详解IDEA中Debug的使用和进制转换问题

1.Debug模式

1.1 什么是Debug模式

是供程序员使用的程序调试工具，它可以用于查看程序的执行流程，也可以用于追踪程序执行过程来调试程序。

1.2 Debug介绍与操作流程

如何加断点

选择要设置断点的代码行，在行号的区域后面单击鼠标左键即可

如何运行加了断点的程序

在代码区域右键Debug执行

看哪里

看Debugger窗口

看Console窗口

点哪里

点Step Into (F7)这个箭头，也可以直接按F7

如何删除断点

选择要删除的断点，单击鼠标左键即可

如果是多个断点，可以每一个再点击一次。也可以一次性全部删除

2. 进制的介绍与书写格式

2.1 进制的介绍与书写格式

代码 :

public class Demo1 {
 /*
  十进制：Java中，数值默认都是10进制，不需要加任何修饰。
  二进制：数值前面以0b开头，b大小写都可以。
  八进制：数值前面以0开头。
  十六进制：数值前面以0x开头，x大小写都可以。

  注意: 书写的时候, 虽然加入了进制的标识, 但打印在控制台展示的都是十进制数据.
  */
 public static void main(String[] args) {
  System.out.println(10);
  System.out.println("二进制数据0b10的十进制表示为:" + 0b10);
  System.out.println("八进制数据010的十进制表示为:" + 010);
  System.out.println("十六进制数据0x10的十进制表示为:" + 0x10);
 }
}

2.2 任意进制到十进制的转换

2.3 进制转换-十进制到任意进制转换

​ 2.3.1 : 十进制到二进制的转换

​ 公式：除基取余使用源数据，不断的除以基数（几进制，基数就是几）得到余数，直到商为0，再将余数倒着拼起来即可。

​ 需求：将十进制数字11，转换为2进制。

​ 实现方式：源数据为11，使用11不断的除以基数，也就是2，直到商为0。

​ 2.3.2 : 十进制到十六进制的转换

​ 公式：除基取余使用源数据，不断的除以基数（几进制，基数就是几）得到余数，直到商为0，再将余数倒着拼起来即可。

​ 需求：将十进制数字60，转换为16进制。

​ 实现方式：源数据为60，使用60不断的除以基数，也就是16，直到商为0。

​ 结论：十进制到任意进制的转换

​ 公式：除基取余使用源数据，不断的除以基数（几进制，基数就是几）得到余数，直到商为0，再将余数倒着 拼起来即可

2.4 快速进制转换法

​ 8421码：

​ 8421码又称BCD码，是BCD代码中最常用的一种BCD： (Binary-Coded Decimal‎) 二进制码十进制数在这种编码方式中，每一位二进制值的1都是代表一个固定数值，把每一位的1代表的十进制数加起来得到的结果就是它所代表的十进制数。

​

2.5 原码反码补码

前言 : 计算机中的数据，都是以二进制补码的形式在运算，而补码则是通过反码和原码推算出来的

**原码 **:（可直观看出数据大小）

就是二进制定点表示法，即最高位为符号位，【0】表示正，【1】表示负，其余位表示数值的大小。

通过一个字节表示+7和-7，代码：byte b1 = 7; byte b2 = -7;一个字节等于8个比特位，也就是8个二进制位

0(符号位) 0000111

1(符号位) 0000111

反码 : 正数的反码与其原码相同；负数的反码是对其原码逐位取反，但符号位除外。

补码 : （数据以该状态进行运算）正数的补码与其原码相同；负数的补码是在其反码的末位加1。

2.6 位运算-基本位运算符

public class Demo2 {
 /*
  位运算:

   位运算符指的是二进制位的运算，先将十进制数转成二进制后再进行运算。
   在二进制位运算中，1表示true，0表示false。

    & 位与 : 遇false则false, 遇0则0

      00000000 00000000 00000000 00000110  // 6的二进制
      & 00000000 00000000 00000000 00000010  // 2的二进制
     -----------------------------------------
      00000000 00000000 00000000 00000010  // 结果: 2

    | 位或 : 遇true则true, 遇1则1

    ^ 位异或 : 相同为false, 不同为true

    ~ 取反 : 全部取反, 0变1, 1变0 (也包括符号位)

