数据类型与变量

简介: 数据类型与变量

任何一种语言其数据类型与变量都是作为最重要的基础,故此本章部分内容会重点讲解。


1. 字面常量


在之前的HelloWorld程序中, System.Out.println("Hello World"); 语句,不论程序何时运行,输出的都是HelloWorld,其实"Hello World"就是字面量。                                                                   常量即程序运行期间,固定不变的量称为常量,比如:一个礼拜七天,一年12个月等。


public class Demo{
    public static void main(String[] args){
        System.Out.println("hello world!");
        System.Out.println(100);
        System.Out.println(3.14);
        System.Out.println('A');
        System.Out.println(true);
        System.Out.println(false);
    }
}
//其中 100、3.14、‘A’、true/false都是常量,将其称为字面常量。


字面常量的分类:

1. 字符串常量:由""括起来的,比如“12345”、“hello”、“你好”。

2. 整形常量:程序中直接写的数字(注意没有小数点),比如:100、1000

3. 浮点数常量:程序中直接写的小数,比如:3.14、0.49

4. 字符常量:由 单引号 括起来的当个字符,比如:‘A’、‘1’

5. 布尔常量:只有两种true和false

6. 空常量:null(后面了讲)

注意:字符串、整形、浮点型、字符型以及布尔型,在Java中都称为数据类型


2. 数据类型


在Java中数据类型主要分为两类:基本数据类型和引用数据类型。

基本数据类型有四类八种:

1. 四类:整型、浮点型、字符型以及布尔型

2. 八种:


数据类型 关键字 内存占用 范围
字节型 byte 1 字节 -128 ~ 127
短整型 short 2 字节 -32768 ~ 32767
整型 int 4 字节 -2^32  ~ 2^32 - 1
 长整型 long 8 字节 -2^64  ~ 2^64 - 1
单精度浮点数 float 4 字节 有范围,一般不关注
双精度浮点数 double 8 字节 有范围,一般不关注
字符型 char 2 字节 0 ~ 65535
布尔型 boolean 没有明确规定 true 和 false


注意:

不论是在16位系统还是32位系统,int都占用4个字节,long都占8个字节

整形和浮点型都是带有符号的

整型默认为int型,浮点型默认为double

字符串属于引用类型,该中类型后序介绍。


3. 变量

3.1 变量概念

在程序中,除了有始终不变的常量外,有些内容可能会经常改变,比如:人的年龄、身高、成绩分数、数学函数的计算结果等,对于这些经常改变的内容,在Java程序中,称为变量。而数据类型就是用来定义不同种类变量的。


3.2   语法格式

数据类型 变量名 = 初始值;

例如:

int a = 10;

3.3 整型变量

3.3.1 整型变量


// 方式一:在定义时给出初始值
int a = 10;
System.Out.println(a);
// 方式二:在定义时没有给初始值,但使用前必须设置初值
int b;
b = 10;
System.Out.println(b);
//如果没有赋值直接输出,则编译不通过

注意事项:

1. int不论在何种系统下都是4个字节

2. 推荐使用方式一定义,如果没有合适的初始值,可以设置为0

3. 在给变量设置初始值时,值不能超过int的表示范围,否则会导致溢出


// int型变量所能表示的范围:
System.Out.println(Integer.MIN_VALUE);
System.Out.println(Integer.MAX_VALUE);

4. 变量在使用之前必须要赋初值,否则编译报错

5. int的包装类型为 Integer


3.3.2 长整型变量

// long型变量所能表示的范围:这个数据范围远超过 int 的表示范围. 足够绝大部分的工程场景使用.
System.Out.println(Long.MIN_VALUE);
System.Out.println(Long.MAX_VALUE);

注意事项:

