如何處理數據

數據的運算

既然是“計算機”，那麼其主要功能就是“計算”了。我們平時使用計算機打遊戲、看電影、聽音樂、上網、處理文檔、科學研究等行爲，本質上都是將各種問題轉換成了計算的問題。
常用的計算包括算術運算、賦值運算、比較運算、邏輯運算、位運算等。表示運算的符號就是運算符。
下面我們來一一學習各種運算和對應的運算符。

算術運算

Java中的算術運算，是以加減乘除爲基礎的一些運算方法。包括：

運算符	說明	示例	結果
+	正號	i=10; m=+i;	m爲10
-	負號	i=10; m=-i;	m爲-10
+	加	8+4	12
-	減	8-4	4
*	乘	8*4	32
\	除	8\2	4
%	取模（求餘）	9 % 4	1
++	自增（變量前）	i=4;m=++i;	i爲5，m爲5
++	自增（變量後）	i=4;m=i++;	i爲5，m爲4
–	自減（變量前）	i=4;m=–i;	i爲3，m爲3
–	自減（變量後）	i=4;m=i–;	i爲3，m爲4

大多數運算都和數學所學相同，不再贅述。着重介紹除法和自增自減運算。

注意：在Java中，實數（float和double類型）是可以進行取模操作的。

除法和求餘

我們先來看一個程序（只顯示主方法內的代碼）：

public class Arithmetic01 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("8/4="+8/4);//數學計算中結果爲2，結果爲2
        System.out.println("9/4="+9/4);//數學計算中結果爲2.25，結果爲2
        System.out.println("11/4="+11/4);//數學計算中結果爲2.75，結果爲2
        System.out.println("11.0/4="+11.0/4);//數學計算中結果爲2.75，結果爲2.75
        System.out.println("11%4="+11%4);//餘數爲3
        System.out.println("11.5%3.5="+11.5%3.5);//餘數爲1.0
    }
}

運行結果爲：

8/4=2
9/4=2
11/4=2
11.0/4=2.75
11%4=3
11.5%3.2=1.0

通過這個程序，我們可以看到，8除以4結果爲2，這符合我們的預期；但9除以4和11除以4，結果均只有整數部分，這就是整數除法的特點：整數除以整數，結果還是整數。
如果我們希望得到期望中的小數，將除法運算中任何一個數改爲實數類型即可。
這個特性是由計算機中整數的存儲和處理方法決定的，因此我們在使用除法時一定要特別注意。
此外，在Java中，實數（float和double類型）是可以進行取模操作的。

自增和自減

自增、自減，顧名思義，就是爲使用這個運算的變量自身增加1或者減少1。例如變量x原來的值是40，使用自增運算後，x的值爲41；如果變量x原來的值是40，使用自減運算後，x的值爲39。讓上面的表中，最令人迷惑的就是：當自增|自減運算是其它運算的一部分時，變量和自增|自減運算的位置不同，會導致最終結果的不同。由於自增和自減的規則相同，所以下面這個例子中只使用了自增運算：

public class Arithmetic02 {
    public static void main(String[] args) {
        int x = 10;
        int y;
        System.out.println("x=" + x);//x的初始值爲10
        x++;
        System.out.println("進行x++運算後，x=" + x);//自增運算一次，x值爲11
        ++x;
        System.out.println("進行++x運算後，x=" + x);//再自增運算一次，x值爲12
        //先提取x的值進行賦值運算，再進行自增運算
        System.out.println("x+++y=" + (x+++y)+",x="+x+",y="+y);
        //先進行自增運算，再提取x的值進行賦值運算
        System.out.println("++x+y=" + (++x+y)+",x="+x+",y="+y);

    }
}

運行結果是：

x=10,y=20
進行x++運算後，x=11
進行++x運算後，x=12
x+++y=32,x=13,y=20
++x+y=34,x=14,y=20

通過這個例子，不難總結：如果自增|自減運算是單獨進行的，那麼變量和運算符的位置關係不影響最終結果；如果自增|自減運算是其它運算中的一部分，那麼變量在前面時，就先把變量的值代入到整個運算中，運算完畢後再進行自增|自減運算，運算符在前面時，就先進行自增|自減運算，然後把結果代入到整個運算中。

