Java数据类型及运算符详解
目录
- 前言
- 一、变量和类型
-
- 1.1 整型变量
- 1.2 长整型变量
- 1.3 双精度浮点型变量
- 1.4 单精度浮点型变量
- 1.5 字符类型变量
- 1.6 字节类型变量
- 1.7 短整型变量
- 1.8 布尔类型变量
- 1.9 字符串类型变量
- 1.10 变量的作用域
- 1.11 变量的命名规则
- 1.12 常量
-
- 字面值常量
- final 关键字修饰的常量
- 1.13类型转换
- 1.14 int 和 String 之间的相互转换
-
- int 转成 String
- String 转成 int
- 二、运算符
-
- 2.1算术运算符
- 2.2 关系运算符
- 2.3 逻辑运算符
-
- 逻辑与 &&
- 逻辑或 ||
- 逻辑非 !
- 短路求值
- 2.4 位运算符
-
- 按位与 &
- 按位或 |
- 按位取反 ~
- 按位异或 ^
- 2.5 移位运算
-
- 左移 <<
- 右移 >>
- 无符号右移 >>>
- 2.6 条件运算符
前言
数据类型用来声明变量，程序在运行过程中根据不同的数据类型分配不同大小的空间。
第一种：基本数据类型可分为四大类，八小种
- 第一类：整数型
- 第二类：浮点型
- 第三类：布尔型
- 第四类：字符型
- 八小种： byte(1字节=8bit),short（2字节）,int（4字节）,long（8字节）
float（4byte）,double(8byte)，boolean(1byte)，char(2byte)
第二种：引用数据类型
字符串型String属于引用数据类型。
引用数据类型面向对象的时候才接触。
一、变量和类型
变量指的是程序运行时可变的量， 相当于开辟一块内存空间来保存一些数据。变量其实就是内存当中存储数据的最基本的单元。
对于一个变量来说，包括三要素：
- 变量的数据类型
- 变量的名字
- 变量中保存的值
- 变量必须先声明，再赋值。
关于变量的一个分类，变量根据出现的位置进行划分：
- 在方法体中声明的变量：局部变量（只在方法体当中有效)
- 在方法体之外，类体内声明的变量：成员变量。
变量的作用域：变量的有效范围。出了大括号就不认识了。
类型则是对变量的种类进行了划分, 不同类型的变量具有不同的特性。
不同的数据类型，在内存中分配的空间大小不同。
一个字节 = 8个比特位
1KB = 1024 Byte, 1MB = 1024 KB, 1GB = 1024 MB
一个比特位就是一个1或者0。注意：比特位是二进制位。
1.1 整型变量
语法格式：
int 变量名 = 初始值;
【注意】：
int表示变量的类型是一个整型。- 变量名是变量的标识，后续都是通过这个名字来使用变量。
- Java 中
=表示赋值(和数学不一样)， 意思是给变量设置一个初始值。 - 初始化操作是可选的， 但是建议创建变量的时候都显式初始化。
- 最后不要忘记分号，否则会编译失败。
//表示注释，注释作为代码的解释说明部分，不参与编译运行。
int占有4个字节，那就是4*8 = 32个比特位，其中1位为符号位，剩下的31位就是它所要计算的数据范围：-2^31 - 2^31-1 ->-2147483648-2147483647。如果运算的结果超出了 int 的最大范围, 就会出现溢出的情况。
它的取值范围可以用下图来表示：
可以使用以下代码查看 Java 中的整型数据范围:
System.out.println(Integer.MAX_VALUE); // int 的最大值
System.out.println(Integer.MIN_VALUE); // int 的最小值
1.2 长整型变量
基本语法格式:
long 变量名 = 初始值;
示例：
long num = 10L; //定义一个长整型变量,初始值写作 10l 也可以(小写的 L,不是数字1)。
System.out.println(num)
【注意】：
- 基本语法格式和创建
int变量基本一致, 只是把类型修改成long。 - 初始化设定的值为
10L， 表示一个长整型的数字，10l也可以。 - 使用
10初始化也可以,10的类型是int,10L的类型是long, 使用10 L或者10l更好一些。
Java 中 long 类型占 8 个字节，表示的数据范围 -2^63 -> 2^63-1。
可以使用以下代码查看 Java 中的长整型数据范围:
System.out.println(Long.MAX_VALUE);
System.out.println(Long.MIN_VALUE)
// 运行结果
9223372036854775807
-9223372036854775808
1.3 双精度浮点型变量
基本语法格式：
double 变量名 = 初始值;
Java 中的 double 虽然也是 8 个字节, 但是浮点数的内存布局和整数差别很大, 不能单纯的用 2 ^ n 的形式表示数据范围。
Java 的 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。
Java规定，任何一个浮点型数据被当做double来处理。如果想在在这个浮点型字面量被当做float类型来处理，请在字面量后面加上F/f。
1.4 单精度浮点型变量
基本格式：
float 变量名 = 初始值;
代码示例：
float num = 1.0f; // 写作 1.0F 也可以
System.out.println(num);
float 类型在 Java 中占四个字节, 同样遵守 IEEE754 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。
1.5 字符类型变量
基本格式:
char 变量名 = 初始值;
代码示例：
char ch = 'A';
【注意】：
Java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。 - char占用 2 个字节，表示的数据范围是:(
0~65535)，可以表示65536个不同的数字
1.6 字节类型变量
基本语法格式：
byte 变量名 = 初始值;
【注意】：
- 字节类型表示的也是整数，只占一个字节, 表示范围较小 (
-128 - +127) - 字节类型和字符类型互不相干。
1.7 短整型变量
基本语法格式:
short 变量名 = 初始值;
【注意】：
- short 占用 2 个字节, 表示的数据范围是
-32768 -> +32767. - 这个表示范围比较小, 一般不推荐使用.
