学习编程知识

编程中的关键字是指什么意思？

定义：被编程语言赋予了特殊含义，用做专门用途的字符串（或单词）。

比如 Java 的关键字有 class、public、static、void 等，JavaScript 有 const、let 等。

关键字的特点：都是小写。其中 Java 关键字可以在这个地址里查看。

关于 Java 的关键字

Java 的关键字一共 50 个，其中 const 和 goto 是保留字（reserved word）。

true，false，null 不属于关键字，它们看起来像关键字，其实是字面量，表示特殊的布尔值和空值。

编程中的标识符（identifier）

编程中变量、方法、类等要素命名时使用的字符序列，称为标识符。

比较容易理解的说法：凡是自己可以起名字的地方都叫标识符。

标识符的命名规则（必须遵守的硬性规定）：

由 26 个英文字母大小写，0-9，_或 $ 组成
不可以以数字开头
不可以使用关键字和保留字，但能包含关键字和保留字
严格区分大小写，长度无限制
标识符不能包含空格

Java 中的变量

表示内存中的一个存储区域，该区域的数据可以在同一类型范围内不断变化
变量的构成包含三个要素：数据类型、变量名、存储的值
变量声明的格式：数据类型变量名 = 变量值
变量的作用：用于在内存中保存数据。

使用 Java 变量需要注意：

Java 中每个变量必须先声明，后使用。
变量的作用域定义在的一对花括号{ }内。
变量只有在其作用域内才有效。出了作用域，变量不可以再被调用。
同一个作用域内，不能定义重名的变量。

Java 中变量的数据类型

Java 中变量的数据类型分为两大类：

基本数据类型：包括整数类型、浮点数类型、字符类型、布尔类型（共有 8 种）。
引用数据类型：包括数组、类、接口、枚举、注解、记录、字符串。

Java 中变量的使用

步骤 1：变量的声明

格式：数据类型 变量名;

例如：

// 存储一个整数类型的年龄
int age; 

// 存储一个小数类型的体重
double weight;

// 存储一个单字符类型的性别 
char gender;

// 存储一个布尔类型的婚姻状态
boolean marry;

// 存储一个字符串类型的姓名
String name;

// 声明多个同类型的变量
int a,b,c; // 表示 a,b,c 三个变量都是 int 类型。

注意：变量的数据类型可以是基本数据类型，也可以是引用数据类型。

步骤 2：变量的赋值

给变量赋值，就是把“值”存到该变量代表的内存空间中。同时，给变量赋的值类型必须与变量声明的类型一致或兼容。

变量赋值的语法格式：

变量名 = 值;

举例 1：可以使用合适类型的常量值给已经声明的变量赋值

age = 18;
weight = 109;
gender = '女';

举例 2：可以使用其他变量或者表达式给变量赋值

int m = 1;
int n = m;
        
int x = 1;
int y = 2;
int z = 2 * x + y;

变量可以反复赋值

// 先声明，后初始化
char gender;
gender = '女';

// 给变量重新赋值，修改 gender 变量的值
gender = '男';
System.out.println("gender = " + gender);//gender = 男

也可以将变量的声明和赋值一并执行

boolean isBeauty = true;
String name = "迪丽热巴";

计算机的存储单位

字节（Byte）：计算机用于计量存储容量的基本单位，一个字节等于 8 bit。
位（bit）：是数据存储的最小单位。二进制数系统中，每个 0 或 1 就是一个位，叫做 bit（比特），其中 8 bit 就称为一个字节（Byte）。

Java 的基本数据类型介绍

整数类型：byte、short、int、long

Java 各整数类型有固定的表数范围和字段长度，不受具体操作系统的影响，以保证 Java 程序的可移植性。

定义 long 类型的变量，赋值时需要以字母 "l "或 "L" 作为后缀，定义其它类型的变量不作类似要求。
Java 程序中变量通常声明为 int 型，除非不足以表示较大的数，才使用 long。
Java 的整型常量（整型字面量）默认为 int 型。（换句话说，字面量也是有类型的）

整数类型的占用存储空间与表数范围：

存储空间的每个 bit 位并不都是用来表示整数数据的大小。第一位表示整数的正负，其余位才用来表示整数的大小。

类型	占用存储空间	表数范围	解释
byte	1 字节=8bit 位	-128 ~ 127	如果 8 位全部用来表示数据大小，那么最大能表示的数是 $2^{7} =$ 128。但实际能用来表数的位数只有 7 位，所以最大能表示的数是 $2^{7} - 1 =$ 127。然后能表示的数范围就是 -127 ~ 127。但其中零有两种表示方法，+0 和 -0，于是规定 -0 表示的数是 $- (2^{7} - 1) - 1$ = $2^{7}$ =-128。所以最终 1 字节能表示的数子范围就是 $- 2^{7}$ ~ $2^{7} - 1$ 即（-128 ~ 127）
short	2 字节	$- 2^{15}$ ~ $2^{15} - 1$	$- 2^{n}$ ~ $2^{n} - 1$ ，（n === $< 字节数 > * 8 - 1$ ）
int	4 字节	$- 2^{31}$ ~ $2^{3} 1 - 1$ （约 21 亿）	$- 2^{n}$ ~ $2^{n} - 1$ ，（n === $< 字节数 > * 8 - 1$ ）
long	8 字节	$- 2^{63}$ ~ $2^{63} - 1$	$- 2^{n}$ ~ $2^{n} - 1$ ，（n === $< 字节数 > * 8 - 1$ ）

