作字面量的，会报错！
//System.out.println(2++);
System.out.println("--------------------------------------");
int i = 10;
int rs = ++i; // 先加后用
System.out.println(rs);
System.out.println(i);
int j = 10;
int rs2 = j++; // 先用后加
System.out.println(rs2);
System.out.println(j);
}
}3.3 赋值运算符
除了基本的赋值运算符，我们这里主要学习一下扩展的赋值运算符。有+= -= *= /= %=
我们以+=为例来看一下它的运算规则，其他的运算符运算同理分析即可
int a = 10; //+=解析：在a原来记录值10的基础上累加5，将结果重新赋值给a; a+=5; //最终打印a的值为15 System.out.println(a);
下面通过一个首发红包的例子给大家演示一下
public class OperatorDemo3 {
public static void main(String[] args) {
// 目标：掌握扩展赋值运算符的使用。
// +=
// 需求：收红包
double a = 9.5;
double b = 520;
a += b; // a = (double)(a + b);
System.out.println(a);
// -= 需求：发红包
double i = 600;
double j = 520;
i -= j; // i = (double)(i - j);
System.out.println(i);
int m = 10;
int n = 5;
// m *= n; // 等价形式： m = (int)(m * n)
// m /= n; // 等价形式： m = (int)(m / n)
m %= n; // 等价形式： m = (int)(m % n)
System.out.println(m);
}
}3.4 关系运算符
下图是每一种关系运算符的符号及作用，每一个关系运算符的结果都是false
下面通过代码来家演示一下，各种关系运算符的效果
public class OperatorDemo4 {
public static void main(String[] args) {
// 目标：掌握关系运算符的基本使用。
int a = 10;
int b = 5;
boolean rs = a > b;
System.out.println(rs);
System.out.println(a >= b); // 要么a大于b,或者a等于b
System.out.println(2 >= 2); // true
System.out.println(a < b);
System.out.println(a <= b); // false
System.out.println(2 <= 2); // true
System.out.println(a == b); // false
System.out.println(5 == 5); // true
// 注意了：判断是否相等一定是用 == ，=是用来赋值的。
// System.out.println(a = b);
System.out.println(a != b); // true
System.out.println(10 != 10); // false
System.out.println(false ^ true ^ false);
}
}3.5 逻辑运算符
逻辑运算符是用来将多个条件放在一起运算，最终结果是true或者false
下面我们通过几个案例来演示一下逻辑运算符的使用
//需求1：要求手机必须满足尺寸大于等于6.95，且内存必须大于等于8.
//需求2：要求手机要么满足尺寸大于等于6.95，要么内存必须大于等于8.
public class OperatorDemo5 {
public static void main(String[] args) {
// 目标：掌握逻辑运算符的使用。
// 需求：要求手机必须满足尺寸大于等于6.95，且内存必须大于等于8.
double size = 6.8;
int storage = 16;
// 1、& 前后的条件的结果必须都是true ,结果才是true.
boolean rs = size >= 6.95 & storage >= 8;
System.out.println(rs);
// 需求2：要求手机要么满足尺寸大于等于6.95，要么内存必须大于等于8.
// 2、| 只要多个条件中有一个是true,结果就是true.
boolean rs2 = size >= 6.95 | storage >= 8;
System.out.println(rs2);
// 3、!取反的意思
System.out.println(!true); // false
System.out.println(!false); // true
System.out.println(!(2 > 1)); // false
// 4、^ 前后条件的结果相同时返回false，不同时返回true.
System.out.println(true ^ true); // false
System.out.println(false ^ false); // false
System.out.println(true ^ false); // true
System.out.println(false ^ true); // true
// 5、&& 左边为false，右边不执行。
int i = 10;
int j = 20;
// System.out.println(i > 100 && ++j > 99);
System.out.println(i > 100 & ++j > 99);
System.out.println(j);
// 6、|| 左边是true ，右边就不执行。
int m = 10;
int n = 30;
// System.out.println(m > 3 || ++n > 40);
System.out.println(m > 3 | ++n > 40);
System.out.println(n);
}
}3.6 三元运算符
先认识一下三元运算符的格式：
关系表达式? 值1 : 值2;
三元运算的执行流程：首先计算关系表达式的值，如果关系表达式的值为true，则返回值1；如果关系表达式的值为false, 则返回值2；
如下图所示：判断学生的成绩是否>=60，如果为true，就考试通过；如果为false，就成绩不合格。
接下来通过代码来演示一下，目的是让大家掌握三元运算符的格式和执行流程。
public class OperatorDemo6 {
public static void main(String[] args) {
// 目标：掌握三元运算符的基本使用。
double score = 58.5;
String rs = score >= 60 ? "成绩及格" : "成绩不及格";
System.out.println(rs);
// 需求2：找出2个整数中的较大值，并输出。
int a = 99;
int b = 69;
int max = a > b ? a : b;
System.out.println(max);
// 需求3：找3个整数中的较大值。
int i = 10;
int j = 45;
int k = 34;
// 找出2个整数中的较大值。
int temp = i > j ? i : j;
// 找出temp与k中的较大值。
int max2 = temp > k ? temp : k;
System.out.println(max2);
}
}
3.7 运算优先级
如果你想要知道各个运算符的优先级，哪些先算哪些后算，可以参考下面这张图
从图中我们发现，&&运算比||运算的优先级高，所以&&和||同时存在时，是先算&&再算||；
比如下面的代码
//这里&&先算 相当于 true || false 结果为true System.out.println(10 > 3 || 10 > 3 && 10 < 3); // true
在实际开发中，其实我们很少考虑运算优先级， 因为如果你想让某些数据先运算，其实加()就可以了，这样阅读性更高。
//有括号先算 相当于 true && false 结果为false System.out.println((10 > 3 || 10 > 3) && 10 < 3); //false
