電腦程式的思維邏輯 (2) - 賦值

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賦值

上節我們說了資料類型和變數，通過聲明變數，每個變數賦予一個資料類型和一個有意義的名字，我們就告訴了電腦我們要操作的資料。

有了資料，我們能做很多操作。但本文只說說對資料做的第一個操作：賦值。聲明變數之後，就在記憶體配置了一塊位置，但這個位置的內容是未知的，賦值就是把這塊位置的內容設為一個確定的值。

Java中基本類型、數組、對象的賦值有明顯不同，本文介紹基本類型和數組的賦值，關於對象後續文章會詳述。

我們先來說基本類型的賦值，然後再說數組的賦值。

基本類型的賦值

整數類型

整數類型有byte, short, int和long，分別佔用1/2/4/8個位元組，取值範圍分別是：

類型名	取值範圍
byte	-2^7 ~ 2^7-1
short	-2^15 ~ 2^15-1
int	-2^31 ~ 2^31-1
long	-2^63 ~ 2^63-1

我們用^表示指數，2^7即2的7次方。這個範圍我們不需要記的那麼清楚，有個大概範圍認識就可以了，大多數日常應用，一般用int就可以了。後續文章會從二進位的角度進一步分析表示範圍為什麼會是這樣的。

賦值形式很簡單，直接把熟悉的數字常量形式賦值給變數即可，對應的記憶體空間的值就從未知變成了確定的常量。但常量不能超過對應類型的表示範圍。例如：

byte b = 23;short s = 3333;int i = 9999;long l = 32323;

但是，在給long類型賦值時，如果常量超過了int的表示範圍，需要在常量後面加大寫或小寫L，即L或l，例如:

long a = 3232343433L;

這個是由於數字常量預設為是int類型。

小數類型

小數類型有float和double，佔用的記憶體空間分別是4和8個位元組，有不同的取值範圍和精度，double表示的範圍更大，精度更高，具體來說：

類型名	取值範圍
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

取值範圍看上去很奇怪，一般我們也不需要記住，有個大概印象就可以了。E表示以10為底的指數，E後面的+號和-號代表正指數和負指數，例如：1.4E-45表示1.4乘以10的-45次方。後續文章會進一步分析小數的二進位表示。

 對於double，直接把熟悉的小數表示賦值給變數即可，例如：

double d = 333.33;

但對於float，需要在數字後面加大寫F或小寫f，例如：

float f = 333.33f;

這個是由於小數常量預設為是double類型。

除了小數，也可以把整數直接賦值給float或double，例如：

float f = 33;double d = 3333333333333L;

boolean類型

這個很簡單，直接使用true或false賦值，分別表示真和假，例如：

boolean b = true;b = false;

字元類型

字元類型char用於表示一個字元，這個字元可以是中文字元，也可以是英文字元。在記憶體中，Java用兩個位元組表示一個字元。賦值時把常量字元用單引號括起來，不要使用雙引號，例如：

char c = ‘A‘;char z = ‘中‘;

關於字元類型有一些細節，後續文章會進一步深度解析。

一些說明

上面介紹的賦值都是直接給變數設定一個常量值。但也可以把變數賦給變數，例如：

int a = 100;int b = a;

變數可以進行各種運算（後續文章講解），也可以將變數的運算結果賦給變數，例如：

int a = 1;int b = 2;int c = 2*a+b; //2乘以a的值再加上b的值賦給c

上面介紹的賦值都是在聲明變數的時候就進行了賦值，但這不是必須的，可以先聲明變數，隨後再進行賦值。

數群組類型

賦值文法

基本類型的數組有三種賦值形式，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;

第一種和第二種都是預Crowdsourced Security Testing道數組的內容，而第三種是先分配長度，然後再給每個元素賦值。

第三種形式中，即使沒有給每個元素賦值，每個元素也都有一個預設值，這個預設值跟數群組類型有關。數實值型別的值為0，boolean為false, char為空白字元。

數組長度可以動態確定，如下所示：

int length = ... ;//根據一些條件動態計算int arr = new int[length];

雖然可以動態確定，但定了之後就不可以變，數組有一個length屬性，但只能讀，不能改。

一個小細節，不能在給定初始值的同時還給定長度，即如下格式是不允許的：

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

這是可以理解的，因為初始值已經決定了長度，再給個長度，如果還不一致，電腦將無所適從。

數組和基本類型的區別

一個基本類型變數，記憶體中只會有一塊對應的記憶體空間。但數組有兩塊，一塊用於儲存數組內容本身，另一塊用於儲存內容的位置。

用一個例子來說明，有一個int變數a，和一個int陣列變數arr，其代碼，變數對應的記憶體位址和記憶體內容如下所示：

代碼	記憶體位址	記憶體資料
int a = 100;	1000	100
int arr = {1,2,3};	2000	3000
	3000	1
	3004	2
	3008	3

基本類型a的記憶體位址是1000，這個位置儲存的就是它的值100。

數群組類型arr的記憶體位址是2000，這個位置儲存的值是一個位置3000，3000開始的位置儲存的才是實際的資料1,2,3。

為什麼數組要用兩塊空間

不能只用一塊空間嗎？我們來看下面這個代碼：

int[] arrA = {1,2,3};int[] arrB = {4,5,6,7};arrA = arrB;

這個代碼中，arrA初始的長度是3，arrB的長度是4，後來將arrB的值賦給了arrA。如果arrA對應的記憶體空間是直接儲存的數組內容，那麼它將沒有足夠的空間去容納arrB的所有元素。

用兩塊空間儲存，這個就簡單的多，arrA儲存的值就變成了和arrB的一樣，儲存的都是數組內容{4,5,6,7}的地址，此後訪問arrA就和arrB是一樣的了，而arrA {1,2,3}的記憶體空間由於無人引用會被記憶體回收，如下所示：

arrA        {1,2,3} 

      \

        \

arrB  ->  {4,5,6,7}

由上，也可以看出，給陣列變數賦值和給數組中元素賦值是兩回事。給數組中元素賦值是改變數組內容，而給陣列變數賦值則會讓變數指向一個不同的位置。

上面我們說數組的長度是不可以變的，不可變指的是數組的內容空間，一經分配，長度就不能再變了，但是可以改變陣列變數的值，讓它指向一個長度不同的空間，就像上例中arrA後來指向了arrB一樣。

小結

給變數賦值就是將變數對應的記憶體空間設定為一個明確的值，有了值之後，變數可以被載入到CPU，CPU可以對這些值進行各種運算，運算後的結果又可以被賦值給變數，儲存到記憶體中。

資料可以進行哪些運算？如何進行運算呢？

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