Потеря данных при преобразовании
Применении явных преобразований мы можем столкнуться с потерей данных. Например, следующем коде у нас не возникнет никаких проблем:
| 1 2 3 | int a = 5; byte b = (byte) a; System.out.println(b); // 5 |
Число 5 вполне укладывается в диапазон значений типа byte, поэтому после преобразования переменная b будет равна 5. Но что будет в следующем случае:
| 1 2 3 | int a = 258; byte b = (byte) a; System.out.println(b); // 2 |
Результатом будет число 2. В данном случае число 258 вне диапазона для типа byte (от -128 до 127), поэтому произойдет усечение значения. Почему результатом будет именно число 2?
Число a, которое равно 258, в двоичном системе будет равно 00000000 00000000 00000001 00000010. Значения типа byte занимают в памяти только 8 байт. Поэтому двоичное представление числа int усекается до 8 правых разрядов, то есть 00000010, что в десятичной системе дает число 2.
Усечение рациональных чисел до целых
При преобразовании значений с плавающей точкой к целочисленным значениям, происходит усечение дробной части:
| 1 2 | double a = 56.9898; int b = (int)a; |
Здесь значение числа b будет равно 56, несмотря на то, что число 57 было бы ближе к 56.9898. Чтобы избежать подобных казусов, надо применять функцию округления, которая есть в математической библиотеке Java:
| 1 2 | double a = 56.9898; int b = (int)Math.round(a); |
Преобразования при операциях
Нередки ситуации, когда приходится применять различные операции, например, сложение и произведение, над значениями разных типов. Здесь также действуют некоторые правила:
|
|
|
· если один из операндов операции относится к типу double, то и второй операнд преобразуется к типу double
· если предыдущее условие не соблюдено, а один из операндов операции относится к типу float, то и второй операнд преобразуется к типу float
· если предыдущие условия не соблюдены, один из операндов операции относится к типу long, то и второй операнд преобразуется к типу long
· иначе все операнды операции преобразуются к типу int
Примеры преобразований:
| 1 2 3 | int a = 3; double b = 4.6; double c = a+b; |
Так как в операции участвует значение типа double, то и другое значение приводится к типу double и сумма двух значений a+b будет представлять тип double.
Другой пример:
| 1 2 3 | byte a = 3; short b = 4; byte c = (byte)(a+b); |
Две переменных типа byte и short (не double, float или long), поэтому при сложении они преобразуются к типу int, и их сумма a+bпредставляет значение типа int. Поэтому если затем мы присваиваем эту сумму переменной типа byte, то нам опять надо сделать преобразование типов к byte.
Если в операциях участвуют данные типа char, то они преобразуются в int:
| 1 2 | int d = 'a' + 5; System.out.println(d); // 102 |
Условные конструкции
Одним из фундаментальных элементов многих языков программирования являются условные конструкции. Данные конструкции позволяют направить работу программы по одному из путей в зависимости от определенных условий.
|
|
|
В языке Java используются следующие условные конструкции: if..else и switch..case
Конструкция if/else
Выражение if/else проверяет истинность некоторого условия и в зависимости от результатов проверки выполняет определенный код:
| 1 2 3 4 5 | int num1 = 6; int num2 = 4; if(num1>num2){ System.out.println("Первое число больше второго"); } |
После ключевого слова if ставится условие. И если это условие выполняется, то срабатывает код, который помещен в далее в блоке if после фигурных скобок. В качестве условий выступает операция сравнения двух чисел.
Так как, в данном случае первое число больше второго, то выражение num1 > num2 истинно и возвращает значение true. Следовательно, управление переходит в блок кода после фигурных скобок и начинает выполнять содержащиеся там инструкции, а конкретно метод System.out.println("Первое число больше второго");. Если бы первое число оказалось бы меньше второго или равно ему, то инструкции в блоке if не выполнялись бы.
