编程基础与二进制
一、编程基础
函数调用的基本原理：
函数调用中的问题：
1）参数如何传递？
2）函数如何知道返回什么地方？
3）函数结果如何传递给调用方？
解决思路是使用内存来函数调用过程中需要的数据，这种内存叫做栈。栈是一种先进后出的内存，栈底内存地址最高，栈顶最低。
另外，函数返回值一般使用一种特殊的栈--CPU内的存储器来存储。main函数的相关数据放在栈底，每调用一次函数，都会将函数
的相关数据入栈，调用结束就出栈。举个例子：
public class Sum { public static int sum(int a, int b) { int c = a + b; return c; } public static void main(String[] args) { int d = Sum.sum(1, 2); System.out.println(d); } }
1.调用Sum.sum()方法前栈的情况：
2.在程序执行到sum()函数内部，返回前，栈的情况：
函数的参数和函数内定义的变量，都分配在栈中，这些变量在函数被调用的时候才分配，
而且在调用结束后就被释放了，但这种说法主要针对基本数据类型。
数组和对象的内存分配：
public class ArrayMax { public static int max(int min, int[] arr) { int max = min; for(int a : arr) { if (a > max) { max = a; } } return max; } public static void main(String[] args) { int[] arr = new int[]{2, 3, 4}; int ret = max(0, arr); System.out.println(ret); } }
在程序执行到max函数调用return语句之前：
当main函数执行结束，栈空间没有变量指向堆中的内容时，Java系统会自动进行垃圾回收，释放该空间。
二、理解数据背后的二进制
整数的二进制表示：
二进制使用最高位表示符号位，用1表示负数，用0表示正数。但哪个高位？
整数有4种类型byte,short,int,long分别占用1，2，4，8个字节，即分别占用
8，16，32，64位，每种类型的符号位都是最左边的那一位。
但是，负数的表示不是简单的把最高位变为1。而是使用补码表示法来表示。
补码：就是在原码的基础上取反然后加上1。例如：
1）-1：1的原码是0000 0001，取反为1111 1110再加上1后是1111 1111。
2）-2：2的原码是0000 0010，取反为1111 1101再加上1后是1111 1110。
3）-127：127的原码是0111 1111 ，取反为1000 0000再加上1后是1000 0001。
给定一个负数的二进制表示，想要知道它的十进制值，可以采用相同的补码运算。
比如-2，原码为1111 1110，取反为0000 0001，再加上1，得到0000 0010，就是
十进制的2。
思考：为什么会采用补码再加1这种奇怪的方式表示负数？（提示：计算机只能做加法）。
整数的十六进制表示：
为什么要使用十六进制？因为二进制写出来一长串啊，弟弟。
用法：可以使用十六进制直接写数字常量，在数字前加0x就行了。10到15用A到F表示。
注意：Java7以后也可以使用二进制数字常量，在数字前面加0b或者0B就行了。
位运算
1.移位：
1）左移：操作符为<<，向左移动，右边低位补0，高位舍弃。左移1位，相当于该数十进制乘以2（同时适用于正数和负数）。
2）无符号右移：操作符>>>,向右边动，右边舍弃掉，左边补0，相当于十进制除以2（仅适用于正数）。
3）有符号右移：操作符>>,向右边动，右边舍弃掉，左边补什么取决于原来最高位是什么，原来
是1就补1，原来是0就补0，右移1位相当于除以2（适用于正负数）。
2.按位与---&:
先将两个数据转化为二进制数,然后按位进行与运算，同为1结果为1，其它情况结果为0
用途：
1）清零
2）取一个数种的指定位
3）判断奇偶性：任意数与1取位与，结果1的为奇数
3.按位或-----|
先将两个数据转化为二进制数，然后进行按位或运算，只要有一个是1结果为1，不然结果为0；
用途：
4.按位异或----^
先将两个数据转化为二进制数，然后进行按位异或运算，只要位不同结果为1，不然结果为0
用途：
二进制、十进制与十六进制之间的转换
1）二进制转十进制
1010 = 0*20 + 1*21 + 0*22 + 1*23
2）二进制转十六进制
从左到右4个数为一个单位，不足4位补0：
0010 1100 ----> 2 22+23 ----> 2C
3）十进制转二进制
除以2取余法：
123 ----- 1
61 ----- 1
30 ----- 0
15 ----- 1
7 ----- 1
3 ----- 1
1 ----- 1
0
结果为： 11 1101
4）十进制转十六进制
除16取余法：
188
11 ---- 12
0 ---- 11
AB
5）十六进制转二进制
十六进制数通过除2取余法，得到二进制数，对每个十六进制为4个二进制，不足时在最左边补零。
6）十六进制转十进制
AB = 11*161 + 12*160
小数的二进制表示：
小数计算为什么会出错？
实际上，不是运算本身会出错而是计算机根本就没办法精确地表示很多数。
比如0.1,其实这跟十进制不能精确表示1/3是一个道理。二进制只能表示
那些可以表述为2的多次方和的数。
字符的编码与乱码：
编码有两大类：一是非Unicode编码，一类是Unicode编码。
非Unicode编码：
1）ASCII：规定了0~127的每个数字代表的意义。
2）其他：ISO 8859-1,Windows-1252,GB2312,GBK,GB18030,Big5
其中ASCII是基础，其他编码方式兼容ASCII。
Unicode编码：
Unicode主要做了一件事，就是给世界上所有字符分配了唯一的数字编号。
但是要注意，它并没有规定这些数字编号怎么对应到具体的二进制表示，这与其他的编码不同，
具体怎么对应是由UTF-32，UTF-16,UTF-8这几种编码方案确定的。具体对应方式：
1）UTF-32:字符编号的整数二进制形式，4个字节。缺点：浪费空间。
2）UTF-16:常用字符集用两个字节表示，增补字符集用4个字节表示。
3）UTF-8:使用变长字节表示，每个字符使用的字节个数与其Unicode编号相关，字节数1-4个不等（小于128的与ASCII一样）。
乱码的原因：
1）解析错误
2）在解析错误的基础上进行了编码转换
char的真正含义：
在Java内部进行字符处理时，采用的是UTF-16BE。
char本质上是一个固定占用两个字节的无符号正整数，这个正整数对应Unicode编号，
用于表示那个Unicode编号表示的字符。char的赋值方式：
char a = 'A'; char b = '唐'; char c = 23235; char d = 0x66; char e = 'u9a6c';
直接写字符常量的时候应该注意文件的编码，比如，GBK编码的源码文件
按UTF-8打开，字符会变成乱码，赋值的时候是按照当前的编码解读方式
，将这个字符形式对应的Unicode编号赋值给变量。