G筆記_Java基礎（變數、基本型別、運算子和表示式-1）[案例]
JAVA Fundamental DAY02
1 變數使用常用錯誤彙總
1.1 問題
在我們使用變數的過程中，會遇到一些問題，在此將這些問題進行彙總，在今後使用的過程中，避免出錯。即使出現錯誤也可以很快的找到問題所在。
1.2 方案
變數在使用的過程中，常見問題總結為如下幾點：
1） 使用未經宣告的變數。
2） 使用不符合Java識別符號命名規則的變數。
3） 使用未經初始化的變數。
4） 變數的賦值與變數的型別不匹配
1.3 步驟
實現此案例需要按照如下步驟進行。
步驟一：使用未經宣告的變數
Java語言語法規定，變數使用之前必須宣告，否則會有編譯錯誤。大多數時候我們都記得這個規範，但是還是會出現變數未宣告就使用的情況，請看如下程式碼：
- public static void main(String[] args) {
- a = 1; // 編譯錯誤，變數沒有宣告
- int score = 0；
- scord = 100； // 編譯錯誤
- System.out.println(score);
- }
編譯上述程式碼，會發現在程式碼“a=1；”處和程式碼“scord=100；”處出現編譯錯誤。出現編譯錯誤的原因是變數a和變數scord沒有被宣告。變數的宣告包含兩點：變數的型別和變數的名稱。a變數沒有被宣告的原因是沒有變數的型別。scord變數沒有被宣告的原因也是因為沒有變數型別，但是檢視程式碼scord=100；的上下行的程式碼會發現聲明瞭score變數，分析這三行程式碼，scord=100行出現編譯錯誤的原因是變數沒有被宣告，沒有宣告的原因是變數score拼寫成了scord。
步驟二：使用不符合Java識別符號命名規則的變數
Java中的變數的命名必須符合Java識別符號的規則：
1） 可以以字母、數字、“_”和“$”符組成；
2） 首字元不能以數字開頭；
3） 中文可以作為變數名，但不提倡使用；
4） Java大小寫敏感，命名變數時需要注意；
5） 不能使用Java保留字（一些Java語言規定好的，有特殊含義的字元），如：int、if、for、break等。
下面的程式碼體現了Java變數的命名規則：
- int 123go = 100； // 編譯錯誤，不能以數字開頭。
- int 成績 = 60；// 編譯沒錯，但不建議使用。
- int break= 200； // 編譯錯誤，break是Java保留字。
- int score = 80;
- System.out.println(Score);
- // 編譯錯誤，Java大小寫敏感，Score變數沒有宣告。
上述程式碼中，分別有如下錯誤：
1） 變數“123go”不符合Java的命名規範，原因是變數名不能以數字開頭；
2） 變數“成績“編譯時是正確的，但是這種使用漢字進行命名的方式不建議使用；
3） 變數”break“處會出現編譯錯誤，原因是break是Java的保留字，不能作為變數名；
4） 在輸出變數”Score“處會出現編譯錯誤，原因是變數名是大小寫敏感的。int score=80；處宣告的變數和下一行程式碼中輸出的Score是兩個變數，所以變數Score沒有宣告。Java語言語法規定，變數使用之前必須宣告，否則會有編譯錯誤。
另外，Java 變數名的定義應“見名知意”；同時，Java程式設計規範要求：變數的命名需採用“駝峰命名法”，即如果變數的名字由多個單片語成，除第一個單詞外，其他單詞的首字母大寫，其餘的字母小寫，例如：salary、 empNo studentName 等。
步驟三：使用未經初始化的變數
Java語言規定變數在使用之前必須初始化，即必須給該變數賦予特定的值。請看下列程式碼：
- public static void main(String[] args) {
- int a, b = 10;
- int c = a + b; // 編譯錯誤，變數a沒有初始化
- System.out.println(c);
- }
在上述程式碼中，程式碼行int c = a + b;處會出現編譯錯誤，因為此行程式碼使用到了變數a，但是該變數卻沒有被初始化。
另外，有些語句結構（如if、for等）需要條件滿足時才會執行；Java編譯器不認為在這些語句塊中的賦值語句可以實現初始化操作。檢視如下程式碼：
- int sum;
- int a = 20;
- int b = 10;
- if(a>0) {
- sum = 0; // 當a大於0的時候，該語句才會執行。
- sum = a + b;
- }