Но что, если мы захотим, чтобы при несоблюдении условия также выполнялись какие-либо действия? В этом случае мы можем добавить блок else:
|
|
|
| 1 2 3 4 5 6 7 | int num1 = 6; int num2 = 4; if(num1>num2){ System.out.println("Первое число больше второго"); } else{ System.out.println("Первое число меньше второго"); |
Но при сравнении чисел мы можем насчитать три состояния: первое число больше второго, первое число меньше второго и числа равны. С помощью выражения else if, мы можем обрабатывать дополнительные условия:
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 | int num1 = 6; int num2 = 8; if(num1>num2){ System.out.println("Первое число больше второго"); } else if(num1<num2){ System.out.println("Первое число меньше второго"); } else{ System.out.println("Числа равны"); } |
Также мы можем соединить сразу несколько условий, используя логические операторы:
| 1 2 3 4 5 | int num1 = 8; int num2 = 6; if(num1 > num2 && num1>7){ System.out.println("Первое число больше второго и больше 7"); } |
Здесь блок if будет выполняться, если num1 > num2 равно true и одновременно num1>7 равно true.
Конструкция switch
Конструкция switch/case аналогична конструкции if/else, так как позволяет обработать сразу несколько условий:
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 | int num = 8; switch(num){ case 1: System.out.println("число равно 1"); break; case 8: System.out.println("число равно 8"); num++; break; case 9: System.out.println("число равно 9"); break; default: System.out.println("число не равно 1, 8, 9"); } |
После ключевого слова switch в скобках идет сравниваемое выражение. Значение этого выражения последовательно сравнивается со значениями, помещенными после оператора сase. И если совпадение будет найдено, то будет выполняться определенный блок сase.
|
|
|
В конце блока сase ставится оператор break, чтобы избежать выполнения других блоков. Например, если бы убрали бы оператор break в следующем случае:
| 1 2 3 4 5 6 | case 8: System.out.println("число равно 8"); num++; case 9: System.out.println("число равно 9"); break; |
то так как у нас переменная num равно 8, то выполнился бы блок case 8, но так как в этом блоке переменная num увеличивается на единицу, оператор break отсутствует, то начал бы выполняться блок case 9.
Если мы хотим также обработать ситуацию, когда совпадения не будет найдено, то можно добавить блок default, как в примере выше. Хотя блок default необязателен.
Также мы можем определить одно действие сразу для нескольких блоков case подряд:
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 | int num = 3; int output = 0; switch(num){ case 1: output = 3; break; case 2: case 3: case 4: output = 6; break; case 5: output = 12; break; default: output = 24; } System.out.println(output); |
Тернарная операция
Тернарную операция имеет следующий синтаксис: [первый операнд - условие] ? [второй операнд] : [третий операнд]. Таким образом, в этой операции участвуют сразу три операнда. В зависимости от условия тернарная операция возвращает второй или третий операнд: если условие равно true, то возвращается второй операнд; если условие равно false, то третий. Например:
| 1 2 3 4 | int x=3; int y=2; int z = x<y? (x+y) : (x-y); System.out.println(z); |
Здесь результатом тернарной операции является переменная z. Сначала проверяется условие x<y. И если оно соблюдается, то z будет равно второму операнду - (x+y), иначе z будет равно третьему операнду.
Циклы
Еще одним видом управляющих конструкций являются циклы. Циклы позволяют в зависимости от определенных условий выполнять определенное действие множество раз. В языке Java есть следующие виды циклов:
· for
· while
· do...while
Цикл for
Цикл for имеет следующее формальное определение:
| 1 2 3 4 | for ([инициализация счетчика]; [условие]; [изменение счетчика]) { // действия } |
Рассмотрим стандартный цикл for:
| 1 2 3 | for (int i = 1; i < 9; i++){ System.out.printf("Квадрат числа %d равен %d \n", i, i * i); } |
Первая часть объявления цикла - int i = 1 создает и инициализирует счетчик i. Счетчик необязательно должен представлять типint. Это может быть и любой другой числовой тип, например, float. Перед выполнением цикла значение счетчика будет равно 1. В данном случае это то же самое, что и объявление переменной.
Вторая часть - условие, при котором будет выполняться цикл. В данном случае цикл будет выполняться, пока i не достигнет 9.
И третья часть - приращение счетчика на единицу. Опять же нам необязательно увеличивать на единицу. Можно уменьшать: i--.
В итоге блок цикла сработает 8 раз, пока значение i не станет равным 9. И каждый раз это значение будет увеличиваться на 1.
