————————图解Java程序的结构、变量和类型
一.目录
- Java程序的结构
- 变量和数据类型
- 变量
- 类型的种类和值
- 基本类型
- 引用类型
二.Java程序的结构
学习一个新东⻄，建议先看它的结构，这样有了整体的认知之后，再去学习细节，就能更好的认识到每个细节点在整体中的位置和作用，可以更好的理解整体和局部之间的关系。比如现在学的是 Java 程序语言设计，它的表现形式就是 Java 代码。写一个能跑的 Java程序，那就需要写个 class，class 里要有个 main 方法，这样就构成了一个完整的 Java 程序。
其实上篇提到的 HelloWorld 程序就是一个完整的 Java 程序，它由访问修饰符、类类型、类命名、main 方法、执行语句、花括号和注释这几个核心要素构成。
- 1.访问修饰符决定了被修饰对象的可访问范围，被修饰对象可以是类、变量和方法，访问范围的标识有 public、protected、缺省（缺省就是什么都不写，默认）和 private。
- 2.类类型表明当前类的类型，有class(普通类)、enum(枚举类)、interface(接口类)和@interface(注解类，自己写注解，不是生成注释)。类名是当前类的标识，通过它来区别其它类。命名的时候一般大写字母开头，可以是字母数字下划线的组合，不过最规范的是大写字母开头的驼峰式命名 。
3.main 方法是 Java 程序必备的一个东⻄，它是 Java 程序的执行入口，声明也是固定的。执行语句就是我们要编写的程序逻辑了，每条语句都要用;(分号)结束。
4.花括号{}代表了当前内容的作用域，它总是成对出现。比如HelloWorld后边的{}里的内容，就只影响到当前这个 class，main(String[] args)后边的{}里的内容，就只影响到当前这个 main方法。
5.注释是对代码逻辑的解释，它不是写一个 Java 程序必备的，也不会被编译到字节码文件里。好的代码注释，是能够提升代码的可读性和可维护性的。
注释有类注释（类头部位置）、方法注释（方法上面的）、行注释和多行注释。（类/方法注释——写法类似，但是方法注释一般有方法参数，方法返回值。类没有，但是类有其用途，作者，时间，版本等描述。）
三.变量和数据类型
1.变量
HelloWorld 程序一般用来辅助我们判断自己环境有没有配置好，如果 HelloWorld 能运行，就说明我们 Java 环境是好的，就可以专心编程和调试了。
编程躲不开的一个概念就是变量。什么是变量呢？
顾名思义，就是变化的量，这个概念起源于初中数学的代数，比如方程式中的 x和 y 都是变量，x 是自变量，y 是因变量，如果基于一定的规则，只要给定一个 x 的值，就一定能得到 y 的值。
这非常契合编程的场景：给一个输入，运行一下程序，就能得到一个确定的输出。至于输出什么样的值，取决于这个程序要实现的功能以及给定输入的值。再来看下刚才那个方程式 ：y=x+1，如果没有限定的话，x 其实可以是整数，也可以是小数，还可以是字符串。可是如果是个字符串，就无法按数学规则进行运算了。所以即便是方程式的场景，一般也会约定变量的一个类型，比如 x 是个整数。变量和数据类型变量MATLAB复制代码 y=x+11
同样的，反映到 Java 里，Java 是一种静态类型语言，这意味着每个变量和每个表达式在编译时就需要知道类型。如果我们想定义一个变量 x，就需要指定一下它的类型，以便能够通过编译以及进行后续的运算。
这也是 Java 变量的一个原则：先定义后使用，定义必须指定数据类型。
比如较小的整数可以用byte num;表示。变量也可以做赋值操作，比如num = 10;就把 10 这个整数赋值给了 num 这个变量。
另外，变量也支持传递，比如byte num2 = num;就是把 num 的值传递给num2。
在计算机上，CPU 负责计算，内存负责存储待计算的数据。上图中的方块可以理解成一块内存，你会发现它是一块一块的。这就是内存的基本单位——byte(字节)。一个字节是 8 bit(位)，也就是一个字节能容纳二进制00000000~11111111所有的数字。我们的程序也是字节维度使用内存，而内存空间是有限的，就需要有指标能衡量待存储的数据大小，以避免内存超限而引起程序崩溃。
因此，程序运行的时候，需要告诉内存，要申请多大的内存空间，也就是图里面会用多少个小方块，其次是存的值是什么，也就是图里面小方块里的值。我们的变量 num 就是申请了一个字节的空间，然后存了数字 10。
如果 num 要用的值超过了一个字节的限度，我们就无法使用 byte 这个数据类型了，就需要定义一种新的数据类型来支撑
2.类型的种类和值
在 Java 的世界里，有基本类型和引用类型两种。
相应地，有两种数据值可以存储在变量中，作为参数传递，由方法返回，并对其进行操作: 原始值和引用值。
基本数据类型在 Java 里可分为布尔类型和数字类型两大类：
- 布尔类型表达是或者否，只有true和flase两个值，用关键字boolean表示。但 JVM 没有针对boolean的字节码指令，因此在虚拟机规范里，boolean类型在编译后会被int代替，占用4 个字节，如果是 boolean 数组，会被编译成byte数组类型，每个boolean数组元素占 1 个字节。实际情况就取决于各厂商发布的 JVM 实现了。
数字类型包括了整型类型和浮点类型。
- 整型类型根据取值范围的不同，细分成了byte、short、int、long和char五种，分别是 8 位、16 位、32 位、64 位有符号整数和 16 位无符号整数，分别占用一个字节、两个字节、四个字节、八个字节和两个字节的内存空间。
整型类型的值是以下范围的整数：
byte: -128 到 127，包括边界值
short: -32768 到 32767，包括边界值
int: -2147483648 到 2147483647，包括边界值
long: -9223372036854775808 到 9223372036854775807，包括边界值
char: ‘\u0000’到‘\uffff’，包括边界值，也就是从 0 到 65535。char可表示标准的ASCII 或一个 Unicode 字符。
ASCII 字符集占据 Unicode 字符集中的前 127 个值。
- 浮点数指小数，科学计数法表示的时候，小数点是可以“浮动”的，所以称为浮点数。
浮点类型有float和double两种，其值分别为 32 位 IEEE 754 浮点数和 64 位 IEEE 754浮点数。
float可选地以后缀f或F结尾，double可选地以后缀d或D结尾。表格中的取值范围仅表示幅度，它可以是正也可以是负，负数场景在前面加个负号即可。
变量定义的格式是数据类型变量名;或者数据类型变量名 = 变量值;
数据类型相当于锁定了这个变量的一个数据范围，等号是赋值符号，代表把等号右边的值赋给左边的变量，使得这个变量在后边的运算中就携带了这个值的信息。Java 是强类型语言，所以如果等号右边给的值不在变量定义的数据类型范围内，就会编译报错，这也一定程度上避免了我们写错代码。
上面提到的变量都是基本类型的，表达的都是非常基础的数值类的信息，那如果想表达更复杂的一些信息，那就要用到引用类型了。比如最常用的String就是引用类型，常常用它来表示字符串。它底层其实就是一个char[]，也就是char类型的数组。引用类型相比于基本类型，它的核心差别在于，引用类型的变量它的内部存储的不是变量值，而是某个对象在内存中的地址。