java语言学习历程小结（四）

一数据结构

1 内存模型

数据如何在计算机中存储？

内存直观理解：

 

任何类型的数据在计算机中都是以二进制的0和1保存的。计算机之所以选择二进制，因为有通电和断电俩种状态决定的。计算机最大的优点就是不怕运算复杂，任何数据都可以换算成二进制来运算。

 

内存还可以理解为容器，多大的容器装多大的东西。内存这些格子是相同的。如果一个格子放不下的话，可以将相邻的格子打通。

为了让内存不浪费，也不溢出，就产生了数据类型。

 

任何编程语言，比如java，肯定是要操作内存的，读和写。写的时候你最好告诉内存，你数据体积大概多大，需要我内存给你打通多少个格子来存你的东西。存进去的东西如何访问呢？存东西的时候，就起个名字标示你东西存放的那块内存。这个名字就叫变量，通过变量就可以找到某块内存，就可以对该内存进行读写。

 

数据体积大概多大=========数据类型

变量命名：只要是合法的标识符就可以。

数据类型就多了，每门编程语言首先学的很重的就是数据类型。

 

也可以先声明变量（声明变量意味着内存中会划出来一块内存供变量使用），然后往变量代表的内存中放东西。也就是数据。

 

不能理解内存，不能理解二进制，进制转换，学不好编程。

案例：int a = 10;//声明一个int数据类型的变量，并且往该变量代表的中存入数据10.

从内存理解以下公式：打通相邻盒子

 1Byte = 8b;   

 1Kb = 1024 b; 2的10次方1KB。

 1Mb = 1024 kb; 2的20次方 1MB

 1Gb = 1024Mb; 2的30次方 1GB

 1Tb = 1024GB; 2的40次方 1TB

 

2  java数据类型

内存中可以存放两种类型的数据：

一种直接放值，一种放内存地址。在高级语言当中被称为指针，引用。（也就是值类型和引用类型）

  

Java的数据类型分为两种：基本数据类型和引用类型。

 

基本数据类型：4类8种

整数型

byte占1个字节     -128~127

short占2个字节     -32768~32767

int  占4个字节     。。。

long 占8个字节     。。。

浮点数型

 float4个字节

 double8个字节

 

字符型

char 2个字节

 

Boolean型

boolean 1Bit true false

 

引用数据类型

            类

            数组

            接口

 

a整数详解

整数的表现形式：可以使二进制的，十进制的，8进制的 16进制的。

int int1 = 012;//8进制数 以0开头

  System.out.println("int1的值是--->"+int1);

 

    int int2 = 0x12;//16进制数，以0x开头     

    System.out.println("int2的值是--->"+int2);//值为18。

    

    int int3 = 0b1001;//2进制 以0b开头 jdk1.7才支持的特性

   System.out.println("int3的值是--->"+int3);

 

整数常量默认是int类型.如果想要声明long类型的变量，需要在整数后加L或l。建议L。因为l和1很难分清。

 

案例: Demo_01_整数测试.java

long lon = 2147L;

 

计算机内部存储整数最高位是符号位 0代表正数，1代表负数。

 

所有运算实际是基于补码运算的。

 

原码：直接换算成的二进制就是原码。

 

反码：原码除了符号位，全部取反。

 

补码：对于正数 原码就是补码。

     对于负数，补码 =反码+1;

   

 

 

解释：345=256+64+16+8+1转换为二进制为1 0 1 0 1 1 0 0 1（原码）由于1byte=8bit，多出来一位溢出，所以把最高位去掉。剩下来 0 1 0 1 1 0 0 1（补码），对于正数 原码就是补码。最高位为0所以为正数。转换成十进制为89。

 

同理385=256+128+1转换为二进制是1 1 0 0 0 0 0 0 1（原码），溢出，把最高位去掉，剩下1 0 0 0 00 0 1（补码），因为最高位是1，所以为负数，又由于对于负数，补码 =反码+1;所以得出的反码为1 00 0 0 0 0 0（反码），然后转换成原码就是1 1 1 1 1 1 1 1（最高位即符号位不管，其他转换即可）。换算成十进制数为-127（最高位不算）。

b.浮点数详解

 支持小数.

