Java（萌新必看) 数据类型与运算符 ！！

Posted 2022-12-09 意愿三七

目录

• 一、 变量和类型
• • 1.1 整型变量(重点)
  • 1.2 长整型变量
  • 1.3 双精度浮点型变量(重点)
  • 1.4 单精度浮点型变量
  • 1.5 字符类型变量
  • 1.6 字节类型变量
  • 1.7 短整型变量
  • 注意事项
  • 1.8 布尔类型变量
  • 1.9 字符串类型变量(重点)
  • 1.10 变量的作用域
  • 1.11 变量的命名规则
  • 1.12 常量
  • 1.12 理解类型转换
  • 1.13 int 和 String 之间的相互转换
  • 1.15 小结
• 二、运算符
• • 2.1 算术运算符
  • 2.2 关系运算符
  • 2.3 逻辑运算符(重点)
  • 2.4 位运算符
  • 2.5 移位运算(了解)
  • 2.6 条件运算符
• 三、注释
• • 3.1 基本规则
  • 3.2 注释规范

一、 变量和类型

变量指的是程序运行时可变的量. 相当于开辟一块内存空间来保存一些数据.

类型则是对变量的种类进行了划分, 不同的类型的变量具有不同的特性

我们所讨论的 “变量” 主要和我们的 “内存” 这样的硬件设备密切相关

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要开始了解这些，我们得先了解一个伟人：约翰·冯·诺依曼 百度介绍

简单介绍：

那么我们在来看一下下图的：现代计算机都是采用冯诺依曼体系结构

简单介绍一下上图的对应名词：

• 输入设备：键盘 话筒…
• 运算器、控制器：属于CPU
• 外存储器：U盘、硬盘…
• 内存储器：程序都跑在内存储器（QQ运行，酷狗音乐运行…）
• 输出设备：屏幕、音响

上面讲了这么多，其实就是想让大家知道，我们定义的变量内存是存储在内存储器上的(但是不具体深入下去讲)。

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1.1 整型变量(重点)

基本语法格式

int 变量名 = 初始值;

代码示例：

int num = 10; // 定义一个整型变量
System.out.println(num) ;

需提前知道事项：

• num 占用几个字节

占4个字节，而且和多少位平台没有关系，所以可以说可移植性强

什么是字节?

• 字节是计算机中表示空间大小的基本单位.
• 计算机使用二进制表示数据. 我们认为 8 个二进制位(bit) 为一个字节(Byte).
• 我们平时的计算机为 8GB 内存, 意思是 8G 个字节.
• 其中 1KB = 1024 Byte, 1MB = 1024 KB, 1GB = 1024 MB.
• 所以 8GB 相当于 80 多亿个字节

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• a的取值范围

-2^31 到 2^31 -1

代码来看：

有人会问这个Integer 是什么？ 这里来简单解释一下：

术语叫做 包装类 是int对应的包装类 ， int叫做基本类型 / 内置类型

如果运算的结果超出了 int 的最大范围, 就会出现溢出的情况：

int maxValue = Integer.MAX_VALUE;
System.out.println(maxValue+1);

int minValue = Integer.MIN_VALUE;
System.out.println(minValue-1);

运行结果:

可以发现最大加+1变成负数了，最小-1变成正数了

为什么会这样呢？

我们可以把int类型取值范围想像成为这样：

所以看见下面的箭头解释

次图适合所有类型，除了浮点类型

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• 有没有无符号整形

在Java当中 没有无符号这样的概念 “都是有符号的”

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注意事项:

1. int 表示变量的类型是一个整型
2. 变量名是变量的标识. 后续都是通过这个名字来使用变量
3. Java 中 = 表示赋值(和数学不一样), 意思是给变量设置一个初始值.
4. 初始化操作是可选的, 但是建议创建变量的时候都显式初始化.
5. 最后不要忘记分号, 否则会编译失败.
6. // 表示注释. 注释作为代码的解释说明部分, 不参与编译运行.

