# java 教學
# Java 教學
## VAR
在 Java 中，變數（Variable）提供一個有名稱的記憶體儲存空間，簡單來說就是一個可以存放值的空間。變數可包含的資訊包括變數資料型態（Type）、變數記憶體位址和變數儲存值。Java 使用 `int`、`float`、`double`、`String` 等來宣告變數名稱和型態。
```java
int a = 0;
int b;
String str;
String user = "111";
String mo = "222";
```
* question
```java
public static void main(String[] args) {
String a = "12";
String b = "552233";
String c = a + b;
System.out.print(c);
}
```
## 邏輯運算子
<h3>邏輯運算子</h3>
常用的邏輯運算子有四種，AND,OR,NOT,XOR，全部皆用 **binary** 型態運算
* AND(&)
| A | 1 | 1 | 0 | 0 |
| ------ | --- | --- | --- | --- |
| B | 0 | 1 | 1 | 0 |
| Output | 0 | 1 | 0 | 0 |
* OR(|)
| A | 1 | 1 | 0 | 0 |
| ------ | --- | --- | --- | --- |
| B | 0 | 1 | 1 | 0 |
| Output | 1 | 1 | 1 | 0 |
* NOT(^)
| A | 1 | 1 | 0 | 0 |
| ------ | --- | --- | --- | --- |
| B | 0 | 1 | 1 | 0 |
| Output | 0 | 1 | 0 | 1 |
* XOR(~)
| A | 1 | 1 | 0 | 0 |
| ------ | --- | --- | --- | --- |
| B | 0 | 1 | 1 | 0 |
| Output | 1 | 0 | 1 | 0 |
```java
int x = 10; // 二進制表示為 1010
int y = 3; // 二進制表示為 0011
int andResult = x & y;
int orResult = x | y;
int xorResult = x ^ y;
int notResult = ~x;
```
## math function
math function是java中用於解決各種數學問題的函式庫
Math函數可以用於兩個地方
＞ 直接於輸出端使用
＞ 修改變數
**目前作業用過的函數包含下列兩種:Math.random、Math.floor**
| Method | usage | 預設輸出格式 | | | |
| ---------------------------------------- | ---------------------------------- | ------------ | --- | --- | --- |
| Math.floor(x)\Math.ceil(x)\Math.round(x) | 計算無條件捨去\進位\四捨五入的結果 | double | | | |
| Math.random | 在一定範圍中自動產生亂數 | double | | |
| Math.sqrt(x) | 找出x的平方根(x^1/2) | double | | | |
| Math.pow(x,y) | 找出x^y的數值 | long | | | |
| Math.sin(x)\cos(x)\tan(x) | 找出sin\cos\tan(x)radian 的數值 | double | | | |
| Math.toRadians(X)\toDegrees(x) | 將角度\弧度量互相轉換 | double | | | |
| Math.exp(x) | 計算e^x | double | | | |
| Math.log(x) | 計算某數以10為底的log值 | double |
* **tips**
如果對輸出的method預設的型態不滿意\認為需要修改，可以在Math函數前方加上一個(型態)用於修改，在不會導致執行錯誤的前提下，會以開發者指定的型態輸出 >> 括號內填入要指定輸出的型態，以下是一個例子
```java
int run =(int) Math.floor(res * 1000000.0) / 1000000.0;
```
<h3> 範例程式</h3>
* Math.floor(x)\Math.ceil(x)\Math.round(x)
```java
double x = 7.1234567890;
double floorResult = Math.floor(x); // 結果為 7.0
double ceilResult = Math.ceil(x); // 結果為 8.0
long roundResult = Math.round(x); // 結果為 8
double example = Math.ceil(x*10000)/10000; //結果為7.1235
```
* Math.random:
```java
double randomValue = Math.random(); // 返回一個 0 到 1 之間的亂數值
int randomIntInRange = (int)(Math.random() * 100); // 返回 0 到 99 之間的整數亂數
```
* Math.pow(x, y):
```java
double x = 2.0;
double y = 3.0;
double powResult = Math.pow(x, y); // 結果為 8.0 (2^3)
```
* Math.sin(x), Math.cos(x), Math.tan(x):
```java
double x = Math.PI / 6; // 30 度轉換為弧度
double sinResult = Math.sin(x); // 返回 sin(30°) 的值
double cosResult = Math.cos(x); // 返回 cos(30°) 的值
double tanResult = Math.tan(x); // 返回 tan(30°) 的值
```
* Math.toRadians(x), Math.toDegrees(x):
```java
double degrees = 45.0;
double radians = Math.toRadians(degrees); // 將 45 度轉換為弧度
double degreesConverted = Math.toDegrees(Math.PI / 4); // 將 π/4 弧度轉換為角度，應該為 45.0 度
```
* Math.sqrt(x):
```java
double x = 25.0;
double sqrtResult = Math.sqrt(x); // 結果為 5.0
```
* Math.exp(x):
```java!