Нам необязательно указывать все условия при объявлении цикла. Например, мы можем написать так:
| 1 2 3 4 | int i = 1; for (; ;){ System.out.printf("Квадрат числа %d равен %d \n", i, i * i); } |
Определение цикла осталось тем же, только теперь блоки в определении у нас пустые: for (; ;). Теперь нет инициализированной переменной-счетчика, нет условия, поэтому цикл будет работать вечно - бесконечный цикл.
Либо можно опустить ряд блоков:
| 1 2 3 4 5 | int i = 1; for (; i<9;){ System.out.printf("Квадрат числа %d равен %d \n", i, i * i); i++; } |
Этот пример эквивалентен первому примеру: у нас также есть счетчик, только создан он вне цикла. У нас есть условие выполнения цикла. И есть приращение счетчика уже в самом блоке for.
Цикл for может определять сразу несколько переменных и управлять ими:
| 1 2 3 4 5 | int n = 10; for(int i=0, j = n - 1; i < j; i++, j--){ System.out.println(i * j); } |
Цикл do
Цикл do сначала выполняет код цикла, а потом проверяет условие в инструкции while. И пока это условие истинно, цикл повторяется. Например:
| 1 2 3 4 5 6 | int j = 7; do{ System.out.println(j); j--; } while (j > 0); |
В данном случае код цикла сработает 7 раз, пока j не окажется равным нулю. Важно отметить, что цикл do гарантирует хотя бы однократное выполнение действий, даже если условие в инструкции while не будет истинно. Так, мы можем написать:
| 1 2 3 4 5 6 | int j = -1; do{ System.out.println(j); j--; } while (j > 0); |
Хотя переменная j изначально меньше 0, цикл все равно один раз выполнится.
Цикл while
Цикл while сразу проверяет истинность некоторого условия, и если условие истинно, то код цикла выполняется:
| 1 2 3 4 5 6 | int j = 6; while (j > 0){ System.out.println(j); j--; } |
Операторы continue и break
Оператор break позволяет выйти из цикла в любой его момент, даже если цикл не закончил свою работу:
Например:
| 1 2 3 4 5 6 | int[] nums = new int[] { 1, 2, 3, 4, 12, 9 }; for (int i = 0; i < nums.length; i++){ if (nums[i] > 10) break; System.out.println(nums[i]); } |
Так как в цикле идет проверка, больше ли элемент массива 10, то мы не увидим на консоли последние два элемента, так как когда nums[i] окажется больше 10 (то есть равно 12), сработает оператор break, и цикл завершится.
Правда, мы также не увидим и последнего элемента, который меньше 10. Теперь сделаем так, чтобы если число больше 10, цикл не завершался, а просто переходил к следующему элементу. Для этого используем оператор continue:
| 1 2 3 4 5 6 7 | int[] nums = new int[] { 1, 2, 3, 4, 12, 9 }; for (int i = 0; i < nums.length; i++){ if (nums[i] > 10) continue; System.out.println(nums[i]); } |
В этом случае, когда выполнение цикла дойдет до числа 12, которое не удовлетворяет условию проверки, то программа просто пропустит это число и перейдет к следующему элементу массива.
Массивы
Массив представляет набор однотипных значений. Объявление массива похоже на объявление обычной переменной, которая хранит одиночное значение, причем есть два способа объявления массива:
| 1 2 3 | тип_данных название_массива[]; // либо тип_данных[] название_массива; |
Например, определим массив чисел:
| 1 2 | int nums[]; int[] nums2; |
После объявления массива мы можем инициализовать его:
| 1 2 | int nums[]; nums = new int[4]; // массив из 4 чисел |
Создание массива производится с помощью следующей конструкции: new тип_данных[количество_элементов], где new - ключевое слово, выделяющее память для указанного в скобках количества элементов. Например, nums = new int[4]; - в этом выражении создается массив из четырех элементов int, и каждый элемент будет иметь значение по умолчанию - число 0.
Также можно сразу при объявлении массива инициализировать его:
| 1 2 | int nums[] = new int[4]; // массив из 4 чисел int[] nums2 = new int[5]; // массив из 5 чисел |
При подобной инициализации все элементы массива имеют значение по умолчанию. Для числовых типов (в том числе для типа char) это число 0, для типа boolean это значение false, а для остальных объектов это значение null. Например, для типа int значением по умолчанию является число 0, поэтому выше определенный массив nums будет состоять из четырех нулей.