1.8 布尔类型变量
基本语法格式:
boolean 变量名 = 初始值;
【注意】：
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类型有些JVM的实现是占1个字节, 有些是占1个比特位, 这个没有明确规定.- 布尔类型在实际开发中使用在逻辑判断中，通常放在条件的位置上。（充当条件）.
1.9 字符串类型变量
基本语法格式:
String 变量名 = "初始值";
代码示例:
String name = "zhangsan";
System.out.println(name);
【注意】：
- Java 使用 双引号 + 若干字符 的方式表示字符串字面值.
- 和上面的类型不同, String 不是基本类型, 而是引用类型.
- 字符串中的一些特定的不太方便直接表示的字符需要进行转义.
转义字符示例:
// 创建一个字符串 My name is "张三"
String name = "My name is \"张三\"";
java语言中“\”负责转义.
常见的转义字符都有：
| 转义字符 | 解释 |
|---|---|
| \n | 换行 |
| \t | 水平制表符tab |
| \’ | 单引号 |
| \’’ | 双引号 |
| \\ | 反斜杠 |
| \u | 表示后面的是一个字符的unicode编码 |
当一个 + 表达式中存在字符串的时候, 都是执行字符串拼接行为.
因此我们可以很方便的使用 System.out.println(); 同时打印多个字符串或数字.
1.10 变量的作用域
就是该变量能生效的范围, 一般是变量定义所在的代码块 (大括号).
1.11 变量的命名规则
硬性指标:
- 一个变量名只能包含数字, 字母, 下划线.
- 数字不能开头.
- 变量名是大小写敏感的. 即 num 和 Num 是两个不同的变量.
注意: 虽然语法上也允许使用中文/美元符($)命名变量, 但是强烈不推荐这样做.
软性指标:
4. 变量命名要具有描述性, 见名知意.
5. 变量名不宜使用拼音(但是不绝对).
6. 变量名的词性推荐使用名词.
7. 变量命名推荐 小驼峰命名法, 当一个变量名由多个单词构成的时候, 除了第一个单词之外, 其他单词首字母都大写.
1.12 常量
常量指的是运行时类型不能发生改变.
常量主要有以下两种体现形式:
字面值常量
10 // int 字面值常量(十进制)
010 // int 字面值常量(八进制) 由数字 0 开头. 010 也就是十进制的 8
0x10 // int 字面值常量(十六进制) 由数字 0x 开头. 0x10 也就是十进制的 16
10L // long 字面值常量. 也可以写作 10l (小写的L)
1.0 // double 字面值常量. 也可以写作 1.0d 或者 1.0D
1.5e2 // double 字面值常量. 科学计数法表示. 相当于 1.5 * 10^2
1.0f // float 字面值常量, 也可以写作 1.0F
true // boolen 字面值常量, 同样的还有 false
'a' // char 字面值常量, 单引号中只能有一个字符
"abc" // String 字面值常量, 双引号中可以有多个字符
final 关键字修饰的常量
final int a = 10;
a = 20; // 编译出错. 提示 无法为最终变量a分配值
常量不能在程序运行过程中发生修改.
1.13类型转换
在类型转换的时候，需要遵循的规则：
- 小容量可以直接转换成大容量，称之为自动类型转换。容量从小到大的排序是：
bytechar可以表示更大的正整数。 - 大容量不能直接赋值给小容量，需要适用强制类型转换符强转。但需要注意的是：加强值类型转化符之后，虽然编译通过了，但是运行的时候可能会损失精度。
- 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.