double x = 2.0;
double expResult = Math.exp(x); // 結果為 e^2
```
* Math.log(x):
```java!
double x = 100.0;
double logResult = Math.log(x); // 以 10 為底的 log(100) 結果
```
## for loop
for loop 適用於處理有次序的情況，例如把資料輸入進陣列中
以下是for loop的語法簡介
```java
for (A;B;C;){
D;
}
```
這裡是每個部分的詳細說明：
A：初始化區塊，這個部分通常用於設定迴圈的計數器或初始化變數。這是在迴圈開始之前執行的程式碼
B：條件式，這個部分定義了迴圈的繼續條件。只有當條件為真時，迴圈才會繼續執行。如果條件為假，迴圈將結束
C：迭代區塊，這個部分通常包含遞增或遞減計數器的程式碼
這些程式碼在每次迭代之後執行，通常用於更新計數器的值
D：迴圈主體，這是在每次迭代中執行的程式碼區塊。這是重複執行的主要程式碼
迴圈的執行流程如下：
執行 A 初始化區塊
檢查 B 條件式如果條件為假，迴圈結束，否則執行下一步
執行 D 迴圈主體
執行 C 迭代區塊，通常用於更新計數器的值
回到步驟2，重複檢查條件和執行主體，直到條件為假
<h3>範例程式</h3>
```java
int a=0;
int b=10;
int c=0;
for(a=0;a<b;a++){
c= a*b;
System.out.print(c＋",");
}
```
* output
```java!
０，１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０
```
* question
```java!=
package courseExample;
import java.util.Scanner;
public class courseExample {
public static void main(String[] args) {
Scanner sc = new Scanner(System.in);
int a = sc.nextInt();
int i=0;
for( i = 0; i<a;i++){
System.out.print(i +",");
}
System.out.println(i);
}
}
```
假設 imput a = 20
請問最後會有幾項輸出?(輸出一次即為一項輸出)
輸出為何?
~when your code is a mess but it somehow works~
## if-else statement
if-else statement是一種判斷式，當特定的條件被滿足時，就會觸發設定好的程式碼
當判斷式中任意條件得到滿足時，就會執行滿足該條件狀況下的code，如果不滿足則跳過該code，繼續向下執行，直到遇到滿足條件的code為止
### 範例程式
```java!=
if(條件式1){
當條件1被滿足、觸發時會執行的code
}
else if(條件式2){
當條件2被滿足、觸發時會執行的code
}
else if(條件式3){
當條件3被滿足、觸發時會執行的code
}//請注意，條件式可以無限制增加，但整個if/else僅有一個條件式會被執行
else {
當上述條件皆無法被滿足時會執行的code
}
#範例一
int a= 0;
if (a==0){
System.out.println("a ="+a);
}
```
```java!=
#範例二
package courseExample2;
import java.util.Scanner;
public class courseExample2 {
public static void main(String[] args)
{ Scanner sc = new Scanner(System.in);
int a = sc.nextInt();
int i=0;
if(a==i){
System.out.println(a);
}
else if(a<i){
system.out.println("hihi");
}
else{
System.out.println("error");
}
}
}
```
* question
```java
int x = 10;
if (x > 5) {
System.out.println("x is greater than 5");
} else if (x > 8) {
System.out.println("x is greater than 8");
} else {
System.out.println("x is something else");
}
```
請問上述code的輸出是什麼？
****
**予告 前方內容爆多，但很重要，自己決定要不要看**
**予告 前方內容爆多，但很重要，自己決定要不要看**
**予告 前方內容爆多，但很重要，自己決定要不要看**
## array
* Why we need array?
