Java基本數據類型運算

Java基本數據類型及其運算

1. 整型運算

1. 四則運算

   對於整型類型，Java只定義了帶符號的整型，因此，最高位的bit表示符號位（0表示正數，1表示負數）。各種整型能表示的最大範圍如下：

• byte：-128 ~ 127
• short: -32768 ~ 32767
• int: -2147483648 ~ 2147483647

• long: -9223372036854775808 ~ 9223372036854775807

  因此存在溢出情況，求解溢出情況只需要將具體的數換爲二進制進行加減即可，如果最高位變爲1，則溢出之後的數又會變爲負數

  注：沒有必要爲了節省內存而使用byte和short進行整數運算,範圍太小，即使確定了在byte類型內，後期的各種與int的轉換會使代碼十分冗餘，難以維護

  int i = 0
  while(i>0){//不是死循環，因爲會溢出變爲負數
      i += 1000;
  }

1. 移位運算

   在計算機種整數總是以2進制的形式存在

   //左移，包括符號位向左截斷相應的位數，而右邊用0補上
   int shitNum = 15;//00000000 00000000 00000000 00001111
   int shitNumLeft1 = shitNum << 1;//00000000 00000000 00000000 00011110
   System.out.println(shitNumLeft1);//移位之後在轉換二進制的時候相當於多乘了一個2， 30
   int shitNumLeft2 = shitNum << 2;//00000000 00000000 00000000 00111110
   System.out.println(shitNumLeft2);//移位之後在轉換二進制的時候相當於多乘了兩個個2， 60
   int shitNumLeft28 = shitNum << 28;//11110000 00000000 00000000 00000000
   System.out.println(shitNumLeft28);//移位過多可能會造成負數 -268435456，也就是說左移運算用作乘2工具是有風險的
   
   //左移一個負數，帶符號移位，可能會變正，但也是乘2
   shitNum = -15;
   int shitNumNevigateLeft = shitNum << 1;
   System.out.println(shitNumNevigateLeft);

   左移相當於乘2，符號位在截斷範圍內，可能會出現正負交替的情況，如果沒有發生有效數位的丟失那麼左移幾位就相當於乘以幾次2，如果移動的位數大於32則先對32求餘在移位餘數（移33和移1一致），並且移位之後並沒有改變原來的數，只是得到一個新數。注：觀看以上看出左移是無法用作乘2工具的

    //正數右移就是除2，最後會爲0，移出的截斷，右邊0補充
    int shitNum = 15;//00000000 00000000 00000000 00001111
    int shitNumRight1 = shitNum >> 1;//00000000 00000000 00000000 0000111
    System.out.println(shitNumRight1);//移位之後在轉換二進制的時候相當於除一個2，7
    int shitNumRight2 = shitNum >> 2;//00000000 00000000 00000000 00000011
    System.out.println(shitNumRight2);//移位之後在轉換二進制的時候相當於除兩個個2， 3
    int shitNumRight28 = shitNum >> 28;//00000000 00000000 00000000 00000000
    System.out.println(shitNumRight28);//移位過多可能會造成0
   
   //負數右移也是除2，但是最高位不動，最後爲-1，就是 >> 對於負數來說爲不帶符號位的右移
   int n = -536870912;
   int a = n >> 1;  // 11110000 0000000 0000000 00000000 <= -268435456
   int b = n >> 2;  // 10111000 0000000 0000000 00000000 <= -134217728
   int c = n >> 28; // 10000000 0000000 0000000 00000001 <= -2
   int d = n >> 29; // 10000000 0000000 0000000 00000000 <= -1
   
   //>>> 爲帶符號位的右移，負數一旦帶符號移位就變爲正數，但本質絕對值可能不再是除2
   int n2 = -536870912;
   int a2 = n >>> 1;  // 01110000 0000000 0000000 00000000 <= 1879048192
   int b2 = n >>> 2;  // 00111000 0000000 0000000 00000000 <= 939524096
   int c2 = n >>> 29; // 00000000 0000000 0000000 00000111 <= 7
   int d2 = n >>> 31; // 00000000 0000000 0000000 00000001 <= 1

   右移相當於除2，>> 符號位不再移動範圍內，>>>符號位在移動範圍內，移動位數過多可能會爲0，並且右移運算符種的>>一定可以用作除法的工具，而且效率高。如果移動的位數大於32則先對32求餘在移位餘數（移33和移1一致），並且移位之後並沒有改變原來的數，只是得到一個新數。

2. 位運算

   1. 與運算，兩bit同爲1爲1
   2. 或運算，任意一bit爲1爲1
   3. 非運算，01互換

   4. 異或運算，兩bit不同爲1，相同爲0

       int i = 167776589; // 00001010 00000000 00010001 01001101
       int n = 167776512; // 00001010 00000000 00010001 00000000
       System.out.println(i & n); // 167776512

2.浮點數運算

浮點數運算與整數運算相比只能進行四則數值運算，不能移位運算，位運算，浮點數的表示範圍比整形還要大，但是在計算機內部浮點數無法精確的表示。也就是說浮點數的運算存在誤差，因此判斷兩個浮點數是否相等一般採用差值小於某個一個很小的數

// 比較x和y是否相等，先計算其差的絕對值:
double r = Math.abs(x - y);
// 再判斷絕對值是否足夠小:
if (r < 0.00001) {
    // 可以認爲相等
} else {
    // 可以認爲不相等
}

注：整數除0時會報錯，浮點數除0時返回特殊值

double d1 = 0.0 / 0; // NaN
double d2 = 1.0 / 0; // Infinity
double d3 = -1.0 / 0; // -Infinity

3.布爾運算

boolean永遠只有true和false兩種值

短路運算 && || ，值得一提的是三元運算符也是短路運算符，確定結果之後不會執行剩下的表達式

4. 字符字符串

在Java種字符和字符串是兩種不同的類型

4.1char

基本數據類型，一個char保存一個Unicode字符，可以直接將字符賦給char變量，也可以轉義字符u+Unicode編碼值賦值，將字符賦給int類型就可以看到對應的Unicode編碼。

關於Unicode編碼介紹請看

char c = 'a';
char c = '\u0041'；
int unicodeVlaue = 'a';

4.2String

引用類型變量，String具有不可變性，因爲源碼中用final 修飾了char[] ,因此二次對同一string變量賦值，其實是創建了新的字符串對象將引用直接替換了，原來的String對象將被垃圾回收機制回收。

String = "123 ";//可以包含空格
String = " 123 \"";//String 種用""標識字符串的開始結束，如果字符串本身包含",就用\"，也有其他的轉義字符

String message = "輸出：";
int num = 9;
System.out.println(message + num);//+ 爲字符串拼接，可以在多個字符串之間執行，也可以用字符串與其他任何類型進行拼接，形成新的字符串

引用類型變量的值可以爲null值