2、数据类型和运算符——Java数据类型

一、强类型语言和弱类型语言：

1.1 强类型语言

        强类型语言是一种强制类型定义的语言，一旦某一个变量被定义类型，如果不经过强制转换，则它永远就是该数据类型了，强类型语言包括Java、.net 、Python、C++等语言。

强类型包含两个方面：

（1）所有变量必须先声明、后使用

（2）指定类型的变量只能接受类型与之匹配的值

 举个例子：定义了一个整数，如果不进行强制的类型转换，则不可以将该整数转化为字符串。

1.2 弱类型语言

        弱类型语言是一种弱类型定义的语言，某一个变量被定义类型，该变量可以根据环境变化自动进行转换，不需要经过显性强制转换。弱类型语言包括vb 、PHP、javascript等语言。

举个例子：

var A =5;
var B = "5";
SumResult = A +B;
MinResult = A -B；

输入SumResult的答案不是10，而是55，再次是将A的类型转化为了字符串，然后进行拼接。输入MinResult的答案是0，是将B的类型转化为了数字，然后进行减法。

1.3 强类型语言和弱类型语言区别

        无论是强类型语言还是弱类型语言，判别的根本是是否会隐性的进行语言类型转变。强类型语言在速度上略逊于弱类型语言，但是强类型定义语言带来的严谨性又能避免不必要的错误。

二、Java数据类型分类

Java数据类型可以分为两类：基本类型（Prmitive Type）和引用类型（Reference Type） 

2.1 基本类型

基本类型包括 boolean 类型和数值类型。数值类型有整数类型和浮点类型。整数类型包括 byte、 short、int 、 long 、 char ， 浮点类型包括 float 和 double 。

注：char类型代表字符型，实际上也是一种整数类型，相当于无符号整数类型。

2.2 引用类型

　　引用类型包括类、接口和数组类型，还有一种特殊的 null 类型 。 所谓引用数据类型就是对一个对象的引用，对象包括实例和数组两种 。实际上 ，引用类型变量就是一个指针，只是Java语言里不再使用指针这个说法。

　　空类型 （null type ) 就是 null 值的类型 ， 这种类型没有名称。因为 null 类型没有名称 ，所以不可能声明一个 null 类型的变量或者转换到 null 类型。空引用 （null ) 是 null 类型变量唯一的值。空引用 （ null )可以转换为任何引用类型 。

　　在实际开发中 ， 程序员 可以忽略 null 类型 ，假定 null 只 是引用类割的一个特殊直接量。

注意：空引用( null )只能被转换成引用类型 ， 不能转换成基本类型，因此不要把一个 null值赋给基本数据类型的变量 。

三、基本数据类型

Java基本数据类型分为两类：boolean类型和数值类型。而数值类型又可以分为整数类型和浮点数类型，整数类型里的字符类型又可以被单独对待。因此常把Java数据类型分为4类：

 3.1 整型

4种整数类型：

（1）byte：一个byte类型整数在内存里占8位，表示整数范围：-128（-2⁷）~127（2⁷-1）

（2）short：一个short类型整数在内存里占16位，表示整数范围：-32768（-2¹⁵）~32767（2¹⁵-1）

（3）int：一个int类型整数在内存里占32位，表示整数范围：-2147483648（-2³²）~2147483647（2³²-1）

（4）long：一个long类型整数在内存里占64位，表示整数范围：--2⁶⁴~2⁶⁴-1

int 是最常用 的 整数类型，因 此 在通常情 况下， 直接给出一个整数值默认就是 int 类型。除 此 之 外，
有如下两种情形必须指出。

　　如果直接将一个较小的整数值(在 byte 或 short 类型的表数范围内〉赋给一个 byte 或 short 变量 ，系统会自动把这个整数值当成 byte 或者 short 类型来处理 。

　　如果使用 一个巨大的整数值(超出了 int 类型的表数范围)时 ， Java 不会自动把这个整数值当成long 类型来处理。如果希望系统把 一 个整数值当成 lon g 类型来处理，应在这个整数值后增加 l或者 L 作为后缀 。通常推荐使用 L，因为英文字母 l 很容易跟数字 1搞混 。

下面的代码片段验证了上面的结论 。

 1 public class Test{
 2     public static void main(String[] args){
 3         //下面代码正确，系统会把56当作byte类型处理
 4         byte a =56;
 5         System.out.println(a);
 6         /*
 7         下面用法错误，系统不会把99999999999999当成long类型来处理
 8         所超出int的表数范围，从而引起错误（换种理解：999999999999是一个int型的变量，超出了int类型的变量的范围，所以不能直接赋给long变量）
 9         报错：过大的整数99999999999999
10         */
11         //long bigValue=99999999999999;
12         //下面用法正确，在巨大的整数后面L后缀，强制使用long类型
13         long bigValue=99999999999999L;//99999999999999L是一个long变量，并未超出long的变量的范围，可以赋给long型变量Bigvalue
14         System.out.println(bigValue);
15     }
16 }