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1.2 长整型变量

为什么要长整形变量？？

int类型最大访问才21亿,这样的数字对于当前的大数据时代来说,是很容易超出的. 针对这种情况, 我们就需要使用更大范围的数据类型来 表示了. Java 中提供了 long 类型

基本语法格式:

long 变量名 = 初始值;

代码示例:

long num = 10L; // 定义一个长整型变量, 初始值写作 10l 也可以(小写的 L, 不是数字1). 
System.out.println(num) ;

注意事项:

1. 基本语法格式和创建 int 变量基本一致, 只是把类型修改成 long
2. 初始化设定的值为 10L , 表示一个长整型的数字. 10l 也可以，但是不建议写小写L ,因为容易出现误认.
3. 使用 10 初始化也可以, 10 的类型是 int, 10L 的类型是 long, 使用 10 L 好一点

Java 中 long 类型占 8 个字节. 表示的数据范围 -2^63 -> 2^63-1

使用以下代码查看 Java 中的长整型数据范围:

System.out.println(Long.MAX_VALUE);
System.out.println(Long.MIN_VALUE)
    
// 运行结果
9223372036854775807
-9223372036854775808

这个数据范围远超过 int 的表示范围. 足够绝大部分的工程场景使用。

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1.3 双精度浮点型变量(重点)

基本语法格式

double 变量名 = 初始值;

代码示例:

double num = 1.0;
System.out.println(num)

神奇的代码1:

int a = 1;
int b = 2;
System.out.println(a / b);
// 执行结果
0

在 Java 中, int 除以 int 的值仍然是 int(会直接舍弃小数部分).
如果想得到 0.5, 需要使用 double 类型计算

double a = 1.0;
double b = 2.0;
System.out.println(a / b);
// 执行结果
0.5

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神奇的代码2:

double num = 1.1;
System.out.println(num * num)
    
// 执行结果
1.2100000000000002

为什么呢？

因为小数是没有精确的，你看见的num = 1.1，其实这个1.1并不是最精确的，对于float 精确的表示6位，double精确的表示11位，也就是说11位之前的一定是精确的。

得到结论：小数没有精确的

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1.4 单精度浮点型变量

基本格式:

float 变量名 = 初始值;

代码示例:

float num = 1.0f;    // 写作 1.0F 也可以
System.out.println(num);

大家要注意 这个变量要写一个f不然后面是个double类型：

通过案列：

jva本身是一个强类型的语言 ，一旦等号左右不匹配，就会报错

float 类型在 Java 中占四个字节, 同样遵守 IEEE 754 标准. 由于表示的数据精度范围较小, 一般在工程上用到浮点数都优先考虑 double, 不太推荐使用 float

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1.5 字符类型变量

基本格式:

char 变量名 = 初始值;

代码示例:

char ch = 'A';

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一个有趣的例子：

结果:

为什么呢？？

因为把97在char里面，是存放的是ASCII码 ，97对应的就是a

来看下一个例子：char在C语言是一个字节，但是在java中是2个字节

接下来看一下char的取值范围，先来看一下下面的代码：

为什么存放一个-1 会报错呢？

在Java中不像C语言有符号位，这里char是2个字节，也就是16个bit位，16个1，或者16个0， 所以取值范围是0-65535, 所以不可以存放-1。

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1.6 字节类型变量

基本语法格式:

byte 变量名 = 初始值;

代码示例:

byte value = 0; 
System.out.println(value)

注意事项:

1. 字节类型表示的也是整数. 只占一个字节, 表示范围较小 ( -128 -> +127 )
2. 字节类型和字符类型互不相干

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1.7 短整型变量

基本语法格式：

short 变量名 = 初始值;

代码示例:

short value = 0; 
System.out.println(value);

注意事项:

1. short 占用 2 个字节, 表示的数据范围是 -32768 -> +32767
2. 这个表示范围比较小, 一般不推荐使用.

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注意事项

1. 所有的变量都需要初始化才可以使用，不初始化编译不能通过
   
2. 给任何的数据类型 赋值的时候 字面值是 一定不能超过 这种类型的取值范围
   

1.8 布尔类型变量

基本语法格式:

boolean 变量名 = 初始值; 

代码示例:

boolean value = true; 
System.out.println(value);

注意事项:

1. boolean 类型的变量只有两种取值, true 表示真, false 表示假.
2. Java 的 boolean 类型和 int 不能相互转换, 不存在 1 表示 true, 0 表示 false 这样的用法.
3. boolean 类型有些 JVM 的实现是占 1 个字节, 有些是占 1 个比特位, 这个没有明确规定

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1.9 字符串类型变量(重点)

把一些字符放到一起就构成了字符串
基本语法格式:

String 变量名 = "初始值"; 

代码示例:

String name = "zhangsan"; 
System.out.println(name)

