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計算機程序的思維邏輯 (1),思維邏輯

編輯:JAVA綜合教程

計算機程序的思維邏輯 (1),思維邏輯


程序大概是怎麼回事

計算機就是個機器,這個機器主要由CPU、內存、硬盤和輸入輸出設備組成。計算機上跑著操作系統,如Windows或Linux,操作系統上運行著各種應用程序,如Word, QQ等。

操作系統將時間分成很多細小的時間片,一個時間片給一個程序用,另一個時間片給另一個程序用,並頻繁地在程序間切換。不過,在應用程序看來,整個機器資源好像都歸他使,操作系統給他提供了這種假象。 對程序員而言,我們寫程序,基本不用考慮其他應用程序,我們想好怎麼做自己的事就可以了。

應用程序看上去能做很多事情,能讀寫文檔,能播放音樂,能聊天,能玩游戲,能下圍棋 ...... 但本質上,計算機只會執行預先寫好的指令而已,這些指令也只是操作數據或者設備。所謂程序,基本上就是告訴計算機要操作的數據和執行的指令序列, 即對什麼數據做什麼操作。

比如說:

  • 讀文檔,就是將數據從磁盤加載到內存,然後輸出到顯示器上
  • 寫文檔,就是將數據從內存寫回磁盤。
  • 播放音樂,就是將音樂的數據加載到內存,然後寫到聲卡上。
  • 聊天,就是從鍵盤接收聊天數據,放到內存,然後傳給網卡,通過網絡傳給另一個人的網卡,再從網卡傳到內存,顯示在顯示器上。

基本上,所有數據都需要放到內存進行處理,程序的很大一部分工作就是操作在內存中的數據。

本文主要就說說這個"數據"。(以Java為例)

數據

數據是什麼?數據在計算機內部都是二進制,不方便操作,為了方便操作數據,高級語言引入了"數據類型"和"變量"的概念。

數據類型

數據類型用於對數據歸類,方便理解和操作,對Java語言而言,有如下基本數據類型:

  • 整數類型:有四種整型 byte/short/int/long,分別有不同的取值范圍
  • 小數類型 :有兩種類型 float/double,有不同的取值范圍和精度
  • 字符類型:char,表示單個字符
  • 真假類型:boolean,表示真假

基本數據類型都有對應的數組類型,數組表示固定長度的同種數據類型的多條記錄,這些數據在內存中挨在一起存放。 比如說,一個自然數可以用一個整數類型數據表示,100個連續的自然數可以用一個長度為100的整數數組表示。一個字符用一個char表示,一段文字可以用一個char數組表示。

Java是一個面向對象的語言,除了基本數據類型,其他都是對象類型 ,對象到底是什麼呢?簡單的說,對象是由基本數據類型、數組和其他對象組合而成的一個東西,以方便對其整體進行操作。

比如說,一個學生對象,可以由如下信息組成:

  • 姓名:一個字符數組
  • 年齡:一個整數
  • 性別:一個字符
  • 入學分數:一個小數

日期在Java中也是一個對象,內部表示為整形long。

就像世界萬物的組成,都是由元素周期表中的108個基本元素組成的,基本數據類型就相當於化學中的基本元素,而對象就相當於世界萬物。

變量

為了操作數據,需要把數據存放到內存中,所謂內存在程序看來就是一塊有地址編號的連續的空間,放到內存中的某個位置後,為了方便地找到和操作這個數據,需要給這個位置起一個名字。編程語言通過變量這個概念來表示這個過程。

聲明一個變量,比如 int a其實就是在內存中分配了一個空間,這個空間存放int數據類型,a指向這個內存空間所在的位置,通過對a操作即可操作a指向的內存空間,比如a=5這個操作即可將a指向的內存空間的值改為5。

之所以叫量,是因為它表示的是內存中的位置,這個位置存放的值是可以變化的。

雖然變量的值是可以變化的,但名字是不變的,這個名字應該代表程序員心目中這塊內存位置的意義,這個意義應該是不變的,比如說這個變量int second表示時鐘秒數,在不同時間可以被賦予不同的值,但它表示的就是時鐘秒數。之所以說應該是因為這不是必須的,如果你非要起一個變量名叫age但賦予它身高的值,計算機也拿你沒辦法。

重要的話再說一遍!變量就是給數據起名字,方便找不同的數據,它的值可以變,但含義不應變。再比如說一個合同,可以有四個變量:

  • first_party: 含義是甲方
  • second_party: 含義是乙方
  • contract_body: 含義是合同內容
  • contract_sign_date: 含義是合同簽署日期

這些變量表示的含義是確定的,但對不同的合同,他們的值是不同的。

初學編程的人經常使用像a,b,c,hehe,haha這種無意義的名字,給變量起一個有意義的名字吧!

通過聲明變量,每個變量賦予一個數據類型和一個有意義的名字,我們就告訴了計算機我們要操作的數據。

有了數據,怎麼對數據進行操作呢?

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