运行结果：

可以把一个较小的整数值(在 int 类型的表数范围以 内)直接赋给一个 long 类型的变量，这并不是因为 Java 会把这个较小的整数值当成 long 类型来处理， Java 依然把这个整数值当成 int 类型来处理，只是因为 int 类型的值会自动类型转换到 long 类型 。

Java整数值的4种表现形式：

十进制

二进制（以0b或0B开头）

八进制（以0开头）

十六进制（以0x或0X开头）

 1 public class system{
 2     public static void main(String[] args){
 3     //以0开头的整数表示八进制
 4         int octalValue=012;
 5         System.out.println(octalValue);
 6     //以0x开头的表示为十六进制
 7         int hexValue=0x12;
 8         System.out.println(hexValue);
 9     //二进制数表现
10         int binValue=0b10000000;
11         System.out.println(binValue);
12     //定义 32 位的二进制整数时，最高位其实是符号位，当符号位是 l 时 ，
13     //表明它是一个负数，负数在计算机里是以补码的形式存在的 ，因此还需要换算成原码。
14 
15         long binValue1=0b11111111111111111111111111111111;
16         System.out.println(binValue1);
17     }
18 }

输出结果：

 在计算机中所有的数都是以二进制表示的，binValue1=0b11111111111111111111111111111111

转换为原码的过程：

补码：0b11111111111111111111111111111111

补码减1得到反码：0b11111111111111111111111111111110

符号位不变，其余位取反得到原码：0b1000000000000000000000000000000001

最后的结果为负，数值为1

 3.2 字符型

　　字符型通常用于表示单个的宇符 ，字符型值必须使用单引号 (,)括起来。 Java 语言使用 16 位的Unicode 字符集作为编码方式 ，而 Unicode 被设计成支持世界上所有书面语言的字符 ，包括中文字符 ，因此Java 程序支持各种语言的字符。

 字符型有三种表示形式：
（1）直接通过单个字符来指定字符值，例如'A'，'9'，'0'等。

（2）通过转义字符表示特殊的字符型，例如'\n'、'\t'等。

（3）直接使用Unicode值来表示字符型，格式是'\uXXXXX',其中XXXX代表一个十六进制的整数。

 Java常用转义字符：

转义字符	说明	Unicode表示方式
\b	退格符	\u0008
\n	换行符	\u000a
\r	回车符	\u000d
\t	制表符	\u0009
\''	双引号	\u0022
\'	单引号	\u0027
\\	反斜线	\u005c

 

 　　宇符型值也可以采用十六进制编码方式来表示，范围是'\u0000'~'\uFFFF' ， 一共可以表示 65536 个字符，其中前 256 个 ('\u0000'~'\u00FF' ) 字符和 ASCII 码中的字符完全重舍 。由于计算机底层保存字符时，实际是保存该字符对应的编号 ，因此 char 类型 的值也可直接作为整型值来使用 ， 它相当于一个 16 位的无符号整数 ， 表数范围是 0~65535 。

 注意：char类型的变量值完全可以参与力加、减、乘、除运算，也可以比较大 小—— 实际上都是用该字符对应的编码参与运算。如果把0~65535一个int整数赋给char类型变量，系统会自动把这个int整数当成char类型来处理。

 字符变量使用：

 1 public class CharTest{
 2     public static void main(String[] args){
 3     //直接指定单个字符作为字符型
 4     char aChar='a';
 5     //使用转义字符作为字符集
 6     char enterChar='\r';
 7     //使用Unicode编码值来指定字符值
 8     char ch='\u9999';
 9     System.out.println(ch);
10     //定义一个汉字的字符值
11     char zhong='汉';
12     int zhongValue=zhong;
13     System.out.println(zhongValue);
14     char c=97;
15     System.out.println(c);
16     }
17 }

 3.3 浮点型

 Java浮点型有两种：float和double。Java浮点型有固定的表数范围和字段长度，字段长度表数范围与机器无关。Java浮点数，遵循IEEE754标准，采用二进制数据的科学计数法表示。

