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位运算&面向对象

时间:2024-05-19 17:19:32浏览次数:24  
标签:运算 phone System name 面向对象 println public out

位运算&面向对象

1 位运算

1.1 进制

二进制: 0-1 满2进1 用0b来表示 0b0011

八进制: 0-7 满8进1 用0开头来表示 015

十进制: 0-9 满10进1 11

十六进制:0-9 a-f 满十六进一 用0x开头来表示 0xabc a-f不区分大小写

进制的相互转换:

十进制转换成二进制:不断除以2取余,然后将余数倒排。

image-20231218101234142

二进制转换成十进制:从低位起,按位次乘以2的位次幂,然后求和。

1101 = 1 * 2 ^0  + 0 * 2 ^ 1 + 1 * 2 ^ 2 + 1 * 2 ^ 3 = 1 +  4 + 8 = 13

十进制向哪个进制转换就除以哪个进制,然后取余倒排。

二进制向八进制转换:从低位次起,每三位当作一组,产生一位八进制数字,最高位不足三位,补0.三位以内,按照二进制向十进制的转换规则进行运算,产生的八进制数字按照顺序排列

image-20231218101832925

八进制转二进制:一变三的过程。每一位八进制都转换成三位的二进制,然后将这些数字排列

二进制转十六进制:四变一的过程 和二进制转八进制相同,只是把每四位当作一组。

1111 0101 = 0xf5

十六进制转二进制:一变四的过程。

1.2 原码反码补码

所有的数据在底层都是二进制数据的补码形式存储的。
正数的原码反码和补码是一样的。

image-20231218103023088

练习:

10110101 原码 --> 11001011 补码

10110101 补码 --> 11001011 原码

1.3 位运算

位运算要把数据转成二进制的补码形式进行计算。位运算相对于其他运算符,执行效率更高。

&  按位与   两个操作数都是1,结果才是1,否则结果就是0
     任意一个数&一个偶数,结果一定是偶数
     任意一个数&1,如果结果是0,就是一个偶数
  
|  按位或   两个位只要有一个是1,那么结果就是1,否则就是0
       任意一个数|一个奇数,结果一定是奇数
       任意一个数|0,结果还是自身
       
^  按位异或   两个位相同结果是0,不同结果是1
       任意一个数异或自己都是0,异或0就是自身
    
<< 左移   左移n位,左边舍弃,右边补0.对于正整数来说,左移n位就是乘以2的n次方。
     3 << 2   = 12
     0000 0011
     00 001100  = 12
>> 右移   右移n位就是右边舍弃,左边补位(正数补0,负数补1)  对于正整数来说,右移n位就是除以2的n次方
    5 >> 2  = 1
    0000 0101
    00 0000 01 = 1
>>> 无符号右移  和右移类似,但是最高位空出之后,无论正数还是负数,一律补0。


~   取反   将数字转换成二进制之后,1变0,0变1,然后最高位按照其数值计算(比如八位,最高位如果是1,就是-128),其余位按照二进制转十进制的规则进行计算,然后加上最高位(-128)  
  结论: ~i = -i - 1;

~3

0000 0011
1111 1100     -128 + 64 + 32 + 16 + 8 + 4 = -4

练习: -5 >> 2

-5 
原码  10000000 00000000 00000000 00000101
反码  11111111 11111111 11111111 11111010
补码  11111111 11111111 11111111 11111011

右移后的补码: 1111111111 11111111 11111111 111110
反码:1111111111 11111111 11111111 111101
原码:1000000000 00000000 00000000 000010

补充: 两个值交换变量

    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        int b = 20;

        // 交换a b的值
        // 定义第三个变量
//        int temp = a;
//        a = b;
//        b = temp;
//        System.out.println(a);
//        System.out.println(b);
//        第二种方案
//        a = b - a;
//        b = b - a;//b = b - (b - a) = b - b + a = a
//        a = b + a;//a = a + (b - a) = b
//        System.out.println(a);
//        System.out.println(b);

        // 第三种方案
        a = a ^ b;
        b = a ^ b; // b = a ^ b ^ b =  a
        a = a ^ b; // a = a ^ b ^ a =  b
        System.out.println(a);
        System.out.println(b);
    }

2 二维数组[了解]

二维数组中的每一个元素都是一个一维数组

二维数组的定义格式:

数据类型[][]  数组名称      推荐
数据类型 数组名称[][]       了解
数据类型[] 数组名称[]       奇葩

二维数组的初始化:

  • 动态初始化(指定长度)
    • 数据类型[][] 数组名称 = new 数据类型[m][n];
    • m:代表二维数组中一维数组的个数
    • n:一维数组中元素的个数
    • n可以省略,代表小数组长度不确定
  • 静态初始化(指定内容)
    • 完整格式:数据类型[][] 数组名称 = new 数据类型[][]{{元素1,元素2},{元素3,元素4,元素5},{元素6}};
    • 简便格式: 数据类型[][] 数组名称 ={{元素1,元素2},{元素3,元素4,元素5},{元素6}};
    public static void main(String[] args) {
        // 定义二维数组 {{0,0},{0,0},{0,0}}
        // 动态初始化
        int[][] array = new int[3][2];
        System.out.println(array);//  [[I@5594a1b5
        System.out.println(array[0]);// [I@6a5fc7f7
        System.out.println(array[2]);
        System.out.println(array[1][0]);