- 当整数型字面量没有超出
byte的取值范围，那么这个整数型的字面量可以直接赋值给byte类型的变量。 boolean不能参与类型转换，其他都行。int和boolean是毫不相干的两种类型, 不能相互赋值.byte char short在做混合运算的时候，各自先转换成int再做运算。- 多种数据类型做混合运算的时候，最终的结果类型是“最大容量”对应的类型,
char+short+byte除外，因为char+short+byte混合运算的时候，会各自先转换成int再做运算。
例：
byte a = 1;
byte b = 2;
byte c = a+b;//报错 CPU<4,运算的时候，会进行整形提升，要使编译不出错，就得强制类型转换。
byte = (byte)a+b;//强制类型转换成byte，编译时不会报错。
byte c = 1+2;//运行时不会报错，在运算时会进行整形提升，转换为int类型，然后再进行运算。
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.
从上面的例子可以得出：
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.
1.14 int 和 String 之间的相互转换
int 转成 String
int num = 10;
// 方法1
String str1 = num + "";
// 方法2
String str2 = String.valueOf(num);
String 转成 int
String str = "100";
int num = Integer.parseInt(str);
二、运算符
2.1算术运算符
基本四则运算符： + - * / %
/表示取整，%表示求余.- 增量赋值运算符
+= -= *= /= %=. - 自增/自减运算符
++ --.
【注意】：
- 如果不取自增运算的表达式的返回值, 则前置自增和后置自增没有区别.
- 如果取表达式的返回值, 则前置自增的返回值是自增之后的值, 后置自增的返回值是自增之前的值.
2.2 关系运算符
关系运算符主要有六个:== != < > <= >=， 关系运算符的表达式返回值都是 boolean 类型。
2.3 逻辑运算符
逻辑运算符的操作数(操作数往往是关系运算符的结果)和返回值都是 boolean 类型。
逻辑与 &&
规则: 两个操作数都为 true, 结果为 true, 否则结果为 false。
逻辑或 ||
规则: 两个操作数都为 false, 结果为 false, 否则结果为 true。
逻辑非 !
规则: 操作数为 true, 结果为 false; 操作数为 false, 结果为 true(这是个单目运算符, 只有一个操作数。
短路求值
&& 和 || 遵守短路求值的规则：
- 对于
&&, 如果左侧表达式值为false, 则表达式的整体的值一定是false, 无需计算右侧表达式。 - 对于
||, 如果左侧表达式值为true, 则表达式的整体的值一定是true, 无需计算右侧表达式。
2.4 位运算符
Java 中对数据的操作的最小单位不是字节, 而是二进制位.
位运算符主要有四个:& | ~ ^
位操作表示按二进制位运算. 计算机中都是使用二进制来表示数据的(01构成的序列), 按位运算就是在按照二进制位的每一位依次进行计算.
按位与 &
如果两个二进制位都是 1, 则结果为 1, 否则结果为 0。
按位或 |
如果两个二进制位都是 0, 则结果为 0, 否则结果为 1。
注意: 当 & 和 | 的操作数为整数(int, short, long, byte) 的时候, 表示按位运算, 当操作数为 boolean 的时候, 表示逻辑运算。
按位取反 ~
如果该位为 0 则转为 1, 如果该位为 1 则转为 0。
int a = 0xf;
System.out.printf("%x\n", ~a)
注意:
0x前缀的数字为十六进制 数字. 十六进制可以看成是二进制的简化表示方式. 一个十六进制数字对应4个二进制位.0xf表示 10 进制的 15, 也就是二进制的1111.printf能够格式化输出内容,%x表示按照十六进制输出.- \n 表示换行符.
按位异或 ^
如果两个数字的二进制位相同, 则结果为 0, 相异则结果为 1.
2.5 移位运算
左移 <<
最左侧位不要了, 最右侧补 0.
右移 >>
最右侧位不要了, 最左侧补符号位(正数补0, 负数补1).
无符号右移 >>>
最右侧位不要了, 最左侧补 0.
【注意】:
- 左移 1 位, 相当于原数字 * 2. 左移 N 位, 相当于原数字 * 2 的N次方.
- 右移 1 位, 相当于原数字 / 2. 右移 N 位, 相当于原数字 / 2 的N次方.
- 由于计算机计算移位效率高于计算乘除, 当某个代码正好乘除 2 的N次方的时候可以用移位运算代替.
- 移动负数位或者移位位数过大都没有意义.
2.6 条件运算符
条件运算符只有一个:表达式1 ? 表达式2 : 表达式3.
当表达式1 的值为 true 时, 整个表达式的值为表达式2的值; 当表达式1的值为 false 时, 整个表达式的值为表达式3的值.
以上。