1.0 第1章 编程基础 1.1 数据类型和变量
第1章 编程基础
我们先来简单介绍何谓编程，以及编出来的程序大概是什么样子。
计算机是个机器，这个机器主要由CPU、内存、硬盘和输入/输出设备组成。计算机上跑着操作系统，如Windows或Linux，操作系统上运行着各种应用程序，如Word、QQ等。
操作系统将时间分成很多细小的时间片，一个时间片给一个程序用，另一个时间片给另一个程序用，并频繁地在程序间切换。不过，在应用程序看来，整个机器资源好像都归它使用，操作系统给它制造了这种假象。对程序员而言，编写程序时基本不用考虑其他应用程序，做好自己的事就可以了。
应用程序看上去能做很多事情，能读写文档、能播放音乐、能聊天、能玩游戏、能下围棋等，但本质上，计算机只会执行预先写好的指令而已，这些指令也只是操作数据或者设备。所谓程序，基本上就是告诉计算机要操作的数据和执行的指令序列，即对什么数据做什么操作，比如：
1）读文档，就是将数据从磁盘加载到内存，然后输出到显示器上；
2）写文档，就是将数据从内存写回磁盘；
3）播放音乐，就是将音乐的数据加载到内存，然后写到声卡上；
4）聊天，就是从键盘接收聊天数据，放到内存，然后传给网卡，通过网络传给另一个人的网卡，再从网卡传到内存，显示在显示器上。
基本上，所有数据都需要放到内存进行处理，程序的很大一部分工作就是操作在内存中的数据。那具体如何表示和操作数据呢？本章介绍一些基础知识，具体分为7个小节。
数据在计算机内部都是二进制表示的，不方便操作，为了方便操作数据，高级语言引入了数据类型和变量的概念，这两个概念我们在1.1节介绍。
表示了数据后，1.2节介绍能对数据进行的第一个操作：赋值。
数据有了初始值之后，1.3节介绍可以对数据进行的一些基本运算，计算机之所以称为“计算”机，是因为最初发明它的主要目的也是运算。
为了编写有实用功能的程序，只进行基本运算是远远不够的，至少需要对操作的过程进行流程控制。流程控制有两种：一种是条件执行；另外一种是循环。我们分别在1.4节和1.5节介绍。
为了减少重复代码和分解复杂操作，计算机程序引入了函数和子程序的概念，我们分别在1.6节和1.7节介绍函数的用法和函数调用的基本原理。
1.1 数据类型和变量
数据类型用于对数据归类，以便于理解和操作。对Java语言而言，有如下基本数据类型。
- 整数类型：有4种整型byte/short/int/long，分别有不同的取值范围；
- 小数类型：有两种类型float/double，有不同的取值范围和精度；
- 字符类型：char，表示单个字符；
- 真假类型：boolean，表示真假。
基本数据类型都有对应的数组类型，数组表示固定长度的同种数据类型的多条记录，这些数据在内存中连续存放。比如，一个自然数可以用一个整数类型数据表示，100个连续的自然数可以用一个长度为100的整数数组表示。一个字符可以用一个char类型数据表示，一段文字可以用一个char数组表示。
Java是面向对象的语言，除了基本数据类型，其他都是对象类型。对象到底是什么呢？简单地说，对象是由基本数据类型、数组和其他对象组合而成的一个东西，以方便对其整体进行操作。比如，一个学生对象，可以由如下信息组成。
- 姓名：一个字符数组；
- 年龄：一个整数；
- 性别：一个字符；
- 入学分数：一个小数。
日期在Java中也是一个对象，内部表示为整型long。
世界万物都是由元素周期表中的基本元素组成的，基本数据类型就相当于化学中的基本元素，而对象就相当于世界万物。
为了操作数据，需要把数据存放到内存中。所谓内存在程序看来就是一块有地址编号的连续的空间，数据放到内存中的某个位置后，为了方便地找到和操作这个数据，需要给这个位置起一个名字。编程语言通过变量这个概念来表示这个过程。
声明一个变量，比如int a，其实就是在内存中分配了一块空间，这块空间存放int数据类型，a指向这块内存空间所在的位置，通过对a操作即可操作a指向的内存空间，比如a=5这个操作即可将a指向的内存空间的值改为5。
之所以叫“变”量，是因为它表示的是内存中的位置，这个位置存放的值是可以变化的。
虽然变量的值是可以变化的，但变量的名字是不变的，这个名字应该代表程序员心目中这块内存空间的意义，这个意义应该是不变的。比如，变量int second表示时钟秒数，在不同时间可以被赋予不同的值，但它表示的始终是时钟秒数。之所以说应该，是因为这不是必需的，如果一定要为一个名为age的变量赋予身高的值，计算机也拿你没办法。
重要的话再说一遍！变量就是给数据起名字，方便找不同的数据，它的值可以变，但含义不应变。再比如说一个合同，可以有4个变量：
- first_party：含义是甲方；
- second_party：含义是乙方；
- contract_body：含义是合同内容；
- contract_sign_date：含义是合同签署日期。
这些变量表示的含义是确定的，但对不同的合同，它们的值是不同的。初学编程的人经常使用像a、b、c、hehe、haha这种无意义的名字。在此建议为变量起一个有意义的名字吧！通过声明变量，每个变量赋予一个数据类型和一个有意义的名字，我们就告诉了计算机要操作的数据。
有了数据，如何对数据进行操作呢？我们先来看对数据能做的第一个操作：赋值。