【Java SE语法篇】2.数据类型和变量

简介: 【Java SE语法篇】2.数据类型和变量


1. 字面常量

常量即程序运行时期,固定不变的量称为常量。

public class Test {
    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,“Hello world!”,100,3.14,‘A’,true/false都是常量,将其称为字面常量。

字面量的分类:

  1. 字符串常量:由"“括起来的,比如"12345”、“hello”、“你好”。
  2. 整型常量:程序中直接写的数字(注意没有小数点),比如:100、1000
  3. 浮点型常量:程序中直接写的小数,比如:3.14、0.49
  4. 字符常量:由’'括起来的单个字符,如:‘A’,‘1’
  5. 布尔常量:只有两种truefalse
  6. 空常量:null

注意:字符串、整型、浮点型、字符型以及不而行,在Java中都称为数据类型。

2. 数据类型

Java 是一种强类型语言。这意味着必须每一个变量声明一个类型。

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

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 -231~231-1
长整型 long 8字节 -263~263-1
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:

  • 无论是在32为系统还是64为系统,int都占用4个字节,long都占8个字节
  • 整型和浮点型都是带有符号的
  • 整型默认是int型,浮点型默认是double
  • 字符串属于引用类型,后序介绍。

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16GB 内存, 意思是16G 个字节.

其中 1KB = 1024 Byte, 1MB = 1024 KB, 1GB = 1024 MB.

所以 16GB 相当于 160 多亿个字节.

3. 变量

3.1 变量的概念

在程序中,除了有始终不变的常量外,有些内容可以回经常改变,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 中称为变量。而数据类型就是用来定义不同种类变量

3.2 语法格式

定义变量的语法格式为:

数据类型 变量名 = 初始值;

比如:

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 10; // 定义整形变量a,a是变量名也称为标识符,该变量中放置的值为10
        double d = 3.14;
        char c = 'A';
        Boolean b = true;
        System.out.println(a);
        System.out.println(d);
        System.out.println(c);
        System.out.println(b);
        a = 100;
        // a是变量,a中的值是可以修改的,
        // 注意:= 在java中表示赋值,即将100交给a,a中保存的值就是100
        System.out.println(a);
        // 注意:在一行可以定义多个相同类型的变量
        int a1 = 10,a2 = 20, a3 = 30;
        System.out.println(a1);
        System.out.println(a2);
        System.out.println(a3);
    }
}

3.3 整型变量

3.3.1 整型变量

  1. 方法一:定义时给出初始值
// 方法一:定义时给出初始值
int a = 10;
System.out.println(a);
  1. 方法二:定义时没有给初始值,但使用前必须设置初值
// 方法二:定义时没有给初始值,但使用前必须设置初值
int b;
b = 20;
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);
  1. int型变量所能表示的范围:
// int型变量所能表示的范围:
System.out.println(Integer.MIN_VALUE);// -2147483648
System.out.println(Integer.MAX_VALUE);// 2147483647
// 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
System.out.println(d);

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
  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

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);// -9223372036854775808
System.out.println(Long.MAX_VALUE);// 9223372036854775807

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:-263~263-1
  4. 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);// -32768
System.out.println(Short.MAX_VALUE);// 32767

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

byte b = 10;
System.out.println(b);
// byte型变量所能表示的范围:
System.out.println(Byte.MIN_VALUE);// -128
System.out.println(Byte.MAX_VALUE);// 127

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

3.4.1 双精度浮点型

double d = 3.14;
System.out.println(d);

代码一:

int a = 1;
int b = 2;
System.out.println(a / b); // 0
// 为什么不输出0.5?

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

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

代码二:

double num = 1.1;
System.out.println(num * num); // 输出1.21?
// 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

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

注意事项:

  1. float 类型在 Java 中占四个字节, 同样遵守 IEEE 754 标准.
  2. 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.
  3. 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.
char c3 = '帅';
System.out.println(c3);
  1. char的包装类型为Characte

3.6 布尔类型变量

布尔类型常用来表示真假,在现实生活中也是经常出现的,比如:听说xxx同学买彩票中了一个亿…,听到后估计 大部分人第一反应就是:我x,真的假的?

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

注意事项:

  1. boolean 类型的变量只有两种取值, true 表示真, false 表示假.
  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.

  1. 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.
  2. boolean的包装类型为Boolean。

3.7 类型转换

我们经常需要将一种数据类型转换为另一种数据类型。

图中6个实线箭头,表示无信息丢失的转换;另外有3个虚线剪头,表示可能有精度损失的转换。

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

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

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。

  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
  1. byte与byte的运算
byte a = 10;
byte b = 20;
byte c = a + b;
System.out.println(c);

结论bytebyte 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

正确的写法:

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:

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

本节对只是对字符串进行简单的介绍,大家能够正常使用即可,后序会详细给大家介绍。


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