Java变量

什么是变量

在程序设计中,变量是指一个包含值的存储地址以及对应的符号名称。

从定义上来看,变量大概可分为两部分:变量的名字和变量的值,可通过变量名来访问变量值。简单来说,变量就是存储数据的载体。

对于 Java 语言来讲,Java 是一种强类型的语言,因此变量都必须有一个类型。在 Java 代码中,变量是长这个样子的:

1
2
// =左侧的age是变量名,右侧的22是变量值
int age = 22;

创建变量

我们已经在上面看到了变量在代码中的样子,现在我们来动手创建变量。

在Java语言中,我们需要做两件事才能创建一个变量:

  • 给变量起一个名字
  • 定义变量的数据类型
    创建变量的过程也叫声明变量,声明变量的语法如下:
1
DataType 变量名;

声明一个变量,实例如下:

1
int a;

上述代码,声明了一个名字为a,类型为整型的变量。

我们可以再声明一个名字为b,类型为字符型的变量,实例如下:

1
char b;

再声明两个整型的变量agenumber,实例如下:
1
2
int age;
int number;

给变量赋值

变量声明操作已经告诉了编译器变量的数据类型。数据类型决定了变量中可以存放什么,不能存放什么,上述的变量aint类型(整型),因此只能存放整数。

一旦声明了一个变量,我们就可以使用赋值语句为其赋值,实例如下:

1
2
3
4
// 变量声明语句
int a;
// 赋值语句
a = 1;

为变量分配值的语句,就称为赋值语句。需要特别提醒的是,语句中=的意义不同于数学中的等号,在 Java 中,=是赋值符号。

对于变量的声明和赋值操作,我们也可以将这两条语句合并成一条语句,实例如下:

1
int a = 1;

另外,如果要创建多个类型相同的变量,我们可以在一条语句中将多个变量的声明进行分组:
1
2
3
int a, b;
a = 1;
b = 2;

为了精简语法,还可以将变量的声明和赋值同时分组:
1
int a = 1, b = 2;

在作用域范围内,变量的值能够随时访问或重新赋值,比如:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
class PrintVariable {
public static void main(String[] args) {
int a = 20;
System.out.println("修改前变量a=" + a);
// 将变量a重新赋值为100
a = 100;
System.out.println("修改后变量a=" + a);
}
}

运行结果:
1
2
修改前变量a=20
修改后变量a=100

上述代码中,声明了一个整型变量a,且初始化值为20,可以使用a = 100;这种赋值语句,对变量a重新赋值。

注意,在 Java 中,对变量进行重新赋值,这样的写法是错误的:

1
2
int a = 20;
int a = 100;

编译代码,将会抛出异常:
1
2
3
4
Test.java:5: 错误: 已在方法 main(String[])中定义了变量 a
int a = 2;
^
1 个错误

编译报错的原因很简单,第二行代码再次定义了变量a,而变量a已经在内存中存在了,不能再重复定义。这与对变量重新赋值不同。

变量命名规范

对于变量的命名,每种编程语言都有自己的规则和约定,Java 语言也不例外。命名变量的规则和约定如下:

  • 变量的名称可以是任何合法的标识符,以字母,美元符号$或下划线_开头。但是,按照约定俗成,变量应始终以字母开头,不推荐使用美元符号和下划线开头;
  • 开头后续的字符可以是字母、数字、美元符号或下划线。为变量选择名称时,推荐使用完整的英文单词,不推荐使用单词缩写,更不要使用中文拼音。这样做有利于代码的阅读和理解。另外请牢记,选择的名称不能是关键字保留字
  • 变量命名区分大小写
  • 变量命名应采用小驼峰命名法。所谓小驼峰命名法,就是如果你选择的名称只包含一个单词,那么用全部小写字母拼写该单词;如果名称包含多个单词,请将第二个单词起的每个单词的第一个字母都大写;
  • 如果变量存储了一个常量值,要将每个字母大写并用下划线字符分隔每个单词。比如static final int MAX_NUM = 100。按照约定俗成,除了常量命名的情况,下划线字符永远不会在其他地方使用。
    下面我们对照上述规则和约定来看几个实例。

实例1:

1
2
3
int $a;
int _b;
int age;

上面3个变量的声明都是合法的,但是根据约定俗称,不推荐$a这种以美元符号开头、_b这种以下划线开头的命名方式。

实例2:

1
2
3
4
5
6
7
8
public class VariablesNameing2 {
public static void main(String[] args) {
String Name = "Colorful";
String name = "Colorful1";
System.out.println("Name=" + Name);
System.out.println("name=" + name);
}
}

变量名区分大小写,因此上面的Namename是两个不同的变量。由于只有一个单词组成,应将单词使用全部小写拼写,不推荐第1行Name这种命名方式。

实例3:

1
2
3
// 声明姓和名变量
String firstName;
String lastname;

上面声明了两个变量 firstNamelastname,由于它们都是由两个单词组成,按照小驼峰命名法的约定俗成:第2行lastname 变量名由两个英文单词组成,因此推荐改为lastName

常量

所谓常量,就是恒常不变的量。我们可以将常量理解成一种特殊的变量。

与变量不同的是,一旦它被赋值后,在程序的运行过程中不允许被改变。常量使用final关键字修饰:

1
final DataType 常量名 = 常量值;

Tips: 常量的命名规范与普通变量有所不同,要将每个字母大写并用下划线字符分隔每个单词。

如果我们尝试在代码中修改常量的值:

1
2
3
4
5
6
7
8
class ConstantTest {
public static void main(String[] args) {
// 声明并初始化常量 TOTAL_NUM
final int TOTAL_NUM = 200;
// 对 TOTAL_NUM 重新赋值
TOTAL_NUM = 20;
}
}

编译执行代码,编译器将会报错:
1
2
3
4
ConstantTest.java:6: 错误: 无法为最终变量TOTAL_NUM分配值
TOTAL_NUM = 20;
^
1 个错误

适当地使用常量可以提高代码的安全性和可维护性。例如,我们可以在程序中声明一个表示网站名称的常量: final String SITE_NAME = "三尺青锋";,这样在所有需要用到网站名称的地方,都调用这个常量即可。这样既保证了其值不可修改,提高了代码的安全性,又统一了调用方的规范。

变量的种类

学习变量的种类,需要你对 Java 的类和对象有一定的了解。目前不要求完全理解,等到后面学完面向对象相关知识后再回过头来回味。

Java 语言定义了以下4 种变量

  • 实例变量(见代码中instanceVariable
  • 类变量(见代码中classVariable
  • 局部变量(见代码中localVariable
  • 参数(见代码中parameter和args
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    13
    14
    15
    public class KindsOfVariables {
    // 1.实例变量
    public int instanceVariable = 1;
    // 2.类变量
    public static int classVariable;

    public void demoMethod(int parameter) { // 3.参数
    // 4.局部变量
    int localVariable;
    }

    public static void main(String[] args) {
    // 入口方法
    }
    }

    实例变量

    实例变量在类范围内声明。声明时不使用static关键字修饰,因此也称为非静态字段

实例变量用于存储对象的状态,它的值对于类的每个实例都是唯一的,每个对象都拥有自己的变量副本。只要相应的对象存在于内存中,它就占用着存储空间。

下面是一个实例变量的实例,当然,我们还没有介绍类和对象的概念,如果你了解类和对象,可以阅读源码帮助理解:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
public class Student {
// 实例变量 name
public String name;
// 实例变量 age
public int age;

// 构造方法
public Student(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}

// 打印学生基本信息的方法
public void printInfo() {
System.out.println("学生姓名为:" + name);
System.out.println("学生年龄为:" + age);
}

public static void main(String[] args) {
// 实例化两个学生对象
Student student1 = new Student("小慕", 20);
Student student2 = new Student("小李", 18);
// 分别调用打印学生基本信息方法,打印两个对象下的两个实例变量
student1.printInfo();
System.out.println("--------分割线--------");
student2.printInfo();
}
}

运行结果:
1
2
3
4
5
学生姓名为:小慕
学生年龄为:20
--------分割线--------
学生姓名为:小李
学生年龄为:18

实例变量和实例对象相关,因此需要通过new关键字实例化出对象,通过对象才能访问其实例变量(也称实例属性)。 上述代码中,nameage就是用于存储其对象的属性,我们实例化了两个学生对象,其实例变量nameage,在每个对象实例中是唯一的。

类变量

类变量在类范围内使用static关键字修饰,因此类变量又被称为静态字段、静态变量。

static修饰符告诉编译器,无论类被实例化多少次,类变量始终只有一个变量副本。只要类被加载到内存中,它就会存在。

另外,类变量可以被声明为常量,通过使用final关键字以表示变量永远不会改变。例如:public static final NAME = "慕慕",这里的NAME就是不会改变的常量。再次提醒,在常量的命名规范中,要将字母全部大写。

对于类变量,我们再来看一个实例:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
public class Course {

// 类变量 courseType
public static String courseType = "文字课程";
// 常量 COURSE_NAME
public static final String COURSE_NAME = "Java 基础教程";

public static void main(String[] args) {
// 分别打印类变量和常量
System.out.println(Course.courseType);
System.out.println(Course.COURSE_NAME);
}
}

运行结果:
1
2
文字课程
Java 基础教程

类变量和类相关,因此不需要使用new关键字实例化对象后再调用,可以直接通过类名 + .点运算符 + 类变量名的方式调用。

上述代码中,courseTypeCOURSE_NAME都使用static关键字修饰,它们都可以直接通过Course.变量名的方式调用。

局部变量

局部变量是在方法范围内被声明和使用的。它们没有任何关键字修饰,可以根据变量声明的位置来认定局部变量(即方法的左花括号和右花括号之间),因此,局部变量只可以对声明它们的方法可见。方法返回后,它们将被销毁。

main方法中的局部变量实例:

1
2
3
4
5
6
7
8
public static void main(String[] args) {
// 局部变量 name
String name = "小慕";
// 局部变量 age
int age = 20;
System.out.println("姓名:" + name);
System.out.println("年龄:" + age);
}

我们再来看一个自定义方法中的局部变量实例:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
public class PrintNumber {

public void printer() {
int num = 10;
for(int i = 1; i <= num; i ++) {
System.out.println(i);
}
}

}

局部变量和方法相关,因此只能在方法内部局部定义和使用,在第二个实例中没有代码注释,请思考printer方法中有哪几个局部变量。

参数

参数是用于传递给方法签名的变量(例如入口方法main中的args),它们可以在方法中的任何位置被调用。在方法执行的期间位于内存中,方法返回后被销毁。

例如,上面实例变量的实例中,Student类的构造方法就接收两个参数,如下为代码截取:

1
2
3
4
5
// Student 类构造方法
public Student(String name, int age) { // name 和 age 就是传递给Student构造方法的参数
this.name = name;
this.age = age;
}

注意,方法体中的this.namethis.age指代的是实例变量,而 nameage是参数,它们被用于赋值给实例变量。