为什么把String 叫做引用类型：上面的name是一个变量，zhangsan其实存在在一个专门的内存里面，假设这个地址是0x777 ，那么name这个变量就引用它的地址：

还有个小细节看代码：

可以发现 字符串在前面就是拼接，在后面就先处理运算的结果；

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注意事项:

1. Java 使用 双引号 + 若干字符 的方式表示字符串字面值.
2. 和上面的类型不同, String 不是基本类型, 而是引用类型(后面重点解释).
3. 字符串中的一些特定的不太方便直接表示的字符需要进行转义.

转义字符示例:

// 创建一个字符串 My name is "张三" 
String name = "My name is \\"张三\\"";

结果：

字符串的 + 操作, 表示字符串拼接:

String a = "hello"; 
String b = "world"; 
String c = a + b; 
System.out.println(c);

还可以用字符串和整数进行拼接:

String str = "result = "; 
int a = 10; 
int b = 20; 
String result = str + a + b; 
System.out.println(result); 
// 执行结果
result = 1020

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1.10 变量的作用域

也就是该变量能生效的范围, 一般是变量定义所在的代码块 (大括号)

不建议下面这样的写法：大括号里面是个地，外面是另外一个地

1.11 变量的命名规则

硬性指标:

1. 一个变量名只能包含数字, 字母, 下划线
2. 数字不能开头.
3. 变量名是大小写敏感的. 即 num 和 Num 是两个不同的变量…

注意: 虽然语法上也允许使用中文/美元符($)命名变量, 但是 强烈 不推荐这样做.

软性指标:

1. 变量命名要具有描述性, 见名知意.
2. 变量名不宜使用拼音(但是不绝对).
3. 变量名的词性推荐使用名词.
4. 变量命名推荐 小驼峰命名法, 当一个变量名由多个单词构成的时候, 除了第一个单词之外, 其他单词首字母都大写.

小驼峰命名示例:

int maxValue = 100; 
String studentName = "张三";

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1.12 常量

上面讨论的都是各种规则的变量, 每种类型的变量也对应着一种相同类型的常量.

常量指的是运行时类型不能发生改变.

常量主要有以下两种体

1. 字面值常量

10 // int 字面值常量(十进制) 
010 // int 字面值常量(八进制) 由数字 0 开头. 010 也就是十进制的 8 
0x10 // int 字面值常量(十六进制) 由数字 0x 开头. 0x10 也就是十进制的 16 
10L // long 字面值常量. 也可以写作 10l (小写的L) 
1.0 // double 字面值常量. 也可以写作 1.0d 或者 1.0D 
1.5e2 // double 字面值常量. 科学计数法表示. 相当于 1.5 * 10^2 
1.0f // float 字面值常量, 也可以写作 1.0F 
true // boolen 字面值常量, 同样的还有 false 
'a' // char 字面值常量, 单引号中只能有一个字符
"abc" // String 字面值常量, 双引号中可以有多个字符.

2. final 关键字修饰的常量

final int a = 10; 
a = 20; // 编译出错. 提示 无法为最终变量a分配值

常量不能在程序运行过程中发生修改

建议final修饰的大写

final 还可以修改函数（密封方法），修饰类（密封类）

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1.12 理解类型转换

Java 作为一个强类型编程语言, 当不同类型之间的变量相互赋值的时候, 会有教严格的校验.

先看以下几个代码场景:

int 和 long/double 相互赋值

int a = 10; 
long b = 20; 
a = b; // 编译出错, 提示可能会损失精度. 
b = a; // 编译通过. 
int a = 10; 
double b = 1.0; 
a = b; // 编译出错, 提示可能会损失精度. 
b = a;

long 表示的范围更大, 可以将 int 赋值给 long, 但是不能将 long 赋值给 int.

double 表示的范围更大, 可以将 int 赋值给 double, 但是不能将 double 赋值给 int.

int a = 10; 
long b = 20; 

但是可以强转类型：a=(long)b

结论: 不同数字类型的变量之间赋值, 表示范围更小的类型能隐式转换成范围较大的类型, 反之则不行

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int 和 boolean 相互赋值

int a = 10; 
boolean b = true; 
b = a; // 编译出错, 提示不兼容的类型
a = b; // 编译出错, 提示不兼容的类型

结论: int 和 boolean 是毫不相干的两种类型, 不能相互赋值

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int字面值常量 给 byte 赋值

byte a = 100; // 编译通过
byte b = 256; // 编译报错, 提示 从int转换到byte可能会有损失

注意: byte 表示的数据范围是 -128 -> +127, 256 已经超过范围, 而 100 还在范围之内

一个有意思的代码：

为什么下面的不报错 上面的报错呢？

因为 a 和 b 都是一个字节的，会被提升变成4个字节的。这个时候已经是int了，所以需要强转为byte；

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问题:还有为什么可以直接 10+20呢？

因为 10 和 20 是一个字面值常量，我们java在编译的时候 已经是30 了.
等于 byte d= 30;

但是上面是变量，变量是在程序运行时才知道是多少，所以不用运行就已经知道是多少了.