        // 静态初始化
//        int[][] arr1 = new int[][]{{1,2,3},{4,5,6,7},{8,9}};
        int[][] arr1 = {{1,2,3},{4,5,6,7},{8,9}};
        System.out.println(arr1[1][3]);
        // 遍历二维数组
        for (int i = 0; i < arr1.length; i++) {
            int[] tempArr =  arr1[i];
            for (int j = 0; j < tempArr.length; j++) {
                System.out.println(tempArr[j]);
            }
        }

    }

3 面向对象

3.1 面向对象思想概述

面向对象思想是相对于面向过程而言的。

面向过程强调的是每一个功能的步骤,面向对象思想强调的是对象,由对象去调用对应的功能。

特点:

  • 是一种更符合我们思考习惯的思想
  • 可以将复杂的事情简单化
  • 我们从执行者变成了指挥者

面向过程的代表语言就是C语言,面向对象的代表语言就是java语言

3.2 类与对象及其使用

我们学习编程语言,就是为了模拟现实世界的事物。比如银行系统,健身房系统,会员系统,办公系统...

我们如何表示一个现实世界的事物?

  • 属性
    • 就是该事物描述的信息
  • 行为
    • 就是该事物能够做什么

java语言的最基本单位是类,所有的事物都用类来体现。

类:是一组相关的属性行为的集合。

java中的类(class)描述事物

  • 成员变量(属性) 描述事物的信息
  • 成员方法(行为) 描述事物能够做什么

对象:就是类的一个具体体现

定义类其实就是定义成员变量和成员方法

  • 定义成员变量和以前定义变量的是一样的,只是位置发生了改变,在类中方法外定义,就是成员变量。
  • 定义成员方法和以前定义方法一样,只不过需要把static这个关键字去掉。
public class Student {
    // 成员变量(属性)
    // 姓名
    String name;
    // 年龄
    int age;
    
    // 成员方法
    public void study(){
        System.out.println("好好学习天天向上!");
    }
    
}

对象的创建和使用

格式: 类名 对象名 = new 类名();

使用对象访问类中的成员:

  • 对象名.成员变量
  • 对象名.成员方法
public static void main(String[] args) {
        // 创建对象
        Student student = new Student();
        // 打印对象实际就是打印的地址值
        System.out.println(student);
        System.out.println(student.name);//null
        System.out.println(student.age);// 0

        student.age = 18;
        student.name = "刘诗诗";
        // 调用成员变量
        System.out.println(student.name);// 刘诗诗
        System.out.println(student.age);// 18

        // 调用成员方法
        student.study();
    }

3.3 对象的内存图

定义Phone

public class Phone {

    // 成员变量
    // 品牌
    String brand;
    // 价格
    int price;
    // 颜色
    String color;

    // 成员方法
    public void call(String name){
        System.out.println("给" + name + "打电话");
    }

    public void sendMessage(){
        System.out.println("大哥大嫂新年好~");
    }
}

测试代码

public static void main(String[] args) {
        // 创建对象  类名 对象名 = new 类名();
        Phone phone = new Phone();
        System.out.println(phone);// 6a5fc7f7
        System.out.println(phone.brand);// null
        System.out.println(phone.price);// 0
        System.out.println(phone.color);// null

        // 调用成员变量
        phone.brand = "华为";
        phone.color = "中国红";
        phone.price = 6999;

        System.out.println(phone.brand);
        System.out.println(phone.color);
        System.out.println(phone.price);

        // 调用成员方法
        phone.call("赵丽颖");
        phone.sendMessage();
    }

image-20231218154555356

两个对象引用一个地址

public static void main(String[] args) {
        // 创建对象
        Phone phone = new Phone();
        System.out.println(phone);// 6a5fc7f7
        System.out.println(phone.price);// 0
        System.out.println(phone.color);// null
        System.out.println(phone.brand);// null

        Phone phone1 = phone;
        phone.brand = "oppo";
        phone.price = 2999;
        phone.color = "乳白色";

        phone1.brand = "小米";
        phone1.price = 3999;
        phone1.color = "冷风蓝";

        System.out.println(phone.brand); // 小米
        System.out.println(phone.price); // 3999
        System.out.println(phone.color); // 冷风蓝

        System.out.println(phone1.brand); // 小米
        System.out.println(phone1.price); // 3999
        System.out.println(phone1.color); // 冷风蓝

