第二章、 数据类型与变量

简介: JavaSE:基本数据类型的讲解和解析,便于已学同学进行复习或刚开始学习Java的学生进行理解。

 目录

一、字面常量

二、数据类型

2.1基本数据类型:四类八种

3.变量

3.1概念

3.2语法格式

3.2.1语法格式

3.2.2变量命名规则

阿里巴巴命名规范细节:

3.3整型变量

3.3.1整型变量

3.3.2长整型变量

3.3.3短整型变量

3.3.4字节型变量

3.4浮点型数据

3.4.1双精度浮点型

3.4.2单精度浮点型

3.5字符型变量

3.6布尔类型数据

3.7类型转换

3.7.1自动类型转换(隐式)

3.7.2强制类型转换(显式)

3.8类型提升

4.字符串类型


一、字面常量

常量:即程序运行期间,固定不变的量称为常量。例如生活中的一个礼拜七天,一年12个月等等。

在上节笔记的程序中,System.Out.println("Hello World");语句中双引号引起来的“Hello World”就是字面常量。

public static void main(String[] args) {
        //整型常量
        System.out.println(100);
        //浮点型常量
        System.out.println(3.1415926);
        //字符型常量
        System.out.println('A');
        //布尔常量
        System.out.println(true);
        System.out.println(false);
        //字符串常量
        System.out.println("Hello World!");
    }

image.gif

字面常量的分类:

    • 字符串常量:由双引号括起来的,如上面的Hello World!
    • 整形常量:程序中直接写的数字,不带小数点(100,1000);
    • 浮点型常量:程序中直接写的小数。(3.1415926,2.71828);
    • 字符常量:单引号括起来的单个字符:'A','b';
    • 布尔常量:true和false
    • 空常量:null(后面会讲)

    注意:字符串、整型、浮点型、字符型、布尔类型都称作数据类型。


    二、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

    2.1基本数据类型:四类八种

    1.四类:整型、浮点型、字符型、布尔类型

    2.八种:

    public static void main(String[] args){
            //1.定义byte类型的变量
            //数据类型 变量名 = 数据值;
            byte a = 10;
            System.out.println(a);
            //2.定义short类型的变量
            short b = 20;
            System.out.println(b);
            //3.定义int类型的变量
            int c = 30;
            System.out.println(c);
            //4.定义long类型的变量
            long d = 123456789123456789L;
            System.out.println(d);
            //5.定义float类型的变量
            float e = 10.1F;
            System.out.println(e);
            //6.定义double类型的变量
            double f = 20.3;
            System.out.println(f);
            //7.定义char类型的变量
            char g = 'a';
            System.out.println(g);
            //8.定义boolean类型的变量
            boolean h = true;
            System.out.println(h);
        }

    image.gif

    image.gif编辑

    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(不存在无符号一说)
      • 整型默认为int型,浮点型默认为double
      • e+38表示是乘以10的38次方,同样,e-45表示乘以10的负45次方。
      • 字符串属于引用类型,后续关注博主博客

      什么是字节?

      字节是计算机中表示空间大小的基本单位,计算机使用二进制表示数据. 我们认为 8 个二进制位(bit) 为一个字节(Byte)。我们平时的计算机为 8GB 内存, 意思是 8G 个字节。其中 1KB = 1024 Byte, 1MB = 1024 KB, 1GB = 1024 MB。所以 8GB 相当于 80 多亿个字节。

      2.2引用数据类型

      后续介绍(注意:String字符串属于引用数据类型)


      三、变量

      3.1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。而数据类型是用来定义不同种类变量的。

      3.2语法格式

      3.2.1语法格式

      访问权限修饰符 数据类型 变量名 = 初始值;

      (访问权限修饰符后续讲)

       

      //定义了一个int型变量num,赋值为10
              int num=10;
              //定义了一个double型变量pi,赋值为3.14
              double pi=3.14;
              //定义了一个布尔类型变量flag,赋值为true
              boolean flag=true;
              System.out.println(num);
              System.out.println(pi);
              System.out.println(flag);
              num=20;//num是变量,num中的值是可以修改的,注意:= 在java中表示赋值,即将20交给a,a中保            
              存的值就是20
              System.out.println(num);
              // 注意:在一行可以定义多个相同类型的变量
              int b=15,c=30,d=20;
              System.out.println(b);
              System.out.println(c);
              System.out.println(d);
              //输出结果如下:
              /*10
              3.14
              true
              20
              15
              30
              20*/

      image.gif

      3.2.2变量命名规则

      !小驼峰命名法--->适用于变量名和方法名!