- System.out.println(sum); // 編譯錯誤，編譯器認為sum沒有初始化。
上述程式碼中，語句System.out.println(sum);處會出現編譯錯誤，Java編譯器不認為放在if語句塊中的sum=0；可以實現初始化操作。
步驟四：變數的賦值與變數的型別不匹配
變數在宣告時指定了型別，Java編譯器會檢測對該變數的操作是否與其型別匹配，如果對變數的賦值或者操作與其型別不匹配，會產生編譯錯誤。
- public static void main(String[] args) {
- int salary;
- salary = 15000.50; // 編譯錯誤,整型變數不可以賦予浮點值（小數）。
- }
上述程式碼中，變數salary宣告時的型別為int，後續賦值為15000.50，而15000.50是浮點型別，因此導致編譯錯誤。整數型別變數不可以賦予浮點型別的值。
1.4 完整程式碼
本案例是總結性的知識，沒有完整的程式碼。
2 整數型別（int、long）使用常見問題彙總
2.1 問題
在我們使用整數型別的過程中，會遇到一些問題，在此將這些問題進行彙總，在今後使用的過程中，避免出錯。即使出現錯誤也可以很快的找到問題所在。
2.2 方案
整數型別在使用的過程中，常見的問題有以下幾點：
1） 整數直接量超出了整數的範圍。
2） 關於整數的除法：兩個整數相除，會捨棄小數的部分，結果也是整數。
3） 整數運算的溢位：兩個整數進行運算時，其結果可能會超過整數的範圍而溢位。
4） 表示long直接量，需要以 L 或 l 結尾。
2.3 步驟
實現此案例需要按照如下步驟進行。
步驟一：整數直接量超出了整數的範圍
int是最常用的整數型別。一個int型別的變數佔用4個位元組（32位），最大表示範圍為：-2^31 ~ 2^31-1，即 -2147483648 ~2147483647。
整數直接量(literal)， 即直接寫出的整數。整數的直接量的型別預設為int型別，如果直接寫出的整數超過了int的表達範圍，將會出現編譯錯誤。請看如下程式碼：
- int d = 10000000000;
以上程式碼中，10000000000不屬於int型別的直接量，因為Java認為所有直接寫出的整數都是int型別，而這個數值超過了int的表達範圍。
步驟二：關於整數的除法
在Java中，兩個整數相除，會捨棄小數的部分，結果也是整數。請看如下程式碼：
- int c = 5/3;
- System.out.println(c); // c的值為1
在上述程式碼中，執行後，c的值為1。說明兩個整數相除，捨棄了小數部分，只保留了整數部分。
步驟三：整數運算的溢位
兩個整數進行運算時，其結果可能會超過整數的範圍而溢位，請看如下程式碼：
- int a = 2147483647;
- int b = -2147483648;
- a = a + 1;
- b = b - 1;
- System.out.println("a=" + a);
- System.out.println("b=" + b);
上述程式碼執行後的輸出結果為:
- a=-2147483648
- b=2147483647
變數a最初的值為2147483647，是int型別的最大值，加1以後出現了溢位現象，a的值變成了int型別的最小值。而b變數最初賦的值為-2147483648，是int型別的最小值，減1以後出現了溢位現象，b的值變成了int型別的最大值。這顯然不符合加法和減法的規則，所以，在今後使用的時候要注意類似的問題。
步驟四：表示long直接量，需要以 L 或 l 結尾
在表示整數時，如果int型別的範圍不夠，可以使用long型，一個long型的變數佔用8個位元組（64位），最大表示範圍為：-2^63 ~ 2^63-1，即 -9223372036854775808 ~ 9223372036854775807。當一個直接量超過int型別的最大值時，那要用long型別來表示，如果要表示long直接量，需要以 L 或 l 結尾。請看下列程式碼：
- long a = 10000000000; // 會有編譯錯誤
- long b = 10000000000L;
上述程式碼中，10000000000超過了int型別的最大值，把它直接賦值給long型別會出現編譯錯誤。需要像變數b那樣在10000000000後邊加L。
2.4 完整程式碼
本案例是總結性的知識，沒有完整的程式碼。
3 浮點型別（float、double）使用常見問題彙總
3.1 問題