     00000000 00000000 00000000 00000110   // 6的二进制补码
     ~ 11111111 11111111 11111111 11111001

     -         1   // -1求反码
     ------------------------------------
     11111111 11111111 11111111 11111000   // 反码推原码

     10000000 00000000 00000000 00000111   // -7
  */
 public static void main(String[] args) {
  System.out.println(6 & 2);
  System.out.println(~6);
 }
}

2.7 位运算-位移运算符

位运算概述 : 位运算符指的是二进制位的运算，先将十进制数转成二进制后再进行运算。在二进制位运算中，1表示true，0表示false。

位运算符介绍 : [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-bjGD9ZTs-1606280432728)(.\img\1590937235620.png)]

代码 :

public class Demo3 {
 /*
  位移运算符:

    << 有符号左移运算，二进制位向左移动, 左边符号位丢弃, 右边补齐0
      运算规律: 向左移动几位, 就是乘以2的几次幂

        12 << 2

        (0)0000000 00000000 00000000 000011000 // 12的二进制

  -----------------------------------------------------------------------------
    >> 有符号右移运算，二进制位向右移动, 使用符号位进行补位
      运算规律: 向右移动几位, 就是除以2的几次幂

        000000000 00000000 00000000 0000001(1) // 3的二进制

  -----------------------------------------------------------------------------

    >>> 无符号右移运算符, 无论符号位是0还是1，都补0

        010000000 00000000 00000000 00000110 // -6的二进制

  */
 public static void main(String[] args) {
  System.out.println(12 << 1); // 24
  System.out.println(12 << 2); // 48

 }
}

public class Demo4 {
 /*
  ^ 运算符的特点

    一个数, 被另外一个数, 异或两次, 该数本身不变
  */
 public static void main(String[] args) {
  System.out.println(10 ^ 5 ^ 10);
 }
}

3.基础练习

3.1 数据交换

案例需求

​ 已知两个整数变量a = 10，b = 20，使用程序实现这两个变量的数据交换
最终输出a = 20，b = 10;

代码实现

public class Test1 {
 /*
  需求：已知两个整数变量a = 10，b = 20，使用程序实现这两个变量的数据交换
  最终输出a = 20，b = 10;


  思路：
  1. 定义一个三方变量temp，将a原本记录的值，交给temp记录 （a的值，不会丢了）
  2. 使用 a 变量记录 b 的值，（第一步交换完毕，b的值也丢不了了）
  3. 使用 b 变量记录 temp的值，也就是a原本的值 （交换完毕）
  4. 输出 a 和 b 变量即可
  */
 /*
  动态初始化格式：

   数据类型[][] 变量名 = new 数据类型[m][n];
   m表示这个二维数组，可以存放多少个一维数组
   n表示每一个一维数组，可以存放多少个元素
  */
 public static void main(String[] args) {
  int a = 10;
  int b = 20;

  // 将a原本记录的值，交给temp记录 （a的值，不会丢了）
  int temp = a;
  // 用 a 变量记录 b 的值，（第一步交换完毕，b的值也丢不了了）
  a = b;
  // 使用 b 变量记录 temp的值，也就是a原本的值 （交换完毕）
  b = temp;

  // 输出 a 和 b 变量即可
  System.out.println("a=" + a);
  System.out.println("b=" + b);
 }
}

3.2 数组反转【应用】

案例需求 :

​ 已知一个数组 arr = {19, 28, 37, 46, 50}; 用程序实现把数组中的元素值交换，

​ 交换后的数组 arr = {50, 46, 37, 28, 19}; 并在控制台输出交换后的数组元素

实现步骤 :

1. 定义两个变量, start和end来表示开始和结束的指针.

