数字以及运算

数字类型是编程中最基础的数据类型，用于：

存储各种数值数据
进行数学计算和运算
控制程序流程和逻辑
处理业务数据中的数值信息

图表说明

graph LR
    byte_t[byte]
    short_t[short]
    int_t[int]
    long_t[long]
    float_t[float]
    double_t[double]

    byte_t  --> short_t
    short_t --> int_t
    int_t  --> long_t
    int_t  --> float_t
    float_t  --> double_t

详细说明

Java中的数字类型分为两大类：

整数类型：
- byte：8位，范围-128~127
- short：16位，范围±32K
- int：32位，范围±21亿，最常用
- long：64位，范围±922万亿亿
8位（byte）：一个byte类型的数据占用8位内存空间。由于计算机使用二进制表示数据，8位可以表示的数值范围是2的8次方，即256个不同的数值。Java中的byte类型使用补码表示法，因此其范围是从-128到127。
浮点类型：
- float：32位，7位精度
- double：64位，15位精度，最常用

运算说明

Java中的数字类型支持多种运算操作，包括：

算术运算：
- 加法（+）：用于两个数值的相加。
- 减法（-）：用于从一个数值中减去另一个数值。
- 乘法（*）：用于两个数值的相乘。
- 除法（/）：用于一个数值除以另一个数值，注意整数除法会截断小数部分。
- 取模（%）：用于获取两个数值相除后的余数。
自增和自减运算：
- 自增（++）：将数值增加1。
- 自减（--）：将数值减少1。
赋值运算：
- 赋值（=）：用于将右侧的值赋给左侧的变量。
- 复合赋值（+=, -=, *=, /=, %=）：用于在赋值的同时进行相应的算术运算。
比较运算：
- 等于（==）：用于比较两个数值是否相等。
- 不等于（!=）：用于比较两个数值是否不相等。
- 大于（>）、小于（<）、大于等于（>=）、小于等于（<=）：用于比较两个数值的大小关系。
位运算：
- 与（&）、或（|）、异或（^）：用于按位进行与、或、异或运算。
- 左移（<<）、右移（>>）、无符号右移（>>>）：用于按位移动数值。

这些运算符可以用于基本数据类型的运算，并且可以结合使用以实现复杂的计算逻辑。

例子

// 算术运算示例
public class ArithmeticExample {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        int b = 5;
        int sum = a + b; // 加法
        int difference = a - b; // 减法
        int product = a * b; // 乘法
        int quotient = a / b; // 除法
        int remainder = a % b; // 取模
        System.out.println("Sum: " + sum);
        System.out.println("Difference: " + difference);
        System.out.println("Product: " + product);
        System.out.println("Quotient: " + quotient);
        System.out.println("Remainder: " + remainder);
    }
}

// 自增和自减运算示例
public class IncrementDecrementExample {
    public static void main(String[] args) {
        int x = 10;
        x++; // 自增
        System.out.println("After increment: " + x);
        x--; // 自减
        System.out.println("After decrement: " + x);
    }
}

// 赋值运算示例
public class AssignmentExample {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        a += 5; // 复合赋值，加法
        System.out.println("After += : " + a);
        a -= 3; // 复合赋值，减法
        System.out.println("After -= : " + a);
        a *= 2; // 复合赋值，乘法
        System.out.println("After *= : " + a);
        a /= 4; // 复合赋值，除法
        System.out.println("After /= : " + a);
        a %= 3; // 复合赋值，取模
        System.out.println("After %= : " + a);
    }
}

// 比较运算示例
public class ComparisonExample {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        int b = 5;
        System.out.println("a == b: " + (a == b)); // 等于
        System.out.println("a != b: " + (a != b)); // 不等于
        System.out.println("a > b: " + (a > b)); // 大于
        System.out.println("a < b: " + (a < b)); // 小于
        System.out.println("a >= b: " + (a >= b)); // 大于等于
        System.out.println("a <= b: " + (a <= b)); // 小于等于
    }
}

// 位运算示例
public class BitwiseExample {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 5; // 0101
        int b = 3; // 0011
        System.out.println("a & b: " + (a & b)); // 与
        System.out.println("a | b: " + (a | b)); // 或
        System.out.println("a ^ b: " + (a ^ b)); // 异或
        System.out.println("a << 1: " + (a << 1)); // 左移
        System.out.println("a >> 1: " + (a >> 1)); // 右移
        System.out.println("a >>> 1: " + (a >>> 1)); // 无符号右移
    }
}

注意事项

整数除法会截断小数部分：例如，5 / 2 的结果是 2，而不是 2.5。

int result = 5 / 2;
System.out.println("5 / 2 = " + result); // 输出: 5 / 2 = 2

大范围类型可以自动转换为小范围类型，但需要强制类型转换：

double largeValue = 9.99;
int smallValue = (int) largeValue; // 强制类型转换
System.out.println("largeValue 转换为 smallValue: " + smallValue); // 输出: largeValue 转换为 smallValue: 9

浮点数比较应该使用误差范围，不要直接使用==：

double a = 0.1 * 3;
double b = 0.3;
if (Math.abs(a - b) < 0.0001) {
    System.out.println("a 和 b 在误差范围内相等");
} else {
    System.out.println("a 和 b 不相等");
}

注意数值溢出问题，特别是int类型的最大值：

int maxValue = Integer.MAX_VALUE;
System.out.println("int 最大值: " + maxValue);
System.out.println("int 最大值加1: " + (maxValue + 1)); // 结果会溢出，输出负数

使用long类型时记得加L后缀：

long bigNumber = 10000000000L; // 注意L后缀
System.out.println("long 类型数值: " + bigNumber);

使用float类型时记得加f后缀：

float pi = 3.14f; // 注意f后缀
System.out.println("float 类型数值: " + pi);