        System.out.println(phone1);
    }

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3.4 成员变量和局部变量的区别

  • 在类中的位置不同
    • 成员变量:类中,方法外
    • 局部变量:方法中或者方法的声明上(形式参数)
  • 生命周期不同:
    • 成员变量:随着对象的创建而存在,随着对象的销毁而销毁
    • 局部变量:方法调用后到定义那一行出现,随着方法调用完毕而销毁
  • 内存位置不同:
    • 成员变量:在堆中
    • 局部变量:在栈中
  • 初始化值不同
    • 成员变量有默认值.
    • 局部变量没有默认值,必须先定义再赋值

3.5 封装

面向对象的三大特征:封装、继承、多态

private是一个关键字,是一个权限修饰符,来修饰成员变量和成员方法

被private修饰的成员只能在本类中可以访问,其他地方都不能访问。

private最常见的应用:

  • 把成员变量用private进行修饰
  • 提供setXxx()和getXxx方法
  • 好处:
    • 通过方法来控制成员变量的操作,提高了代码的安全性
    • 通过方法封装了代码,提高了代码的复用性

3.6 this关键字

this代表所在类的对象的引用。方法被哪个对象调用,this就是哪个对象

this的用法

this.成员变量    获取当前对象的成员变量
this.成员方法    调用当前对象的成员方法
this()        调用当前对象的构造方法

注意点:this()必须在有效代码的第一行

3.7 构造方法

  • 作用:给对象的数据进行初始化

  • 格式

    • 方法名和类名相同
    • 没有返回值类型,没有void
    • 没有具体的返回值
    修饰符  类名(参数列表){
    
    }
    
  • 构造方法是可以重载的

  • 如果没有提供任何构造方法,系统会给出一个默认的无参构造方法

  • 如果提供了构造方法,系统将不再提供默认的无参构造方法

public class Student {
    // 成员变量(属性)
    // 姓名
    private String name;
    // 年龄
    private int age;

    public Student(){}

    public Student(int age){
        this.age = age;
    }

    public Student(String name){
        this.name = name;
    }

    public Student(String name,int age){
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    // 给成员变量赋值  setXxx
    public void setAge(int age){
        System.out.println(this);
        // java有就近原则
        this.age = age;
    }

    public void setName(String name){
        this.name = name;
    }



    // 获取成员变量  getXxx
    public int getAge(){
        return age;
    }

    public String getName(){
        return name;
    }

    // 成员方法
    public void study(){
        System.out.println("好好学习天天向上!" + age);
        this.sleep();
    }

    public void sleep(){
        System.out.println("劳逸结合~");
    }
}

3.8 构造代码块

package cn.javasm.demo;

/**
 * @author gfs
 * @version 0.1
 * @className Baby
 * @date 2023/12/18 17:07
 * @description 定义一个婴儿类
 * @since jdk11
 */
public class Baby {
    // 姓名
    private String name;
    // 体重
    private double weight;


    // 构造代码块 在每一次创建对象时都会执行 而且是先于构造方法执行的
    {
        System.out.println("构造代码块执行了");
        this.cry();
        this.eat();
    }

    // 构造方法
    public Baby(){

    }

    public Baby(String name){
        System.out.println("构造方法执行了");
        this.name = name;
    }

    public Baby(double weight){
        this.weight = weight;
    }

    public Baby(String name,double weight){
        this.name = name;
        this.weight = weight;
    }



    public void setName(String name){
        this.name = name;
    }

    public void setWeight(double weight){
        this.weight = weight;
    }

    public String getName(){
        return name;
    }

    public double getWeight(){
        return weight;
    }

    // 成员方法
    public void cry(){
        System.out.println("婴儿哇哇大哭");
    }

    public void eat(){
        System.out.println("婴儿都要吃奶");
    }

}

补充:局部代码块

// 局部代码块 提高内存的利用率  限制变量的作用范围和生命周期
        {
            int i = 10;
            System.out.println(i);
        }

练习: 定义一个类表示矩形,提供求其周长和面积的方法。

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建矩形对象
        Rectangle rectangle = new Rectangle(3.0,4.0);
        System.out.println(rectangle.getGirth());
        System.out.println(rectangle.getArea());
        System.out.println(rectangle.getWidth());
    }
}

// 代表矩形的类
class Rectangle{

    private double width;// 宽
    private double length;// 长

    // 提供构造方法来给长和宽赋值
    public Rectangle(double width,double length){
        if (width > 0 && length > 0){//长和宽不可能是负数或者0
            this.width = width;
            this.length = length;
        }
    }

    /**
     * 求周长的方法
     * @return  周长
     */
    public double getGirth(){
        return 2 * (length + width);
    }

    /**
     * 求面积的方法
     * @return 面积
     */
    public double getArea(){
        return length * width;
    }


    public double getWidth(){
        return width;
    }

    // 矩形出现之后就有了长和宽 并且不能修改
//    public void setWidth(double width){
//        this.width = width;
//    }

    public double getLength(){
        return length;
    }

//    public void setLength(double length){
//        this.length = length;
//    }

}

标签:运算,phone,System,name,面向对象,println,public,out
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