确定交换条件, start < end 允许交换循环中编写交换逻辑代码每一次交换完成, 改变两个指针所指向的索引 start++, end–循环结束后, 遍历数组并打印, 查看反转后的数组

代码实现 :

public class Test2 {
 /*
  需求：已知一个数组 arr = {19, 28, 37, 46, 50}; 用程序实现把数组中的元素值交换，
   交换后的数组 arr = {50, 46, 37, 28, 19}; 并在控制台输出交换后的数组元素。

  步骤:
    1. 定义两个变量, start和end来表示开始和结束的指针.
    2. 确定交换条件, start < end 允许交换
    3. 循环中编写交换逻辑代码
    4. 每一次交换完成, 改变两个指针所指向的索引 start++, end--
    5. 循环结束后, 遍历数组并打印, 查看反转后的数组
  */
 public static void main(String[] args) {
  int[] arr = {19, 28, 37, 46, 50};
  // 1. 定义两个变量, start和end来表示开始和结束的指针.
  int start = 0;
  int end = arr.length -1;
  // 2. 确定交换条件, start < end 允许交换
  // 4. 每一次交换完成, 改变两个指针所指向的索引 start++, end--
  // for(int start = 0, end = arr.length -1; start < end; start++, end--)
  for( ; start < end; start++, end--){
   // 3. 循环中编写交换逻辑代码
   int temp = arr[start];
   arr[start] = arr[end];
   arr[end] = temp;
  }

  for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
   System.out.println(arr[i]);
  }
 }
}

3.3 二维数组概述

​ 概述 : 二维数组也是一种容器，不同于一维数组，该容器存储的都是一维数组容器

3.4 二维数组动态初始化

动态初始化格式：

数据类型[][] 变量名 = new 数据类型[m][n];
m表示这个二维数组，可以存放多少个一维数组
n表示每一个一维数组，可以存放多少个元素

public class Demo1Array {
 /*
  动态初始化格式：

   数据类型[][] 变量名 = new 数据类型[m][n];
   m表示这个二维数组，可以存放多少个一维数组
   n表示每一个一维数组，可以存放多少个元素
  */
 public static void main(String[] args) {
  // 数据类型[][] 变量名 = new 数据类型[m][n];
  int[][] arr = new int[3][3];
  /*
   [[I@10f87f48

   @ : 分隔符
   10f87f48 : 十六进制内存地址
   I : 数组中存储的数据类型
   [[ : 几个中括号就代表的是几维数组
   */
  System.out.println(arr);

  /*
   二维数组存储一维数组的时候, 存储的是一维数组的内存地址
   */
  System.out.println(arr[0]);
  System.out.println(arr[1]);
  System.out.println(arr[2]);

  System.out.println(arr[0][0]);
  System.out.println(arr[1][1]);
  System.out.println(arr[2][2]);

  // 向二维数组中存储元素
  arr[0][0] = 11;
  arr[0][1] = 22;
  arr[0][2] = 33;

  arr[1][0] = 11;
  arr[1][1] = 22;
  arr[1][2] = 33;

  arr[2][0] = 11;
  arr[2][1] = 22;
  arr[2][2] = 33;

  // 从二维数组中取出元素并打印
  System.out.println(arr[0][0]);
  System.out.println(arr[0][1]);
  System.out.println(arr[0][2]);
  System.out.println(arr[1][0]);
  System.out.println(arr[1][1]);
  System.out.println(arr[1][2]);
  System.out.println(arr[2][0]);
  System.out.println(arr[2][1]);
  System.out.println(arr[2][2]);
 }
}

3.5 二维数组访问元素的细节问题

问题 : 二维数组中存储的是一维数组, 那能不能存入 [提前创建好的一维数组] 呢 ?

答 : 可以的

代码实现

public class Demo2Array {
 /*
  问题: 二维数组中存储的是一维数组, 那能不能存入 [提前创建好的一维数组] 呢 ?
  答 : 可以的
  */
 public static void main(String[] args) {
  int[] arr1 = {11,22,33};
  int[] arr2 = {44,55,66};
  int[] arr3 = {77,88,99,100};

  int[][] arr = new int[3][3];

  arr[2][3] = 100;

  arr[0] = arr1;
  arr[1] = arr2;
  arr[2] = arr3;

  System.out.println(arr[1][2]);
  System.out.println(arr[2][3]);
 }
}

3.6 二维数组静态初始化

**完整格式 :** 数据类型[][] 变量名 = new 数据类型[][]{ {元素1, 元素2...} , {元素1, 元素2...}

**简化格式 :**  数据类型[][] 变量名 = { {元素1, 元素2...} , {元素1, 元素2...} ...};

**代码实现 : **

public class Demo3Array {
 /*
  完整格式：数据类型[][] 变量名 = new 数据类型[][]{ {元素1, 元素2...} , {元素1, 元素2...} ...};