类型转换小结

1. 不同数字类型的变量之间赋值, 表示范围更小的类型能隐式转换成范围较大的类型.
2. 如果需要把范围大的类型赋值给范围小的, 需要强制类型转换, 但是可能精度丢失.
3. 将一个字面值常量进行赋值的时候, Java 会自动针对数字范围进行检查

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1.13 int 和 String 之间的相互转换

int 转成 String

int num = 10; 
// 方法1 
String str1 = num + ""; 
// 方法2 
String str2 = String.valueOf(num);

String 转成 int

String str = "100"; 
int num = Integer.parseInt(str);

1.15 小结

Java 类型汇总. 前面的内容重点介绍的是基本数据类型.

每种数据类型及其范围, 是需要我们掌握的重点.

隐式类型转换和类型提升, 是本节的难点. 但是一般我们更推荐在代码中避免不同类型混用的情况, 来规避类型转换和类型提升的问题.

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包装类：

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二、运算符

2.1 算术运算符

• 基本四则运算符 + - * / %
• 重点讲除法

a) int / int 结果还是 int, 需要使用 double 来计算.

int a = 1; 
int b = 2; 
System.out.println(a / b); 
// 结果为 0

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b) 需要注意除0会发生算术 异常

int a = 1; 
int b = 0; 
System.out.println(a / b) 
// 运行结果
Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zero 
 at Test.main(Test.java:5)

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c) % 表示取余, 不仅仅可以对 int 求模, 也能对 double 来求模

System.out.println(11.5 % 2.0); 
// 运行结果
1.5

• 增量赋值运算符 += -= *= /= %=

int a = 10; 
a += 1; // 等价于 a = a + 1 
System.out.println(a);

有一个代码例子：

为什么上面的不可以，下面的可以？

下面的这个叫做，复合运算符，特点是：帮你进行类型的转换，上面的报错也是类型不匹配。

• 自增/自减运算符 ++ --List item

++在后面 ，后执行，a是10先给b ，然后b就是10 ，然后a+1 ，a就是11；

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在来个代码看看：思考一下是多少

答案：

至于为什么这里先不解释 可以百度一下，毕竟看这篇的人，大部分是新手。

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2.2 关系运算符

关系运算符主要有六个:

== != < > <= >=

int a = 10; 
int b = 20; 
System.out.println(a == b); 
System.out.println(a != b); 
System.out.println(a < b); 
System.out.println(a > b); 
System.out.println(a <= b); 
System.out.println(a >= b);

注意: 关系运算符的表达式返回值都是 boolean 类型

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2.3 逻辑运算符(重点)

逻辑运算符主要有三个:

&& || !

注意: 逻辑运算符的操作数(操作数往往是关系运算符的结果)和返回值都是 boolean

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逻辑与 &&

规则: 两个操作数都为 true, 结果为 true, 否则结果为 false.

int a = 10; 
int b = 20; 
int c = 30; 
System.out.println(a < b && b < c);

注意 ：

 表达式1 && 表达式2

1. 只有两个表达式都为真的时候，就是真
2. 如果第一个表达式1为假，就不会执行表达式2
3. 这两个表达式一定只能是布尔表达式

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逻辑或 ||

规则: 两个操作数都为 false, 结果为 false, 否则结果为 true

int a = 10; 
int b = 20; 
int c = 30; 
System.out.println(a < b || b < c);

注意 ：

1. 只有 一 个表达式都为真的时候，就是真
2. 如果第一个表达式1为真，就不会执行表达式2
3. 这两个表达式一定只能是布尔表达式

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逻辑非 !

规则: 操作数为 true, 结果为 false; 操作数为 false, 结果为 true(这是个单目运算符, 只有一个操作数).

int a = 10; 
int b = 20; 
System.out.println(!a < b);

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短路求值

&& 和 || 遵守短路求值的规则.