 

 表现形式：两种

10进制表示 5.12，512

科学计数法 3.14e2

 

 小数常量默认是double类型。如果要声明float变量必须在小数后加F或f。

 实际应用的时候double用的多，因为其表示的范围更大，也更精确。

 浮点数有3个特殊值：

正无穷大：正小数除以0得到的是正无穷大，所有正无穷大都相等。

负无穷大：负小数除以0得到的是负无穷大，所有负无穷大都相等。

非数：0除以0得到非数，非数和自己都不相等。

   

案例 Demo_02_浮点数.java  

 

double d1 = .12;//.12没有问题

    System.out.println("d1的值是--->"+d1);

    

    double d2 =3.14e2;//314.0而不是314

    System.out.println("d2的值是--->"+d2);

 

    float f1 = 3.14f;

    System.out.println("f1的值是--->"+f1);

 

    double d3 = 0.0/0;//返回结果是非数，非数和自己都不相等

    double d4 = 3.14/0;

double d5 =1000.0/0;

 

    System.out.println(d3==d3);//==判断相等；=赋值

//System.out.println(d4==d5);//返回结果为true，都是正无穷大。

    

 

c char类型详解

char是字符类型 ，特点是单引号括起来的一个字符。

 

表现形式三种：

    1)char a = ‘a’;

2)char b = ‘中’;

    3)转义字符: \r、\n、\t、\\、\”、 \’。。。

    例：aa = ‘\t’;//tab

    例如在控制台打印:你好“美女”!

      public class NiHao{

            public static void main(String[] args){

             System.out.print("你好，\"美女\"！");

//输出带双引号的内容

   }

}

                       

char c4 = '\u0032'; //‘2’

    解释：‘\u0032’为16进制数，转换成十进制是2*16⁰+2*16¹=50，又因为char ’0’对应的十进制是48，所以50对应的char类型是‘2’。

    

一个字符占2个字节，一个字节8bit。一个16进制数等于4个二进制的数。所以一个字符可以用4个16进制的数表示。

例如：八个二进制数1001 0001，把它转换成16进制时，合四为一也就是1001|0001分开计算，前半部分是：1*2⁰+1*2³=9，后半部分：1*2⁰=1，所以转换后的十六进制数是91。

二进制转换成八进制就是合三为一。位数不够，就左边往左加零；右边往右加零。

 

Java字符因为2个字节，总共65536种状态，并且最高位不是符号位，所以字符一共可以有65536个，都是正整数0~65535。

 

练习：产生4位随机验证码(A~Z)用于注册或登录。

 

 

public class Demo_04_验证码测试{public static void main(String[] args){//循环两点核心：循环次数如何定，每次循环做什么for(int i = 0 ;i<4 ;i++){Random rand = new Random();//随机数类 用的时候必须实例化int a = rand.nextInt(25);//产生一个0~25的随机数                        // System.out.print(a);//输出0-25之间的任意一个数System.out.print((char)(a+65));//输出A-Z之间的任意一个字母。}}

 

注：‘a’转换为十进制是97；

   ‘A’转换为十进制是65;

   ‘0’=48；//字符零转换为十进制是48

   ‘\u0042’//该16进制数转换为字符型是B，66=2*16⁰+4*16¹

d Boolean类型详解

 

Boolean占1bit

 

取值也是字面值，true和false

 

应用场景：经常在判断条件中使用

 

例如

if(2>1){

 System.out.println(t)//如果2>1表达式返回true则执行此行代码

}

 

 类型的转换

 1.java是一种强类型的语言，也就是变量必须有数据类型，变量赋值时候必须要考虑类型是否匹配。通俗说就是多大的容器装多大的东西。变量类型不能改变。

       int a = 10 ;

       double a = 21.2;//a不能改变类型

       这也是java安全性好的一个原因。编译期间内就会检查匹配。运行起来出错机会就少了。

2.类型转换分为2种：

讲类型转换的时候，我们最好把基本类型重新划分一下：4类8种换成2类。一类数值型，一类boolean型。

 

a)     自动类型转换(放不满)

表述范围小的可以自动转换为表述范围大的。

 Byte---àshort-àint-àlong-àfloat--àdouble

Char

 Byte，short不能转成char类型，因为在它们的范围内存在负数

 Char能自动转成 int

 Int需强制转换成char类型

 

 所有数值型都可以自动转换为double。

 所有的整数都可以自动转换为long.

 转的时候看的是声明时候的类型而不是实际存储的值你认为的类型 。

 

b)     强制类型转换(可能放不下)

表述范围大的必须强制转换表述范围小的。因为有能溢出。不一定溢出但是有可能就不行。必须强转。

 

          比较形象的一个例子：一个小盒子可以很自然的放进大盒子里，但是大盒子不能放进小盒子里，如果一定要放的话只能强制把它变小，就OK了。          byte b2 = 24;//24默认是int型，但是由于是直接赋值，并且该值在byte short范围内，那么系统就将其当做byte，或short来用，不用强转。