回到作業三，三個數字用if-else statement排序會長得像這樣
```java!=
public class S1261017_HW3_A
{
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Please enter three numbers");
Scanner in=new Scanner(System.in);
int a=in.nextInt();
int b=in.nextInt();
int c=in.nextInt();
if ((a>b)&&(b>c))
{System.out.println(c+" "+b+" "+a);}
else if((b>a)&&(a>c))
{System.out.println(c+" "+a+" "+b);}
else if ((c>a)&&(a>b))
{System.out.println(b+" "+a+" "+c);}
else if ((c>b)&&(b>a))
{System.out.println(a+" "+b+" "+c);}
else if ((b>c)&&(c>a))
{System.out.println(a+" "+c+" "+b);}
else if ((a>c)&&(c>b))
{System.out.println(b+" "+c+" "+a);}
}
}
```
那....如果10個數字呢?會不會打到亂掉?(gpt範例在[附錄](/v8b4BbTlSgCg1O2jywifsA)，有興趣自己讀看看
所以，利用同類項合併，將功能、型別(type)類似的變數整合在一起的陣列(array)就是這時候最好的選擇(但未來學linked list、vector後就不一定了，但礙於難度因素，就先不教了)
* 陣列用法
宣告方式:
type[] = new type [length];
type[] = new type [] = {要儲存的資料};
### 範例程式-宣告
```java!=
int[]example1 = new int [10];
int[]example2 = {1,2,3,4,5,6,7,8}
```
* 陣列的索引值(index)
陣列是直接在記憶體中切分出一段連續的記憶體，用於儲存資料的方式，因此其中各元素皆會有一個索引值(index)，索引值會從0開始到陣列元素總量-1
* 陣列歸零
雖然說不常發生，但為了以防萬一，在使用沒有預先輸入數值(如上面的example1)時，**一定要先將所有數值歸零**，不然陣列中有可能會被預先塞進一些奇怪的數值，造成overflow/memory error 這些令人不悅的結果
* 歸零的方法
用for loop將陣列中的所有數值先設定為0
### 範例程式-歸零
```java!=
int []example3 =new int [20000];
for(int i=0;i<20000;i++){
example[i]=0;
}
```
* 陣列輸入/出資料
陣列(array)輸入/出資料的方式有兩種，其一是用跟一般變數(variable)一樣的方法輸入/出，此方法常用於儲存無規律的資料
```java!=
int []example4 =new int [3];
example4[0]=2222;
example4[2]=234;
System.out.println(example4[0]);
```
另一種方式則是利用for loop輸入/出資料，常用於儲存能找到規律的資料，或是將整個陣列輸出
```java!=
int []example5 = new int[20];
int []example6 = new int[20];
for(int i=0;i<20;i++){
example5[i]=sc.nextInt();
example6[i]=(int)(Math.random() * 900);
}
for(int j=0;j<20;j++){
System.out.println(example6[i]);
}
```
* tips
由於陣列是一個具有固定大小的資料型態，陣列的長度用變數賦予(如下面的code)，是一種不安全的作法，在特定條件下也有可能會被編譯器以安全性問題檔下來，無法編譯，因此，盡可能不要這麼做(以後會學到可以這麼用且類似陣列的資料型態)
```java!=
int i=9999;
int []example5 = new int[i];
```
那不知道有多少變數要輸入要怎麼辦?(常見於不清楚作業/考試的測試資料有多少)
當然是 **給爆陣列長度**，保證資料量不會超出陣列大小
例如這樣(但要記得，輸入輸出資料、歸零陣列時，請用double)
```java!=
int []example9 = new int[999999999];
for(double i=0;i<999999999;i++){
example9[i]=0;
}
```
* question
觀察下方的code，請問最後的輸出值為何
```java!=
int []que1= new int [200];
for (int i=0;i<200;i++){
que1[i]=0;
} //這段的作用等等再說
for (int j=0;j<200;j++){
que1[j]=j;
}
System.out.println(que[199]);
```
## 期中加油，練習題有空再放
## 接下來不要理我，不會考(但很好用)
## ArrayList
Arraylist是Array的一種變異體，屬於Dynamic Array，跟一般的Array 差別在於Array在compile當下就會決定好總長，不能變更，ArrayList可以imput、output、deleate.
* **import**
```java!=
import java.util.ArrayList
```
* **宣告**
```java!=
ArrayList<type>name = new ArrayList<type>(length);
```
* **type**
* 不能用origin喔
| origin | in arraylist |
| -------- | -------- |
| byte | Byte |
| boolean | Boolean |
short |Short
int| Integer
long| Long
float| Float
double| Double
char |Character
* **新增元素**
```java!=
name.add(data)
```
* **移除元素**
```java!=
name.remove(index);
```
* index為索引值
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