5. Java 中的变量 【连载 5】

1. 理解 Java 中的变量

程序中需要处理数据，Java 中的变量是用来装载数据。变量类似一个盒子，我们通过这个盒子，就可以操作盒子里面的数据。

Java 中每个变量都有名称和数值。名称不会变化，但是里面的数值可以变化，像一个盒子里面可以去装不同的东西。

Java 变量中的值不一定总是数值，还可以是文本内容或者字母，还可以是其他类型的数据。

Java 中变量定义需要显示的指定存放数据类型，一旦指定，只能存储指定类型数据。当创建变量的时候，需要在内存中申请空间。内存管理系统根据变量的类型为变量分配存储空间，分配的空间只能用来储存该类型数据。

Java 中变量是这样定义的：

data_type variable_name = value;

比如用变量 passengers 记录公交车每个站乘客的数量。

int passengers;//声明一个名字为 passengers的变量，指定存放数据类型为整数
passengers = 0;//为 passengers 变量初始化一个整数值 0

//也可以声明变量时，就初始化值。
int passenger1 = 10;//定义变量paasenger1,并初始化值为整数10

注意：这里的 “=” 不是数学里面等于的意思，是把右边的数据，赋值给左边变量。

定义变量后，可以对变量更新为不同的值。变量只保留最后一次更新的值。

2. Java 中变量的命名约定

Java中变量的名字命名需要遵循一些规则：

1）变量名称中不可以有空格。比如 int pas senger = 0;是不合法的, 因为passengers中存在空格

2）变量名称可以以特殊字符开头，例如$和像和_ 像int $num = 10;是有效的定义。

3）根据Java编码标准，变量名应以小写字母开头;对于具有多个单词的冗长变量名称，可以这样做：int smallNumber; int bigNumber; （用大写字母开始第二个单词，也称为驼峰命名规则）。

4）Java 中的变量名称区分大小写，也就是int Num;和int num;定义了两个不同的变量。

3. Java 变量中的类型

Java 变量中的类型分为三种：

1）静态变量（或者类变量）

2）实例变量

3）局部变量

3.1 静态变量

静态变量也被称为类变量，因为它们与类相关联，并且对于类的所有实例对象都是通用的。例如，A类中定义了一个静态变量 a，对于从 A 类的创建的任何实例对象都能够访问静态变量 a。如果通过一个实例对象改变了静态变量 a 的值，那么静态变量的改变会应用到其他所有的对象。实例说明一下：

public class StaticVariableExample {
    //定义一个静态变量
    public static String myClassVar = "class or static variable";

    public static void main(String[] args) {
        // 创建三个实例对象
        StaticVariableExample obj1 = new StaticVariableExample();
        StaticVariableExample obj2 = new StaticVariableExample();
        StaticVariableExample obj3 = new StaticVariableExample();

        //三个对象都可以访问 myClassVar ，输出 “class or static variable”
        System.out.println(obj1.myClassVar);
        System.out.println(obj2.myClassVar);
        System.out.println(obj3.myClassVar);

        //通过实例对象 obj2 改变静态变量 myClassVar的值
        obj2.myClassVar = "Change value for myClassVar";

        // 三个都会输出："Change value for myClassVar"
        System.out.println(obj1.myClassVar);
        System.out.println(obj2.myClassVar);
        System.out.println(obj3.myClassVar);

    }
}

控制台输出：

class or static variable
class or static variable
class or static variable
Change value for myClassVar
Change value for myClassVar
Change value for myClassVar

静态变量可以理解为属于类（Class）模板的变量，不属于实例对象，但是对象可以访问。因为属于类模板，所有也可以直接访问静态变量，例如在上面实例的 main方法中可以直接这样打印输出：

System.out.println(myClassVar);

注意：只有静态变量可以这样直接访问。局部变量和实例变量不可以直接访问

3.2 实例变量

类的每个实例（对象）都有自己的实例变量副本。与静态变量不同，实例变量具有自己独立的实例变量副本。在下面的程序中使用obj2对象更改了实例变量值，并且当使用所有三个对象显示变量时，只有obj2值被更改，其他值保持不变。这表明三个对象都有自己的副本实例变量。

实例变量示例：

public class InstanceVariableExample {
    //定义实例变量
    String myInstanceVar = "instance variable";

    public static void main(String[] args) {
        //创建三个实例对象
        InstanceVariableExample obj1 = new InstanceVariableExample();
        InstanceVariableExample obj2 = new InstanceVariableExample();
        InstanceVariableExample obj3 = new InstanceVariableExample();

        //每个对象拥有实例变量副本，都输出：“instance variable”
        System.out.println(obj1.myInstanceVar);
        System.out.println(obj2.myInstanceVar);
        System.out.println(obj3.myInstanceVar);

        //obj2改变的只是自己的实例变量副本，不改变其他实例对象的实例变量
        obj2.myInstanceVar = "Change Text";