在我們使用浮點型別的過程中，會遇到一些問題，在此將這些問題進行彙總，在今後使用的過程中，避免出錯。即使出現錯誤也可以很快的找到問題所在。
3.2 方案
浮點型別在使用的過程中，常見的問題有以下幾點：
1） 浮點數的直接量為double型別。
2） 浮點數存在舍入誤差問題。
3.3 步驟
實現此案例需要按照如下步驟進行。
步驟一：浮點數的直接量為double型別
浮點數，就是小數，包括： float和double。預設的浮點直接量為double型，如果需要表示float型別的直接量，需要加“f”或“F”字尾。請看如下程式碼：
- float f1 = 3.14 ；
以上程式碼，會出現編譯錯誤。3.14是double型別的直接量，如果表示float型別的直接量應該寫成3.14f。
步驟二：浮點數存在舍入誤差問題
由於浮點數內部用二進位制的方式來表示十進位制，會存在舍入誤差。二進位制系統中無法精確的表示1/10，就好像十進位制系統中無法精確的表示1/3一樣。對於一些要求精確運算的場合會導致程式碼的缺陷。請看如下程式碼：
- double money = 3.0;
- double price = 2.9;
- System.out.println(money - price);
上述程式碼的輸出結果為：
- 0.10000000000000009
檢視上述結果，並沒有如我們想象的為0.1。如果需要精確的運算可以考慮放棄使用double或float而採用BigDecimal 類來實現。關於這一點，將在後續的章節中介紹。
3.4 完整程式碼
本案例是總結性的知識，沒有完整的程式碼。
4 對char型別變數的各種賦值方式彙總
4.1 問題
在我們使用char型別的過程中，會遇到一些問題，在此將這些問題進行彙總，使今後使用的過程中，不出錯。即使出現錯誤也可以很快的找到問題所在。
4.2 方案
char型別在使用的過程中，常見的問題有以下幾點：
1） 字元型別儲存中文。
2） char型別的值可以作為整數型別直接使用。
4.3 步驟
實現此案例需要按照如下步驟進行。
步驟一：字元型別儲存中文
char型別是否可以儲存中文？答案是肯定的。字元型別事實上是一個16位無符號整數，這個值是對應字元的編碼, Java字元型別採用Unicode字符集編碼。Unicode是世界通用的定長字符集，所有的字元都是16位字元直接量。對於中文，可以採用諸如： ‘中’ 的形式，也可以採用其對應的16進位制的表示形式，例如： ‘\u4e2d’。
步驟二：整數型別和char型別的關係
char型別的值可以直接作為整數型別的值來使用，字元型別事實上是一個16位無符號整數，即全部是正數，表示範圍是0～65535。請看如下程式碼：
- char zhong='瘋';
- int zhongValue=zhong;
- System.out.println(zhongValue);
上述程式碼的輸出結果為：
- 30127
上述輸出結果為0～65535範圍的。
另外，如果把0~65535範圍內的一個int整數賦給char型別變數，系統會自動把這個int型別整數當成char型別來處理。請看如下程式碼：
- char c=97;
- System.out.println(c);
上述程式碼的輸出結果為a。這說明系統自動把整數型別97當成char型別來處理，處理的結果為a，即，97為字母a的unicode碼。
4.4 完整程式碼
本案例是總結性的知識，沒有完整的程式碼。
5 型別轉換常見問題彙總
5.1 問題
在我們資料型別轉換的過程中，會遇到一些問題，在此將這些問題進行彙總，使今後使用的過程中，不出錯。即使出現錯誤也可以很快的找到問題所在。
5.2 方案
資料型別轉換在使用的過程中，常見的問題有以下幾點：
1） 強制轉換時的精度喪失和溢位。
2） 數值運算時的自動轉換。
3） byte、char、short轉換為int的問題。
5.3 步驟
實現此案例需要按照如下步驟進行。
步驟一：強制轉換時的精度喪失和溢位
基本型別之間的相互轉換，需要注意的是，強制轉換時可能會造成精度的喪失和溢位，請看如下程式碼：
- long l = 1024L * 1024 * 1024 * 4;
- int j = (int) l; // 會產生溢位
- System.out.println(j); // 結果為：0
上述程式碼輸出的結果為0，是因為在將long型別變數l轉換為int型別變數j的時候產生了溢位。
另外，請看如下精度喪失的例子：
- double pi = 3.141592653589793;
- float f = (float) pi; // 會造出精度的損失