Однако также можно задать конкретные значения для элементов массива при его создании:
| 1 2 3 4 | // эти два способа равноценны int[] nums = new int[] { 1, 2, 3, 5 }; int[] nums2 = { 1, 2, 3, 5 }; |
Стоит отметить, что в этом случае в квадратных скобках не указывается размер массива, так как он вычисляется по количеству элементов в фигурных скобках.
После создания массива мы можем обратиться к любому его элементу по индексу, который передается в квадратных скобках после названия переменной массива:
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 | int[] nums = new int[4]; // устанавливаем значения элементов массива nums[0] = 1; nums[1] = 2; nums[2] = 4; nums[3] = 100; // получаем значение третьего элемента массива System.out.println(nums[2]); // 4 |
Индексация элементов массива начинается с 0, поэтому в данном случае, чтобы обратиться к четвертому элементу в массиве, нам надо использовать выражение nums[3].
И так как у нас массив определен только для 4 элементов, то мы не можем обратиться, например, к шестому элементу: nums[5] = 5;. Если мы так попытаемся сделать, то мы получим ошибку.
Длина массива
Важнейшее свойство, которым обладают массивы, является свойство length, возвращающее длину массива, то есть количество его элементов:
| 1 2 | int[] nums = {1, 2, 3, 4, 5}; int length = nums.length; // 5 |
Нередко бывает неизвестным последний индекс, и чтобы получить последний элемент массива, мы можем использовать это свойство:
| 1 | int last = nums[nums.length-1]; |
Многомерные массивы
Ранее мы рассматривали одномерные массивы, которые можно представить как цепочку или строку однотипных значений. Но кроме одномерных массивов также бывают и многомерными. Наиболее известный многомерный массив - таблица, представляющая двухмерный массив:
| 1 2 3 | int[] nums1 = new int[] { 0, 1, 2, 3, 4, 5 }; int[][] nums2 = { { 0, 1, 2 }, { 3, 4, 5 } }; |
Визуально оба массива можно представить следующим образом:
Одномерный массив nums1
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
Двухмерный массив nums2
| 0 | 1 | 2 |
| 3 | 4 | 5 |
Поскольку массив nums2 двухмерный, он представляет собой простую таблицу. Его также можно было создать следующим образом:int[][] nums2 = new int[2][3];. Количество квадратных скобок указывает на размерность массива. А числа в скобках - на количество строк и столбцов. И также, используя индексы, мы можем использовать элементы массива в программе:
| 1 2 3 | // установим элемент первого столбца второй строки nums2[1][0]=44; System.out.println(nums2[1][0]); |
Объявление трехмерного массива могло бы выглядеть так:
| 1 | int[][][] nums3 = new int[2][3][4]; |
Зубчатый массив
Многомерные массивы могут быть также представлены как "зубчатые массивы". В вышеприведенном примере двухмерный массив имел 3 строчки и три столбца, поэтому у нас получалась ровная таблица. Но мы можем каждому элементу в двухмерном массиве присвоить отдельный массив с различным количеством элементов:
| 1 2 3 4 | int[][] nums = new int[3][]; nums[0] = new int[2]; nums[1] = new int[3]; nums[2] = new int[5]; |
Foreach
Специальная версия цикла for предназначена для перебора элементов в наборах элементов, например, в массивах и коллекциях. Она аналогична действию цикла foreach , который имеется в других языках программирования. Формальное ее объявление:
| 1 2 3 | for (тип_данных название_переменной : контейнер){ // действия } |
Например:
| 1 2 3 4 5 | int[] array = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5 }; for (int i : array){ System.out.println(i); } |
В качестве контейнера в данном случае выступает массив данных типа int. Затем объявляется переменная с типом int
То же самое можно было бы сделать и с помощью обычной версии for:
| 1 2 3 4 | int[] array = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5 }; for (int i = 0; i < array.length; i++){ System.out.println(array[i]); } |
В то же время эта версия цикла for более гибкая по сравнению for (int i : array). В частности, в этой версии мы можем изменять элементы:
Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 240; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!