        • 如果是一个写,比如:name单词,那么全部小
        • 如果是多个单词,那么从第二个单词开始,首字母大写,比如:firstName、maxAge

        !大驼峰命名法--->适用于类名!

          • 如果是一个单词,那么首字母大写。比如:Demo、Test。
          • 如果是多个单词,那么每一个单词首字母都需要大写。比如:HelloWorld

          阿里巴巴命名规范细节:

            1. 尽量不要用拼音。但是一些国际通用的拼音可视为英文单词。
              正确:alibaba、hangzhou、nanjing
              错误:jiage、dazhe
            2. 平时在给变量名、方法名、类名起名字的时候,不要使用下划线或美元符号。
              错误:_name
              正确:name

            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);
            // 使用方式二定义后,在使用前如果没有赋值,则编译期间会报错
            int c;
            System.Out.println(c);
            c = 100;
            // int型变量所能表示的范围:
            //Integer是int的包装类,后续讲解
            System.Out.println(Integer.MIN_VALUE);
            System.Out.println(Integer.MAX_VALUE);
            // 注意:在定义int性变量时,所赋值不能超过int的范围
            int d = 12345678901234; // 编译时报错,初值超过了int的范围

            image.gif

            注意事项:

              • int不论在何种系统下都是4个字节
              • 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
              • 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
              • 变量在使用之前必须要赋初值,否则编译报错
              • int的包装类型为 Integer

              3.3.2长整型变量

              int a = 10;
              long b = 10; // long定义的长整型变量
              long c = 10L; // 为了区分int和long类型,一般建议:long类型变量的初始值之后加L或者l
              long d = 10l; // 一般更加以加大写L,因为小写l与1不好区分
              // 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);

              image.gif

              注意事项:

                • 长整型变量的初始值后加L或者l,推荐加L
                • 长整型不论在那个系统下都占8个字节
                • long的包装类型为Long

                3.3.3短整型变量

                short a = 10;
                System.Out.println(a);
                // short型变量所能表示的范围:
                System.Out.println(Short.MIN_VALUE);
                System.Out.println(Short.MAX_VALUE);

                image.gif

                注意事项:

                  • short在任何系统下都占2个字节
                  • 使用时注意不要超过范围(一般使用比较少)
                  • short的包装类型为Short

                  3.3.4字节型变量

                  byte b = 10;
                  System.Out.println(b);
                  // byte型变量所能表示的范围:
                  System.Out.println(Byte.MIN_VALUE);
                  System.Out.println(Byte.MAX_VALUE);

                  image.gif

                  注意事项:

                    • byte在任何系统下都占1个字节
                    • 字节的包装类型为Byte

                    思考:byte、short、int、long都可以定义整形变量,为什么要给出4种不同类型呢?

                    类比生活中衣服的尺码

                    3.4浮点型数据

                    3.4.1双精度浮点型

                    double d = 3.14;
                    System.Out.println(d);
                    //------------------
                    int a = 1;
                    int b = 2;
                    System.out.println(a / b); // 输出 0.5 吗?

                    image.gif

                    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

                    image.gif

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

                    image.gif

                    注意事项:

                      • double在任何系统下都占8个字节
                      • 浮点数与整数在内存中的存储方式不同,不能单纯使用 幂函数的形式来计算(详细看博主的C原反补博客)
                      • double的包装类型为Double
                      • 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

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

                      image.gif

                      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);
                              //A
                              //1
                              // 注意:java中的字符可以存放整形
                              char c3 = '帅';
                              System.out.println(c3);

                      image.gif

                      注意事项:

                        • ava 中使用 单引号 + 单个字母 的形式表示字符字面值。
                        • 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

                        Unicode(统一码、万国码、单一码)是一种在计算机上使用的字符编码。Unicode 是为了解决传统的字符编码方案的局限而产生的,它为每种语言中的每个字符设定了统一并且唯一的二进制编码,以满足跨语言、跨平台进行文本转换、处理的要求。

