## **一、实验名称**
数据类型与表达式部分
## **二、实验目的及要求**
1. **第1章 page 4 基础训练2**: 当同一文件中含两个类时，访问另一类的静态属性
**目的**: 了解如何访问另一个类的静态属性。
2. **第二章 page10 基础练习1**: 变量的数据类型及赋值。
**目的**: 了解变量的赋值及转换问题。
3. **第二章 page11 基础练习2**: 典型运算符的使用
**目的**: 熟悉++和%运算符的使用。
## **三、实验环境**
调试工具:
IntelliJ IDEA 2024.3.2.2 (Ultimate Edition)
服务配置:
openjdk 23.0.2 2025-01-21
OpenJDK Runtime Environment (build 23.0.2+7-58)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 23.0.2+7-58, mixed mode, sharing)
## **四、实验设计**
#### 1. 第1章 page 4 基础训练2: 当同一文件中含两个类时，访问另一类的静态属性
```java
public class My {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(you.info);
}
}
class you {
static String info = "同学们好!";
}
```
**思考:**
1. 编译产生了两个类文件, 分别叫`My.class`和`you.class`
2. 因为you类中没有main方法, java以main方法作为程序的入口
```java
public class My {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(you.info);
}
}
class you {
static String info = "同学们好!";
public static void main(String[] args) {
System.out.println(info);
}
}
```
3. 重新编译后执行`java you`成功输出`同学们好!`
4. 将源程序名改为`you.java`之后无法通过编译, 报错如下: ` error: class My is public, should be declared in a file named My.java`
所以可以知道如果一个类被声明为 `public`（例如 `public class My`），那么 **文件名必须与 `public` 类的名称完全一致**，即文件名必须是 `My.java`
#### 2. 第二章 page10 基础练习1
##### (1) 变量的定义与赋值
```java
public class p10_l1 {
public static void main(String[] args) {
int a = 20;
boolean b = true;
double c = 3.14159;
char d = 'a';
System.out.println(a + "," + b + "," + c + "," + d);
}
}
```
此时程序编译运行输出`20,true,3.14159,a`, 四种类型在一个print里面输出, 说明print中的`+`起到了将所有元素的输出作为字符串拼接在一起的作用
**思考**
1. 在a的定义语句下一行增加 `a = 123456789`后重新编译正常输出`123456789,true,3.14159,a`, 所以可以将123456789赋值给a
2. 可以通过另外一个转义字符`\`加在\前面即可将`\`赋值给d, 即: `d = '\\';` 重新编译运行后成功输出`123456789,true,3.14159,\`
##### (2) 理解强制转换
① 将a的赋值语句修改成 `int a = Math.random();` 后编译报错: `incompatible types: possible lossy conversion from double to int` . 原因应该是 `Math.random()`方法会生成一个double类型的数据, 无法赋值给定义为int类型的a
② 改为 `int a = (int) Math.random();` 之后重新编译, 运行五次之后得到的输出结果均为 `0,true,3.14159,\` 也就是说在这五次中a都是0. 原因应该是使用`Math.random()`方法生成浮点数之后使用 `(int)` 进行强制类型转换向下取整, 使得a总为零
③ 改为 `int a = (int) (Math.random() * 100);` 之后多次运行, 发现输出a的值大致分布在0~100之间. 查询文档可知 `Math.random()` 方法产生的数据范围为[0,1)的double类型数据, `Math.random() * 100` 得到的数据范围则会是[0, 100). 然后经过强制类型转换为int后a为[0,99]的整数.
**思考**
`Math.random()`方法产生的是[0,1)的随机浮点数, 想要得到[10,90]的范围首先左边界无法通过乘法来得到, 所以在最外层需要加上+10.
此时我们需要生成的范围就是[0,80], 根据左闭右开的原则强制转换为int类型就是[0,81).
[0,1) -> [0,81), 所以再需要再`random()`生成的数上载乘以81
所以最终是`int a = (int) (Math.random() * 81) + 10;` 能得到[10,90]的数据
#### 第二章 page11 基础练习2: 典型运算符的使用
##### (1) 理解++运算符的位置差异
```java
public class p11_l2 {
public static void main(String[] args) {
int a = 20;
int b = a++;
System.out.println(a + "," + b);
}
}
```
此时编译运行的输出为 `21,20` , 将 `int b = a++` 改为 `int b = ++a`后, 得到输出结果 `21,21`
`a++`和`++a`的相同性在于: 他们都等价于 `a += 1`
不同性在于: `a++` 是执行完这条指令之后再将`a+=1`, `++a` 是执行这条指令之前将`a+=1`
##### (2) 理解求余运算
```java
public class p11_l2 {
public static void main(String[] args) {
int a = 20;
int b = (int) 3.65;
System.out.println(a % b);
}
}
```
该程序编译运行得到结果 `2`
将b的赋值修改 `double b = 3.2` 之后重新编译运行得到结果 `0.7999999999999989`
总结出混合类型运算的规律: 当运算中存在更高级的数据类型, 运算结果将和更高级的数据类型相同
通过数据语句改成 `System.out.printf("%.2f\n", a % b);` 得到输出结果 `0.80`
#### 3. 第二章 page13 编程练习1
输入一个圆柱体的高和底面半径，求其体积，输出结果精确到小数点后3位
```java
import java.util.Scanner;
public class p13_e1 {
public static void main(String[] args) {
Scanner sc = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入圆柱体的高");
double h = sc.nextDouble();
System.out.println("请输入圆柱体底面半径");
double r = sc.nextDouble();
double v = Math.PI * r * r * h;
System.out.println("圆柱体的体积是");
System.out.printf("%.3f",v);
sc.close();
}
}
```
编译运行, 设定高为5, 底面半径为2.5, 得到输出:
```
请输入圆柱体的高
5
请输入圆柱体底面半径
2.5
圆柱体的体积是
98.175
```
经过计算器验算结果正确
## **五、实验体会**
**遇到的问题: **
1. **数据类型转换错误**
`Math.random()`返回`double`, 不能直接赋值给`int`, 强制转换`(int) Math.random()`后总为0. 调整为`(int) (Math.random() * 100)`后, 成功生成0~99的随机整数.
另外的总结, 数据类型转换, 从高级到低级(比如double到int)就必须要强制类型转换, 从低级到高级(如byte到int)就不需要手动进行强制转换, 而是被自动地隐式转换了.
2. **`++`运算符位置差异**
`a++`先赋值后递增, `++a`先递增后赋值, 在循环和逻辑判断中需注意区别.
3. **求余运算的浮点误差**
`a % b`在`b`为浮点数时可能出现精度误差, 使用`System.out.printf("%.2f", a % b);`格式化输出可避免问题.
总而言之, 本次实验加深了我对Java数据类型, 运算符, 输入输出的理解, 并通过调试解决了类型转换, 浮点误差, 格式控制等问题, 体会到细节对程序正确性的重要性.