1. 长整型变量的初始值后加L或者l,推荐加L

2. 长整型不论在那个系统下都占8个字节

3. 长整型的表示范围为: -2^64  ~ 2^64 - 1

4. long的包装类型为Long


3.3.3 短整型变量

// short型变量所能表示的范围:
System.Out.println(Short.MIN_VALUE);
System.Out.println(Short.MAX_VALUE);

注意事项:

1. short在任何系统下都占2个字节

2. short的表示范围为:-32768 ~ 32767

3. 使用时注意不要超过范围(一般使用比较少)

4. short的包装类型为Short


3.3.4 字节型变量


c语言中没有出现过这个类型,它所占的字节数是1一个字节。


// byte型变量所能表示的范围:
System.Out.println(Byte.MIN_VALUE);
System.Out.println(Byte.MAX_VALUE);


注意事项:

1. byte在任何系统下都占1个字节

2. byte的范围是:-128 ~ 127

3. 字节的包装类型为Byte


3.4 浮点型变量


浮点型变量的定义与整型一样。


3.4.1 双精度浮点型


看一段神奇的代码:


int a = 1;
int b = 2;
System.out.println(a / b); // 输出 0.5 吗?


在 Java 中, int 除以 int 的值仍然是 int(会直接舍弃小数部分)。如果想得到 0.5, 需要使用 double 类型计算。

double a = 1.0;
double b = 2.0;
System.out.println(a / b); // 输出0.5

看另外一段代码:

double num = 1.1;
System.out.println(num * num); // 输出1.21吗?
// 执行结果
1.2100000000000002

注意事项:

1. double在任何系统下都占8个字节

2. 浮点数与整数在内存中的存储方式不同,不能单纯使用 的形式来计算

3. double的包装类型为Double

4. double 类型的内存布局遵守 IEEE 754 标准(和C语言一样), 尝试使用有限的内存空间表示可能无限的小数, 势必会存在一定的精度误差,因此浮点数是个近似值,并不是精确值。


3.4.2 单精度浮点型


1. float num = 1.0f; // 写作 1.0F 也可以
2. System.out.println(num);


float 类型在 Java 中占四个字节, 同样遵守 IEEE 754 标准. 由于表示的数据精度范围较小, 一般在工程上用到浮点数都优先考虑 double, 不太推荐使用 float. float的包装类型为Float。


3.5 字符型变量

char c1 = 'A'; // 大写字母
char c2 = '1'; // 数字字符
System.out.println(c1);
System.out.println(c2);
// 注意:java中的字符可以存放整形
char c3 = '帅';
System.out.println(c3);


注意事项:

1. Java 中使用 单引号 + 单个字母 的形式表示字符字面值.

2. 计算机中的字符本质上是一个整数. 在 C 语言中使用 ASCII 表示字符, 而 Java 中使用 Unicode 表示字符. 因此一个字符占用两个字节, 表示的字符种类更多, 包括中文。


执行 javac 的时候可能出现以下错误:

Test.java:3: 错误: 未结束的字符文字
char ch = '鍛?';
^

此时我们在执行 javac 时加上 -encoding UTF-8 选项即可


javac -encoding UTF-8 Test.java


3.6 布尔型变量


1.这又是一个c语言中没有的数据类型,它只存在两个变量,一个是true,一个是false,在Java语言中只能用true表示为真,用false表示为假。                                                                                  2. Java 的 boolean 类型和 int 不能相互转换, 不存在 1 表示 true, 0 表示 false 这样的用法。         3. Java虚拟机规范中,并没有明确规定boolean占几个字节,也没有专门用来处理boolean的字节 码指令,在Oracle公司的虚拟机实现中,boolean占1个字节。

4. boolean的包装类型为Boolean


3.7 类型转换


Java 作为一个强类型编程语言, 当不同类型之间的变量相互赋值的时候, 会有教严格的校验.

int a = 10;
long b = 100L;
b = a; // 可以通过编译
a = b; // 编译失败

在Java中,当参与运算数据类型不一致时,就会进行类型转换。Java中类型转换主要分为两类:自动类型转换(隐式) 和 强制类型转换(显式)。


3.7.1 自动类型转换(隐式)