賦值運算

賦值運算我們一直在用，前面的程序中：int x=10;。這可不能讀作“整型變量x等於10”，而是“把10賦給整型變量x”。這個=在數學上是“等號”，但在Java中是“賦值運算符”，它的作用是把運算符右邊的值賦給左邊的變量。所以：

賦值運算是從右向左進行的。a=a+1這樣的代碼在執行時，就會先把右邊的變量a的值提取出來，加1，再將和存入到變量a中。同時，代碼int a,b,c;a=b=c=10;是正確的，因爲從右向左賦值；但int a=b=c=10;是錯誤的，因爲10先賦給了c，但c還沒有定義。
右邊必須是一個確定的值或能求出確定值的運算式，左邊則必須、只能是個變量

爲了簡化代碼，還有以下賦值運算符：

運算符	說明	示例	相當於
+=	加等於	a+=3	a=a+3
-=	減等於	a-=3	a=a-3
*=	乘等於	a*=3	a=a*3
\=	除等於	a\=3	a=a\3
%=	模等於	a%=3	a=a

比較運算

在Java中可以對兩個數值進行大小比較，其結果爲一個布爾值，true表示比較成立，false表示不成立。比較運算包括：

運算符	說明	示例	結果
==	等於	50==23	false
!=	不等於	50!=23	true
>	大於	50>23	true
<	小於	50<23	true
>=	大於等於	50>=23	true
<=	小於等於	50<=23	true

大家可以編寫並運行以下程序（只顯示主要部分）：

public class Compare {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("50==23?"+(50==23));
        System.out.println("50!=23?"+(50!=23));
        System.out.println("50>23?"+(50>23));
        System.out.println("50<23?"+(50<23));
        System.out.println("50>=23?"+(50>=23));
        System.out.println("50<=23?"+(50<=23));
    }
}

結果爲：

50==23?false
50!=23?true
50>23?true
50<23?false
50>=23?true
50<=23?false

邏輯運算

邏輯運算是針對邏輯值（布爾類型）的運算，其結果還是一個布爾類型的值。邏輯運算包括：

運算符	說明	示例	結果
&和&&	與	a&b（a&&b）	當a和b均爲true時，結果爲true，其他情況均爲false
\| 和 \|\|	或	a\|b（a\|\|b）	當a和b均爲false時，結果爲false，其他情況均爲true
!	非	!a	取相反值，a爲true時，!a爲false；a爲false時，!a爲true
^	異或	a^b	a、b值相同時爲false，不相同時爲true

與和或運算均出現了兩個符號。其中，&和|中包含其它運算時，所有的運算都會被執行；&&和||中包含其它運算時，如果在不完成所有運算的情況下就能得出結論，那麼不再執行剩下的運算。
由於短路與和短路或情況類似，我們這裏只看短路或的例子。對於短路與，大家可以編寫下面的程序：


public class LogicDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int a=100;
        int b=200;
        boolean c=true;
        boolean d=false;
        System.out.println("邏輯或："+(c|d));
        System.out.println("邏輯與："+(c&d));
        System.out.println("邏輯異或："+(c^d));
        System.out.println("邏輯非："+(!c));
        System.out.println("使用普通或運算：");
        System.out.println((a>20)|(++b>500));//a>20值爲true，++b>500值爲false，同時b自增1，結果爲true
        System.out.println("b="+b);//輸出b的值，爲201
        System.out.println("使用短路或運算：");
        System.out.println("計算(a>20)||(++b>500)："+((a>20)||(++b>500)));//a>20值爲true，此時已經可以確定最終結果，++b>500沒有執行
        System.out.println("b="+b);//輸出b的值，爲201
        System.out.println("計算(a<20)||(++b>500)："+((a<20)||(++b>500)));//a<20值爲false，此時不能確定最終結果，++b>500需要執行
        System.out.println("b="+b);//輸出b的值，爲202
    }
}

