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计算机程序的思维逻辑 (2) - 赋值

2016-03-27 08:13 老马说编程

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赋值


上节我们说了数据类型和变量,通过声明变量,每个变量赋予一个数据类型和一个有意义的名字,我们就告诉了计算机我们要操作的数据。


有了数据,我们能做很多操作。但本文只说说对数据做的第一个操作:赋值。声明变量之后,就在内存分配了一块位置,但这个位置的内容是未知的,赋值就是把这块位置的内容设为一个确定的值。


Java中基本类型、数组、对象的赋值有明显不同,本文介绍基本类型和数组的赋值,关于对象后续文章会详述。


我们先来说基本类型的赋值,然后再说数组的赋值。


基本类型的赋值

整数类型

整数类型有byte, short, int和long,分别占用1/2/4/8个字节,取值范围分别是:


类型名
取值范围
byte
-2^7 ~ 2^7-1
short
-2^15 ~ 2^15-1
int
-2^31 ~ 2^31-1
long
-2^63 ~ 2^63-1


我们用^表示指数,2^7即2的7次方。这个范围我们不需要记的那么清楚,有个大概范围认识就可以了,大多数日常应用,一般用int就可以了。后续文章会从二进制的角度进一步分析表示范围为什么会是这样的。


赋值形式很简单,直接把熟悉的数字常量形式赋值给变量即可,对应的内存空间的值就从未知变成了确定的常量。但常量不能超过对应类型的表示范围。例如:


byte b = 23;

short s = 3333;

int i = 9999;

long l = 32323;


但是,在给long类型赋值时,如果常量超过了int的表示范围,需要在常量后面加大写或小写的L,即L或l,例如:


long a = 3232343433L;


这个是由于数字常量默认为是int类型。


小数类型

小数类型有float和double,占用的内存空间分别是4和8个字节,有不同的取值范围和精度,double表示的范围更大,精度更高,具体来说:


类型名
取值范围
float

1.4E-45 ~ 3.4E+38

-3.4E+38 ~-1.4E-45

double

4.9E-324 ~1.7E+308

-1.7E+308 ~ -4.9E-324


取值范围看上去很奇怪,一般我们也不需要记住,有个大概印象就可以了。E表示以10为底的指数,E后面的+号和-号代表正指数和负指数,例如:1.4E-45表示1.4乘以10的-45次方。后续文章会进一步分析小数的二进制表示以及表示范围为什么会是这样的。


对于double,直接把熟悉的小数表示赋值给变量即可,例如:


double d = 333.33;


但对于float,需要在数字后面加大写F或小写f,例如:


float f = 333.33f;


这个是由于小数常量默认为是double类型。


除了小数,也可以把整数直接赋值给float或double,例如:


float f = 33;

double d = 3333333333333L;


boolean类型

这个很简单,直接使用true或false赋值,分别表示真和假,例如:


boolean b = true;

b = false;


字符类型

字符类型char用于表示一个字符,这个字符可以是中文字符,也可以是英文字符。在内存中,Java用两个字节表示一个字符。赋值时把常量字符用单引号括起来,不要使用双引号,例如:


char c = 'A';

char z = '中';


一些说明

上面介绍的赋值都是直接给变量设置一个常量值。但也可以把变量赋给变量,例如:


int a = 100;

int b = a;


变量可以进行各种运算(后续文章讲解),也可以将变量的运算结果赋给变量,例如:

int a = 1;

int b = 2;

int c = 2*a+b; //2乘以a的值再加上b的值赋给c


上面介绍的赋值都是在声明变量的时候就进行了赋值,但这不是必须的,可以先声明变量,随后再进行赋值。


数组类型

赋值语法

基本类型的数组有三种赋值形式,如下所示:


  1. int[] arr = {1,2,3};

  2. int[] arr = new int[]{1,2,3};

  3. int[] arr = new int[3];

    arr[0]=1; arr[1]=2; arr[2]=3;


第一种和第二种都是预先知道数组的内容,而第三种是先分配长度,然后再给每个元素赋值。


第三种形式中,即使没有给每个元素赋值,每个元素也都有一个默认值,这个默认值跟数组类型有关。数值类型的值为0,boolean为false, char为空字符。


数组长度可以动态确定,如下所示:


int length = ... ;//根据一些条件动态计算

int arr = new int[length];


虽然可以动态确定,但定了之后就不可以变,数组有一个length属性,但只能读,不能改。


一个小细节,不能在给定初始值的同时还给定长度,即如下格式是不允许的:


int[] arr = new int[3]{1,2,3}


这是可以理解的,因为初始值已经决定了长度,再给个长度,如果还不一致,计算机将无所适从。


数组和基本类型的区别

一个基本类型变量,内存中只会有一块对应的内存空间。但数组有两块,一块用于存储数组内容本身,另一块用于存储内容的位置。


用一个例子来说明,有一个int变量a,和一个int数组变量arr,其代码,变量对应的内存地址和内存内容如下所示:


代码
内存地址
内存数据
int a = 100;
1000
100
int arr = {1,2,3};
2000
3000

3000
1

3004
2

3008
3


基本类型a的内存地址是1000,这个位置存储的就是它的值100。


数组类型arr的内存地址是2000,这个位置存储的值是一个位置3000,3000开始的位置存储的才是实际的数据1,2,3。


为什么数组要用两块空间

不能只用一块空间吗?我们来看下面这个代码:


int[] arrA = {1,2,3};

int[] arrB = {4,5,6,7};
arrA = arrB;


这个代码中,arrA初始的长度是3,arrB的长度是4,后来将arrB的值赋给了arrA。如果arrA对应的内存空间是直接存储的数组内容,那么它将没有足够的空间去容纳arrB的所有元素。


用两块空间存储,这个就简单的多,arrA存储的值就变成了和arrB的一样,存储的都是数组内容{4,5,6,7}的地址,此后访问arrA就和arrB是一样的了,而arrA {1,2,3}的内存空间由于无人引用会被垃圾回收,如下图所示:


arrA        {1,2,3} 

      \

        \

arrB  ->  {4,5,6,7}


由上,也可以看出,给数组变量赋值和给数组中元素赋值是两回事。给数组中元素赋值是改变数组内容,而给数组变量赋值则会让变量指向一个不同的位置。


上面我们说数组的长度是不可以变的,不可变指的是数组的内容空间,一经分配,长度就不能再变了,但是可以改变数组变量的值,让它指向一个长度不同的空间,就像上例中arrA后来指向了arrB一样。


小结

给变量赋值就是将变量对应的内存空间设置为一个明确的值,有了值之后,变量可以被加载到CPU,CPU可以对这些值进行各种运算,运算后的结果又可以被赋值给变量,保存到内存中。


数据可以进行哪些运算?如何进行运算呢?



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