对于float型整数：第1位是符号位，接下来8为表示指数，在接下来23位表示尾数

对于double型整数：第1位是符号位，接下来11为表示指数，在接下来52位表示尾数

 Java语言的浮点数两种表示形式：

1、十进制数形式：这种形式是最简单的浮点数，例如5.12，512.0，.512.浮点数必须包含一个小数点，否则会被当做int类型处理。

2、科学计数法形式：例如5.12e2或5.12E2

　　必须指出的是，只有浮点类型的数值才可以使用科学计数法形式表示。例如， 51200 是一个 int 类型的值 ， 但 512E2 则是浮点类型的值 。

 　  Java语言浮点数的默认类型是double类型，如果希望Java把一个浮点数当成float处理，应该在这个浮点类型值后跟一个f或F。例如5.12代表一个double类型的值，占64位的内存空间；5.12f或5.12F才表示一个float类型的值，占32位的内存空间。也可以在一个浮点数后添加d或D后缀，强制指定为double类型，但通常没有必要。

　　Java提供了三种特殊的浮点数类型值：正无穷大、负无穷大和非数，用于表示溢出或出错。例如用一个正数除以0将得到正无穷大，使用一个负数除以0将得到负无穷大，0.0除以0.0或对一个负数开根号将得到一个非数。正无穷大通过double或float类的POSITIVE_INFINITY表示；负无穷大通过NEGATIVE_INFINITY表示；非数通过double或float类的NaN表示。

 　　必须指出的是，所有的正无穷大数值都是相等的，所有的负无穷大数值都是相等的 : 而 NaN不与任何数值相等 ， 甚至和 NaN 都不相等 。只有附带念书除以0才可以得到正无穷大或负无穷大，因为Java语言会自动把和浮点数运算的0（整数）当成0.0（浮点数）处理。如果一个整型值除以0，则会抛出一个异常：ArithmeticException:/by zero

 程序示范：

 1 public class FloatTest{
 2     public static void main(String[] args){
 3         /*
 4         浮点数表示的5.2345678f，输出这个变量值已经发生改变
 5         使用double型表示比浮点数更加精确，但如果浮点数的精度过高，依然可能发生输出结果不一致
 6         如果需要精确的保存一个浮点数，则可以考虑使用BigDecimal类
 7         */
 8         float af=5.2345678f;
 9         System.out.println(af);
10 
11         //所有正无穷大或负无穷大都是相等的
12         double a=0.0;
13         double b=Double.NEGATIVE_INFINITY;
14         double c=Float.NEGATIVE_INFINITY;
15         System.out.println(b==c);
16         System.out.println(6.0/0==555.0/0);
17 
18         //0除以0.0（默认会将0当作浮点数来处理）将出现非数
19         System.out.println(0/a);
20 
21         // 下面代码将抛出除以 0 的异常,只有浮点数除以0才能得到正无穷大或负无穷大
22         System.out .println(0/0); 
23         }
24 }

*数值中使用下划线分隔

Java 7 后允许在整形数值、浮点数值中使用下划线（_）来分割数据来更清晰地看清数值的位数。

 3.4 布尔型

　　布尔型只有一个boolean类型，用于表示逻辑上“真”或“假”。在Java语言中，boolean类型的数值只能是true或false，不能用0或者非0来代表。其他数值类型也不能转化成boolean类型。虽然 boolean 类型‘的变量或值只要1位即可保存，但由于大部分计算机在分配内存时允许最小内存单元是字节( 8 位) ， 因此 bit 大部分时候实际 上占用 8 位 。

 1 public class BooleanTest{
 2     public static void main(String[] args){
 3         boolean b1=true;
 4         boolean b2=false;
 5         System.out.println(b1);
 6 
 7         //字符串"true"和"false"不会直接转化成boolean类型，但如果使用一个boolean类型的值
 8         //和字符串进行链接运算，则boolean类型的值会自动转化成字符型
 9         String str=b1+"";
10         System.out.println(str);
11         }
12 }

 

 　　boolean类型的变量或值主要用来做标识来进行控制流程（if语句、循环语句、三目运算符）。

3.5 使用·var定义变量

Java 10开始支持var定义局部变量：var相当于一个动态类型，使用var定义局部变量的类型由编译器自动推断——定义变量时分配了什么类型的初始值，那么该变量就是什么类型。但Java属于强类型语言，因此使用var定义变量依然没有明确的类型。只有为局部变量指定初始值时，该变量的类型才确定下来。

 

 使用var的优点在于：编码更简洁，不管什么类型的局部变量，直接使用var声明即可；缺点在于：变量类型的可读性降低了。

以下情况，应该避免使用var定义局部变量：

（1）变量的类型不容易直接判断

（2）局部变量的使用范围很大