運行結果爲：

邏輯或：true
邏輯與：false
邏輯異或：true
邏輯非：false
使用普通或運算：
true
b=201
使用短路或運算：
計算(a>20)||(++b>500)：true
b=201
計算(a<20)||(++b>500)：false
b=202

其它運算大家可以自己寫程序進行驗證和練習。

位運算

位運算只能用於整型數據，而且只能在二進制層面進行運算。整型數據在計算機中是以二進制形式存儲，位運算也是針對二進制數據進行的運算。主要包括：

運算符	說明	示例	結果
&	按位與	a&b	參與運算的兩位都是1，結果爲1，其餘爲0
\|	按位或	a\|b	參與運算的兩位都是0，結果爲0，其餘爲1
~	取反	~a	1變爲0,0變爲1
^	異或	a^b	參與運算的兩位相同爲0，不同爲1
<<	左移	a<<2	二進制數據向左移動2位，右端補0
>>	右移	a>>2	二進制數據向右移動2位，正數左端補0，負數補1
>>>	無符號右移	a>>>2	二進制數據向右移動2位，無論正負均補0

在與、或、異或的位運算中，參與運算的兩個數必須是二進制形式，右對齊，左邊不足補0，從右向左進行計算。例如：

  10011001
& 00001101
----------
  00001001

取反時，將二進制的1轉換爲0，0轉換爲1。需要注意的是，由於正整數和負整數在內存中的表示方法不同，對十進制的整數1進行取反操作，結果是-2，而不是0。
左移時，將最左邊的數據移出變量的存儲空間，右側補0。如果左移時，沒有1被移出存儲空間，每左移一位，就相當於乘以一次2。
右移時，將最右邊的數據移出變量的存儲空間，但由於最左邊那一位是符號位，左邊補0還是1，產生兩種處理方式：一是正數補0，負數補1，即>>；二是無論正負，一律補0，即>>>。
大家可以編寫並運行以下程序，思考一下具體執行過程：

public class BitOperate {
    public static void main(String[] args) {
        int a=1;//二進制形式爲01，省略了前面30字位的0
        int b=3;//二進制形式爲11，省略了前面30字位的0
        System.out.println("a&b="+(a&b));//01&11=01，十進制的1
        System.out.println("a|b="+(a|b));//01|11=11，十進制的3
        System.out.println("a^b="+(a^b));//01^11=10，十進制的2
        System.out.println("~a="+(~a));//~01=10，前面30字位的0也要取反爲1，所以實際答案是11111111111111111111111111111110,-2
        System.out.println("a<<2="+(a<<2));//a左移兩位，爲4
        System.out.println("-a<<2="+((-a)<<2));//-a，即-1左移兩位，爲-4
        System.out.println("b>>1="+(b>>1));//b右移1位，爲1
        System.out.println("-b>>1="+((-b)>>1));//-b右移1位，爲-2
        System.out.println("b>>>1="+(b>>>1));//b無符號右移1位，爲1
        System.out.println("-b>>>1="+((-b)>>>1));//-b無符號右移1位，爲2147483646
    }
}

條件運算

Java中還有一個條件運算，也是Java唯一一個三目運算符（這個運算涉及到三個參數）。它的格式是：表達式1?表達式2:表達式3。
表達式1必須是邏輯表達式——其自身或者運算結果必須是個邏輯值，true或者false。如果表達式1的值是true，整個運算的結果就是表達式2的值；如果表達式1的值是false，整個運算的結果就是表達式3的值。也就是說，條件運算可以根據條件的不同（表達式1的值），來產生不同的結果（表達式2和表達式3的值）。
我們來看這個程序：

public class SelectiveOperation {
    public static void main(String[] args) {
        int a=300;
        int b=500;
        byte score=90;
        System.out.println("a和b中："+(a>b?"a比較大":"b比較大"));
        System.out.println("你的考試成績："+(score>=60?"及格":"不及格"));
    }
}