System.out.println(10 > 20 && 10 / 0 == 0); // 打印 false 
System.out.println(10 < 20 || 10 / 0 == 0); // 打印 true

第一个是false 就不执行后面的

第二个是true 就不执行后面的

我们都知道, 计算 10 / 0 会导致程序抛出异常. 但是上面的代码却能正常运行, 说明 10 / 0 并没有真正被求值.

结论:

1. 对于 && , 如果左侧表达式值为 false, 则表达式的整体的值一定是 false, 无需计算右侧表达式.

2. 对于 ||, 如果左侧表达式值为 true, 则表达式的整体的值一定是 true, 无需计算右侧表达式

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& 和 | (不推荐使用)

& 和 | 如果操作数为 boolean 的时候, 也表示逻辑运算. 但是和 && 以及 || 相比, 它们不支持短路求值.

System.out.println(10 > 20 & 10 / 0 == 0); // 程序抛出异常
System.out.println(10 < 20 | 10 / 0 == 0); // 程序抛出异常

就是一个表达式有结果，它也会执行下一个结果；

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2.4 位运算符

Java 中对数据的操作的最小单位不是字节, 而是二进制位.

位运算符主要有四个:

& | ~ ^

位操作表示 按二进制位运算. 计算机中都是使用二进制来表示数据的(01构成的序列), 按位运算就是在按照二进制位的每一位依次进行计算。

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按位与 &: 如果两个二进制位都是 1, 则结果为 1, 否则结果为 0.

int a = 10; 
int b = 20; 
System.out.println(a & b);

例子：

那么问题来了？
如何求一个数字的二进制？
我们使用一种 8421 这个方法，当然有其他方法可以去学。

比如求10的二进制

8+2等于10 那么 在下面就写1 没有使用到的写0

如果这数字少了可以这样添加

---

按位或 |: 如果两个二进制位都是 0, 则结果为 0, 否则结果为 1.

int a = 10; 
int b = 20; 
System.out.println(a | b);

运算方式和按位于类似.

注意: 当 & 和 | 的操作数为整数(int, short, long, byte) 的时候, 表示按位运算, 当操作数为 boolean 的时候, 表示逻辑
运算

---

按位取反 ~: 如果该位为 0 则转为 1, 如果该位为 1 则转为 0

int a = 0xf; 
System.out.printf("%x\\n", ~a) 

注意:

1. 0x 前缀的数字为 十六进制 数字. 十六进制可以看成是二进制的简化表示方式. 一个十六进制数字对应 4 个二进
   制位.
2. 0xf 表示 10 进制的 15, 也就是二进制的 1111
3. printf 能够格式化输出内容, %x 表示按照十六进制输出.
4. \\n 表示换行符

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按位异或 ^: 如果两个数字的二进制位相同, 则结果为 0, 相异则结果为 1.

int a = 0x1; 
int b = 0x2; 
System.out.printf("%x\\n", a ^ b);  //3

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2.5 移位运算(了解)

移位运算符有三个:

<<   //左移
>>   //右移
>>>> // 无符号右移

都是按照二进制位来运算

左移 <<: 最左侧位不要了, 最右侧补 0.

int a =10;    
System.out.println(10 << 1); //20

可以发现左边移动是乘法 ：上面移动1位是10，下面移动2位是 40

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右移 >>: 最右侧位不要了, 最左侧补符号位(正数补0, 负数补1)

System.out.println(10>>1);   // 5 

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无符号右移 >>>: 最右侧位不要了, 最左侧补 0

        System.out.println(3>>>1);

注意:

1. 左移 1 位, 相当于原数字 * 2. 左移 N 位, 相当于原数字 * 2 的N次方.
2. 右移 1 位, 相当于原数字 / 2. 右移 N 位, 相当于原数字 / 2 的N次方.
3. 由于计算机计算移位效率高于计算乘除, 当某个代码正好乘除 2 的N次方的时候可以用移位运算代替.
4. 移动负数位或者移位位数过大都没有意义

---

2.6 条件运算符

条件运算符只有一个:

表达式1 ? 表达式2 : 表达式3

当 表达式1 的值为 true 时, 整个表达式的值为 表达式2 的值;

当 表达式1 的值为 false 时, 整个表达式的值为 表达式3 的值.

也是 Java 中唯一的一个 三目运算符, 是条件判断语句的简化写法

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 java中变量的使用步骤（萌新必看！！！）
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