        System.out.println(obj1.myInstanceVar);
        System.out.println(obj2.myInstanceVar);
        System.out.println(obj3.myInstanceVar);

    }
}

控制台输出：

instance variable
instance variable
instance variable
instance variable
Change Text
instance variable

可以理解为实例对象拥有各自的实例变量，类只是定义了一个实例变量的模板。产生新的实例对象时，会从类模板拷贝实例变量给实例对象。

3.3 局部变量

什么是局部变量，顾名思义，该类型变量只在一个局部范围内有效，超出范围无效。外部就无法访问该变量。

局部变量是定义在一个类的函数里面，其作用范围被限制在该函数内部，外部无法访问该变量。

[认识 Java]() 文章中介绍过函数的概念

下面，我用一个例子来说明：

public class LocalVaribleExample {

    //定义一个实例变量 myVar
    public String myVar = "instance variable";

    public void myMethod() {
        // 定义一个局部变量,只作用在该方法内部
        String myVar = "Inside Method";
        String myVar2 = "Inside Method 2"
        System.out.println(myVar);
    }

    public static void main(String[] args) {
        //创建一个实例对象
        LocalVaribleExample obj = new LocalVaribleExample();
        System.out.println("调用函数");
        obj.myMethod();
        System.out.println(obj.myVar);
        //System.out.println(obj.myVar2);//会编译出错，外部无法访问方法内局部变量
    }
}

控制台输出：

调用函数
Inside Method
instance variable

说明：局部变量的作用范围只在方法内部

如果不声明实例变量：

public String myVar = "instance variable";

那么，main 方法中的直接调用：

System.out.println(obj.myVar);

会抛出编译错误。因为无法在myMethod外更改和访问myVar局部变量。

4. 更多练习实例

4.1 Java程序来查找一个字符的ASCII值

ASCII是用于将英文字符表示为数字的代码，英文字母的每个字母都被分配了从0到127的数字。例如，大写字母P的ASCII代码是80。

在Java编程中，我们有两种方法来查找字符的ASCII值

1）通过给int变量分配一个字符

2）通过类型转换字符值为int

public class Demo {

    public static void main(String[] args) {

        char ch = 'P';
        int asciiCode = ch;
        // 强制转换char类型为int类型
        int asciiValue = (int)ch;

        System.out.println("ASCII value of "+ch+" is: " + asciiCode);
        System.out.println("ASCII value of "+ch+" is: " + asciiValue);
    }
}

控制台输出：

ASCII value of P is: 80
ASCII value of P is: 80

4.2 Java 程序中两个数字相乘

1）控制台输入两个整数，并打印结果：

import java.util.Scanner;

public class Demo {

    public static void main(String[] args) {

        /* 读取用户的键盘输入的扫描器对象
         */
        Scanner scan = new Scanner(System.in);
        System.out.print("Enter first number: ");

        // 读取键盘输入的数字，并赋值给变量num1
        int num1 = scan.nextInt();

        System.out.print("Enter second number: ");
        int num2 = scan.nextInt();

        // 使用后关闭扫描器
        scan.close();

        // 计算两个整数相乘的结果
        int product = num1*num2;

        //控制台打印乘法结果
        System.out.println("Output: "+product);
    }
}

控制台：

Enter first number: 20
Enter second number: 6
Output: 120

2）两个小数相乘：

这里我们使用数据类型double来表示数字，可以输入整数以及浮点数。

import java.util.Scanner;

public class Demo {

    public static void main(String[] args) {

        //读取用户的键盘输入的扫描器对象
        Scanner scan = new Scanner(System.in);
        System.out.print("Enter first number: ");

        // 读取键盘输入的数值，并赋值给变量num1
        double num1 = scan.nextDouble();

        System.out.print("Enter second number: ");
        double num2 = scan.nextDouble();

        // 使用后关闭扫描器
        scan.close();

        // 计算两个数值相乘的结果
        double product = num1*num2;

        //控制台打印乘法结果
        System.out.println("Output: "+product);
    }
}

控制台：

Enter first number: 1.5
Enter second number: 2.5
Output: 3.75

4.3 计算三角面积

1）用户输入宽和高

import java.util.Scanner;
class AreaTriangleDemo {
   public static void main(String args[]) {   
      Scanner scanner = new Scanner(System.in);

      System.out.println("Enter the width of the Triangle:");
      double base = scanner.nextDouble();

      System.out.println("Enter the height of the Triangle:");
      double height = scanner.nextDouble();

      //Area = (width*height)/2
      double area = (base* height)/2;
      System.out.println("Area of Triangle is: " + area);      
   }
}

控制台输出：

Enter the width of the Triangle:
2
Enter the height of the Triangle:
2
Area of Triangle is: 2.0

2）程序中定义宽和高

class AreaTriangleDemo2 {
   public static void main(String args[]) {   
      double base = 20.0;
      double height = 110.5;
      double area = (base* height)/2;
      System.out.println("Area of Triangle is: " + area);      
    }
}

控制台输出：

Area of Triangle is: 1105.0