记忆区分 byte、bit

看单词长度，因为 byte 比 bit 多一个字母，所以 byte 的存储空间比 bit 大。
字节跳动公司的英文名叫 ByteDance，byte 是字节的意思，而 bit 是比特的意思，bit 是计算机最小的存储单元。

计算机底层如何存储数据

计算机世界中只有二进制，所以计算机中存储和运算的所有数据都要转为二进制。包括数字、字符、图片、声音、视频等。

世界上有 10 种人，认识和不认识二进制的。

进制的分类

十进制（decimal）
- 数字组成：0-9
- 进位规则：满十进一
二进制（binary）
- 数字组成：0-1
- 进位规则：满二进一，以 0b 或 0B 开头
八进制（octal）：很少使用
- 数字组成：0-7
- 进位规则：满八进一，以数字 0 开头表示
十六进制
- 数字组成：0-9，a-f
- 进位规则：满十六进一，以 0x 或 0X 开头表示。此处的 a-f 不区分大小写

代码演示：

java

class BinaryTest {
	public static void main(String[] args) {
		
		int num1 = 123;		//十进制
		int num2 = 0b101;	//二进制
		int num3 = 0127;	//八进制
		int num4 = 0x12aF;	//十六进制

		System.out.println(num1);
		System.out.println(num2);
		System.out.println(num3);
		System.out.println(num4);

	}
}

进制的换算举例

十进制	二进制	八进制	十六进制
0	0	0	0
1	1	1	1
2	10	2	2
3	11	3	3
4	100	4	4
5	101	5	5
6	110	6	6
7	111	7	7
8	1000	10	8
9	1001	11	9
10	1010	12	a 或 A
11	1011	13	b 或 B
12	1100	14	c 或 C
13	1101	15	d 或 D
14	1110	16	e 或 E
15	1111	17	f 或 F
16	10000	20	10

二进制的由来

二进制，是计算技术中广泛采用的一种数制，由德国数理哲学大师莱布尼茨于 1679 年发明。

二进制数据是用 0 和 1 两个数码来表示的数。它的基数为 2，进位规则是“逢二进一”。

二进制广泛应用于我们生活的方方面面。比如，广泛使用的摩尔斯电码（Morse Code），它由两种基本信号组成：短促的点信号“·”，读“滴”；保持一定时间的长信号“—”，读“嗒”。然后，组成了 26 个字母，从而拼写出相应的单词。

二进制转十进制

二进制如何表示整数？

计算机数据的存储使用二进制补码形式存储，并且最高位是符号位。
- 正数：最高位是 0
- 负数：最高位是 1
规定
- 正数的补码与反码、原码一样，称为三码合一
- 负数的补码与反码、原码不一样：
  - 负数的原码：把十进制转为二进制，然后最高位设置为 1
  - 负数的反码：在原码的基础上，最高位不变，其余位取反（0 变 1,1 变 0）
  - 负数的补码：反码 +1

二进制转十进制：权相加法

$2^{0} + 2^{1} + . . . + 2^{n}$

一个字节可以存储的整数范围是多少？

java

0000 0000
// 最大
0111 1111 // 2^7-1 === 128-1 === 127

java

//1 个字节：8 位

0000 0001  ~  0111 111 ==> 1~127

1000 0001 ~ 1111 1111 ==> -127 ~ -1

// 有两种表现形式
0000 0000 ==>0

1000 0000 ==> -128（特殊规定）=-127-1

十进制转二进制

十进制转二进制：除 2 取余的逆

二进制与八进制、十六进制间的转换

二进制转八进制

二进制转十六进制

八进制、十六进制转二进制

各进制间的转换

练习：

1.将以下十进制数转换为十六进制和二进制
123  256  87  62


2.将以下十六进制数转换为十进制和二进制
0x123   0x25F  0x38  0x62

计算取余数的正负符号问题

结论：结果的符号与被模数符号相同

java

public class ArithmeticTest1 {
	public static void main(String[] args) {
    // 结果与被模数符号相同
    System.out.println(5 % 2); // 1
		System.out.println(5 % -2); // 1
		System.out.println(-5 % 2); // -1
		System.out.println(-5 % -2);//-1		
		// 商 * 除数 + 余数 = 被除数
		// 5 % -2  ==> 商是 -2，余数时 1    (-2) * (-2) + 1 = 5
		// -5 % 2  ==> 商是 -2，余数是 -1   (-2) * 2 + (-1) = -4 - 1 = -5
	} 
}

学习编程知识 ​

编程中的关键字是指什么意思？ ​

编程中的标识符（identifier） ​

Java 中的变量 ​

Java 中变量的数据类型 ​

Java 中变量的使用 ​

步骤 1：变量的声明 ​

步骤 2：变量的赋值 ​

计算机的存储单位 ​

Java 的基本数据类型介绍 ​

整数类型：byte、short、int、long ​

计算机底层如何存储数据 ​

进制的分类 ​

进制的换算举例 ​

二进制的由来 ​

二进制转十进制 ​

十进制转二进制 ​

二进制与八进制、十六进制间的转换 ​

各进制间的转换 ​

计算取余数的正负符号问题 ​

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Java 中变量的数据类型

Java 中变量的使用

步骤 1：变量的声明

步骤 2：变量的赋值

计算机的存储单位

Java 的基本数据类型介绍

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计算机底层如何存储数据

进制的分类

进制的换算举例

二进制的由来

二进制转十进制

十进制转二进制

二进制与八进制、十六进制间的转换

各进制间的转换

计算取余数的正负符号问题