- System.out.println(f); // 結果為：3.1415927
上述程式碼的輸出結果為3.1415927，值保留了7位小數，這是因為將double型別的變數pi轉換為float型別的變數f時造成了精度的損失。
步驟二：數值運算時的自動轉換
多種基本型別參與的表示式運算中，運算結果會自動的向較大的型別進行轉化。請看如下示例：
- long distance = 10000 * 365 * 24 * 60 * 60 * 299792458L;
上述程式碼中，有int型別資料和long型別資料，由於有long型的直接量299792458L參與，整個表示式的結果為long。
- double change = 800 - 599.0;
上述程式碼中，由於有double型的直接量599.0參與，整個表示式的結果為 double。
- double persent1 = 80/ 100;
上述程式碼中，結果為0.0。右邊都是int型資料，語法運算後的結果也為int型別，結果為0，再賦值給double型，將0轉化為 0.0。請對比下面的程式碼：
- double persent2 = 80.0/ 100;
上述程式碼中，結果為0.8，右邊表示式有double型直接量參與，運算結果為double型。
步驟三：byte、char、short轉換為int的問題
byte、char、short 三種類型實際儲存的資料都是整數，在實際使用中遵循如下規則：
1） int直接量可以直接賦值給byte、char和short，只要不超過其表示範圍。
2） byte、char、short三種類型參與運算時，先一律轉換成int型別再進行運算。請看如下示例程式碼：
- byte b1=28;
- byte b2=20;
- byte b3=b1+b2;
上述程式碼在第三行會出現編譯錯誤，原因是b1+b2的結果為int型別。改變上述程式碼如下：
- byte b1=28;
- byte b2=20;
- int b3=b1+b2;
檢視上述程式碼，會發現不會再出現編譯錯誤。char型別、short型別和byte型別是相似的。
5.4 完整程式碼
本案例是總結性的知識，沒有完整的程式碼。
6 年齡判斷程式
6.1 問題
本案例需要使用互動的方式判斷年齡的範圍：使用者從控制檯輸入一個年齡，由程式判斷該年齡是否在18～50之間。程式互動過程如圖－1所示：
圖- 1
6.2 步驟
實現此案例需要按照如下步驟進行。
步驟一：定義類及 main方法
首先定義一個名為 Age的類，並在類中新增Java應用程式的主方法main，程式碼如下所示：
- public class Age {
- public static void main(String[] args) {
- }
- }
步驟二：讀取控制檯輸入
在main方法中，例項化Scanner類，並呼叫Scanner類的nextInt() 方法接收使用者從控制檯輸入的年齡，使用完畢後將scanner物件關閉，以釋放資源。程式碼如下所示：
- import java.util.Scanner;
- public class Age {
- public static void main(String[] args) {
- Scanner scanner = new Scanner(System.in);
- System.out.println("請輸入年齡：");
- int age = scanner.nextInt();
- scanner.close();
- }
- }
在此需要注意匯入Scanner類所在的包。
步驟三：判斷年齡所在的範圍
接收到年齡後，判斷年齡是否在18～50之間。如果輸出結果為true，則說明年齡在18～50之間，否則，年齡不在18～50之間，程式碼如下所示：
- import java.util.Scanner;
- public class Age {
- public static void main(String[] args) {
- Scanner scanner = new Scanner(System.in);
- System.out.println("請輸入年齡：");
- int age = scanner.nextInt();
- System.out.println(age >= 18 && age <= 50);
- }
- }
在上述程式碼中，使用了“&&”邏輯運算子來連線兩個條件。年齡在18～50之間，即，年齡大於等於18且年齡小於等於50，因此需要使用“&&”運算子。
6.3 完整程式碼
本案例的完整程式碼如下所示：