  简化格式: 数据类型[][] 变量名 = { {元素1, 元素2...} , {元素1, 元素2...} ...};
  */
 public static void main(String[] args) {
  int[] arr1 = {11,22,33};
  int[] arr2 = {44,55,66};

  int[][] arr = {{11,22,33}, {44,55,66}};
  System.out.println(arr[0][2]);

  int[][] array = {arr1,arr2};
  System.out.println(array[0][2]);
 }
}

3.7 二维数组遍历

需求 :

​ 已知一个二维数组 arr = {{11, 22, 33}, {33, 44, 55}};

​ 遍历该数组，取出所有元素并打印

步骤 :

1. 遍历二维数组，取出里面每一个一维数组
2. 在遍历的过程中，对每一个一维数组继续完成遍历，获取内部存储的每一个元素

代码实现 :

public class Test1 {
 /*
  需求:

   已知一个二维数组 arr = {{11, 22, 33}, {33, 44, 55}};
   遍历该数组，取出所有元素并打印

  步骤:
   1. 遍历二维数组，取出里面每一个一维数组
   2. 在遍历的过程中，对每一个一维数组继续完成遍历，获取内部存储的每一个元素
  */
 public static void main(String[] args) {
  int[][] arr = {{11, 22, 33}, {33, 44, 55}};

  // 1. 遍历二维数组，取出里面每一个一维数组
  for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
   //System.out.println(arr[i]);
   // 2. 在遍历的过程中，对每一个一维数组继续完成遍历，获取内部存储的每一个元素
   //int[] temp = arr[i];
   for (int j = 0; j < arr[i].length; j++) {
    System.out.println(arr[i][j]);
   }
  }
 }
}

3.8 二维数组求和

需求 :

某公司季度和月份统计的数据如下：单位(万元)
第一季度：22,66,44
第二季度：77,33,88
第三季度：25,45,65
第四季度：11,66,99

步骤 :

定义求和变量，准备记录最终累加结果使用二维数组来存储数据，每个季度是一个一维数组，再将4个一维数组装起来遍历二维数组，获取所有元素，累加求和输出最终结果

代码实现 :

public class Test2 {
 /*
  需求:
   某公司季度和月份统计的数据如下：单位(万元)
   第一季度：22,66,44
   第二季度：77,33,88
   第三季度：25,45,65
   第四季度：11,66,99

  步骤:
   1. 定义求和变量，准备记录最终累加结果
   2. 使用二维数组来存储数据，每个季度是一个一维数组，再将4个一维数组装起来
   3. 遍历二维数组，获取所有元素，累加求和
   4. 输出最终结果
  */
 public static void main(String[] args) {
  // 1. 定义求和变量，准备记录最终累加结果
  int sum = 0;
  // 2. 使用二维数组来存储数据，每个季度是一个一维数组，再将4个一维数组装起来
  int[][] arr = { {22,66,44} , {77,33,88} , {25,45,65} , {11,66,99}};
  // 3. 遍历二维数组，获取所有元素，累加求和
  for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
   for(int j = 0; j < arr[i].length; j++){
    sum += arr[i][j];
   }
  }
  // 4. 输出最终结果
  System.out.println(sum);
 }
}

个季度是一个一维数组，再将4个一维数组装起来
3. 遍历二维数组，获取所有元素，累加求和
4. 输出最终结果

*/
public static void main(String[] args) {
// 1. 定义求和变量，准备记录最终累加结果
int sum = 0;
// 2. 使用二维数组来存储数据，每个季度是一个一维数组，再将4个一维数组装起来
int[][] arr = { {22,66,44} , {77,33,88} , {25,45,65} , {11,66,99}};
// 3. 遍历二维数组，获取所有元素，累加求和
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
for(int j = 0; j < arr[i].length; j++){
sum += arr[i][j];
}
}
// 4. 输出最终结果
System.out.println(sum);
}
}

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