自动类型转换即:代码不需要经过任何处理,在代码编译时,编译器会自动进行处理。特点:数据范围小的转为数据范围大的时会自动进行


例如:

int a = 100;
long b = 10L;
b = a; // a和b都是整形,a的范围小,b的范围大,当将a赋值给b时,编译器会自动将a提升为long类型,然后赋值
a = b; // 编译报错,long的范围比intfloat f = 3.14F;
double d = 5.12;
d = f; // 编译器会将f转换为double,然后进行赋值
f = d; // double表示数据范围大,直接将float交给double会有数据丢失,不安全范围大,会有数据丢失,不安全

3.7.2 强制类型转换(显式)


强制类型转换:当进行操作时,代码需要经过一定的格式处理,不能自动完成。特点:数据范围大的到数据范围小的。


例如:

int a = 10;
long b = 100L;
b = a; // int-->long,数据范围由小到大,隐式转换
a = (int)b; // long-->int, 数据范围由大到小,需要强转,否则编译失败
float f = 3.14F;
double d = 5.12;
d = f; // float-->double,数据范围由小到大,隐式转换
f = (float)d; // double-->float, 数据范围由大到小,需要强转,否则编译失败
a = d; // 报错,类型不兼容
a = (int)d; // int没有double表示的数据范围大,需要强转,小数点之后全部丢弃
byte b1 = 100; // 100默认为int,没有超过byte范围,隐式转换
byte b2 = (byte)257; // 257默认为int,超过byte范围,需要显示转换,否则报错
boolean flag = true;
a = flag; // 编译失败:类型不兼容
flag = a; // 编译失败:类型不兼容


注意事项:

1. 不同数字类型的变量之间赋值, 表示范围更小的类型能隐式转换成范围较大的类型

2. 如果需要把范围大的类型赋值给范围小的, 需要强制类型转换, 但是可能精度丢失

3. 将一个字面值常量进行赋值的时候, Java 会自动针对数字范围进行检查

4. 强制类型转换不一定能成功,不相干的类型不能互相转换


3.8 类型提升


不同类型的数据之间相互运算时,数据类型小的会被提升到数据类型大的。例如:

1. int与long之间:int会被提升为long

2. byte与byte的运算

byte a = 10;
byte b = 20;
byte c = a + b;
System.out.println(c);
// 编译报错
Test.java:5: 错误: 不兼容的类型: 从int转换到byte可能会有损失
byte c = a + b;

byte 和 byte 都是相同类型, 但是出现编译报错. 原因是, 虽然 a 和 b 都是 byte, 但是计算 a + b 会先将 a和 b 都提升成 int, 再进行计算, 得到的结果也是 int, 这是赋给 c, 就会出现上述错误。


正确写法:

byte a = 10;
byte b = 20;
byte c = (byte)(a + b);
System.out.println(c);


【类型提升小结:】

1. 不同类型的数据混合运算, 范围小的会提升成范围大的.

2. 对于 short, byte 这种比 4 个字节小的类型, 会先提升成 4 个字节的 int , 再运算.


4. 字符串类型


在Java中使用String类定义字符串类型,比如:

 

public static void main(String[] args) {
    String s1 = "hello";
    String s2 = " world";
    System.out.println(s1);
    System.out.println(s2);
    System.out.println(s1+s2); // s1+s2表示:将s1和s2进行拼接
}


在有些情况下,需要将字符串和整形数字之间进行转换:

1. int 转成 String


int num = 10;
// 方法1
String str1 = num + "";
// 方法2
String str2 = String.valueOf(num);


2. String 转成 int


String str = "100";
int num = Integer.parseInt(str);//Java提供parseInt方法将字符串改成数字,该方法位于Integer包下


本章含有部分其他章节的知识,包括包装类等等,以后会细讲。

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