數據類型轉換

之前我們提到，9/4=2，這是由於計算機中不同數據類型的保存和處理方法是不同的。這就帶來一個問題，當不同類型的數據放到一起進行運算時，該如何處理？
答案是通過數據類型轉換，把不同類型的數據轉換爲相同的數據類型，再進行運算。
具體轉換方法這裏不進行深入探討，我們主要學習在什麼情況下使用哪種轉換方式。
在Java中，有兩種數據類型轉換方式：自動類型轉換和強制類型轉換。

自動類型轉換

顧名思義，不需要我們手工干預就可以完成。一般來說，當兩個不同類型的數據在一起運算時，表示範圍小、精度低的數據類型會轉換爲表示範圍大、精度高的類型。
轉換規律爲：
(byte,short,char)–>int–>long–>float–>double
byte，short和char三種類型都會轉換爲int類型——即使運算中不包含int類型時也是如此，例如兩個short類型數據在一起運算。

強制類型轉換

我們有時需要手工指定轉換目標，例如把表示範圍大、精度高的類型轉換爲範圍小、精度低的類型。轉換方法：(目標數據類型)轉換對象，例如：(int)3.14;這會把3.14（double類型）強制轉換爲int類型，結果爲3。
不過有時也需要強制把表示範圍小、精度低的類型會轉換爲表示範圍大、精度高的類型，例如在計算平均分時，我們需要用總分除以人數。人數必然是整數，分數很多時候也是分數，很容易在無意間寫成兩個整數相除，結果必然還是整數。我們可以把計算平均分的方法寫成：

//avg方法用於計算平均分，sum表示總分，num表示人數
double avg(int sum,int num){
    return (double)sum/num;
}

在這個方法中，sum會被強制轉換爲double類型，那麼結果自然也是double類型了。

需要注意的是：除了=之外的所有賦值運算符，都會在需要時自動進行強制類型轉換。如：
    short s=50;
    int i=100;
    s+=i;

我們看這個對類型轉換進行總結的程序：

public class DTConversion {
    public static void main(String[] args) {
        //整數的自動類型轉換
        byte b=34;
        short s=23;
        s=(short)(s+b);//自動轉換時，short數據和byte數據相加，會轉換爲int數據，所以不能直接賦值給short變量
        System.out.println("自動進行強制轉換："+(s+=b));//這種形式的賦值運算會自動進行強制轉換
        System.out.println("不轉換："+(12/5));
        System.out.println("自動類型轉換："+(12.0/5));
        System.out.println("強制類型轉換："+((double)12/5));
        System.out.println("強制轉換可能會導致精度損失："+(int)12.5);
    }
}

運算符的優先級

Java中包含了很多運算符，當這些運算符在同一個運算式中時，必須規定執行順序，這就是優先級。Java中運算符的優先級是這樣規定的：

優先級	運算符	結合性
1	.、()、[]、{}	從左向右
2	!、+、-、~、++、–	從右向左
3	*、/、%	從左向右
4	+、-(正負號)	從左向右
5	<<、 >>、 >>>	從左向右
6	<、 <=、 >、>=、instanceof	從左向右
7	==、!=	從左向右
8	&	從左向右
9	^	從左向右
10	\|	從左向右
11	&&	從左向右
12	\|\|	從左向右
13	?:	從右向左
14	=、+=、-=、*=、/=、%=、<<=、>>=、>>>=、&=、~=、^=、\|=	從右向左

由於小括號的優先級非常高，因此，如果暫時記不住這個表，那麼可以用小括號把需要先計算的部分括起來。但仍需要通過記憶和練習，記住他們的優先級的。

如何處理數據

數據的運算

算術運算

除法和求餘

自增和自減

賦值運算

比較運算

邏輯運算

位運算

條件運算

數據類型轉換

自動類型轉換

強制類型轉換

運算符的優先級

用戶和權限管理實例

如何處理數據

Linux中的硬盤分區

命名、格式和註釋

如何描述行爲

Mac下配置sublime實現LaTeX

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linux以太網驅動總結