                          1. 在Unicode中:汉字“字”对应的数字是23383(十进制),十六进制表示为5B57。在Unicode中,我们有很多方式将数字23383表示成程序中的数据,包括:UTF-8、UTF-16、UTF-32。
                          2. UTF是“UCS Transformation Format”的缩写,可以翻译成Unicode字符集转换格式
                          3. 例如,“汉字”对应的数字是0x6c49和0x5b57,而编码的程序数据是:char      data_utf8[]={0xE6,0xB1,0x89,0xE5,0xAD,0x97};//UTF-8编码
                              char16_t data_utf16[]={0x6C49,0x5B57};        //UTF-16编码
                            char32_t data_utf32[]={0x00006C49,0x00005B57};//UTF-32编码

                          这里用char、char16_t、char32_t分别表示无符号8位整数,无符号16位整数和无符号32位整数。UTF-8、UTF-16、UTF-32分别以char、char16_t、char32_t作为编码单位。(注: char16_t 和 char32_t 是 C++ 11 标准新增的关键字。如果你的编译器不支持 C++ 11 标准,请改用 unsigned short 和 unsigned long。)“汉字”的UTF-8编码需要6个字节。“汉字”的UTF-16编码需要两个char16_t,大小是4个字节。“汉字”的UTF-32编码需要两个char32_t,大小是8个字节。根据字节序的不同,UTF-16可以被实现为UTF-16LE或UTF-16BE,UTF-32可以被实现为UTF-32LE或UTF-32BE。

                          感兴趣的同学可以了解一下UTF-8编码和GBK编码

                          char ch = '呵';
                          System.out.println(ch);

                          image.gif

                          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?';
                          ^
                          //因为编码规则的不同导致报错

                          image.gif

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

                          javac -encoding UTF-8 Test.java
                          //可以解决问题

                          image.gif

                          注意:char的包装类型为Character

                          3.6布尔类型数据

                                 布尔类型常用来表示真假

                          boolean b = true;
                          System.out.println(b);
                          b = false;
                          System.out.println(b);

                          image.gif

                          注意事项:

                            • boolean 类型的变量只有两种取值, true 表示真, false 表示假
                            • 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
                            • boolean的包装类型为Boolean
                            boolean value = true;
                            System.out.println(value + 1);
                            // 代码编译会出现如下错误
                            Test.java:4: 错误: 二元运算符 '+' 的操作数类型错误
                            System.out.println(value + 1);
                            ^
                            第一个类型: boolean
                            第二个类型: int
                            1 个错误

                            image.gif

                            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

                            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

                            image.gif

                            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。

                            System.Out.println(1024); // 整型默认情况下是int
                            System.Out.println(3.14); // 浮点型默认情况下是double
                            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int范围大,会有数据丢失,不安全
                            float 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
                            byte b1 = 100; // 编译通过,100没有超过byte的范围,编译器隐式将100转换为byte
                            byte b2 = 257; // 编译失败,257超过了byte的数据范围,有数据丢失

                            image.gif

                            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

                            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

                            image.gif

                            注意事项:

                              • 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
                              • 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
                              • 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
                              • 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

                              1.int与long之间:int会被提升为long

                              int a = 10;
                              long b = 20;
                              int c = a + b; // 编译出错: a + b==》int + long--> long + long 赋值给int时会丢失数据
                              long d = a + b; // 编译成功:a + b==>int + long--->long + long 赋值给long

                              image.gif

                              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;
                              ^
                              //修改---->
                              byte a = 10;
                              byte b = 20;
                              byte c = (byte)(a + b);
                              System.out.println(c);

                              image.gif

                              结论: 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。由于计算机的 CPU 通常是按照 4 个字节为单位从内存中读写数据. 为了硬件上实现方便, 诸如 byte 和 short这种低于 4 个字节的类型, 会先提升成 int, 再参与计算

                              注意: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

                              (关注后续博客,重点讲解字符串)简单介绍---

                              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
                              }

                              image.gif

                              1.int 转成 String

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

                              image.gif

                              2.String 转成 int

                              String str = "100";
                              int num = Integer.parseInt(str);

                              image.gif


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