Java编程的逻辑 (2) - 赋值

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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。

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';

关于字符类型有一些细节，后续文章会进一步深度解析。

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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