第二章 数据类型与变量
文章目录
- 1. 字面常量
- 2. 数据类型
- 3. 变量
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- 3.1 变量概念
- 3.2 语法格式
- 3.3 整形变量
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- 3.3.1 int整型变量(4 个字节)
- 3.3.2 long长整型变量（8 个字节）
- 3.3.3 short短整型变量(2 个字节)
- 3.3.4 byte字节型变量（1个字节）
- 3.4 浮点型变量
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- 3.4.1 double双精度浮点型变量(8 个字节)
- 3.4.2 float单精度浮点型变量（4个字节）
- 3.5 char字符型变量 （2个字节）
- 3.6 boolean布尔型变量(1 个字节或1个比特)
- 3.7 类型转换
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- 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. String字符串类型变量
1. 字面常量
常量即程序运行期间，固定不变的量称为常量。
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);
}
}
以上：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：
- 字符串常量：由"“括起来的，比如"12345”、“hello”、“你好”
- 整形常量：程序中直接写的数字(注意没有小数点)，比如：100、1000
- 浮点数常量：程序中直接写的小数，比如：3.14、0.49
- 字符常量：由 单引号 括起来的当个字符，比如：‘A’、‘1’
- 布尔常量：只有两种 true 和 false
- 空常量：null
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：
- 四类：整型、浮点型、字符型、布尔型
- 八种：
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
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， 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.
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
定义变量的语法格式为：
数据类型 变量名 = 初始值;
比如：
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 整形变量
3.3.1 int整型变量(4 个字节)
// 方式一：在定义时给出初始值
int a = 10;
System.out.println(a); // 10
// 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); // 10
//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：
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
注意事项：
- int不论在何种系统下都是4个字节
- int整型的表示范围： -2^31 ~ 2^31 - 1
- 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
- Java中的 int 是有符号的，没有无符号类型
3.3.2 long长整型变量（8 个字节）
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：
- 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
- 长整型的表示范围为： -2^63 ~ 2^63-1
- long的包装类型为Long
- Java中没有long long类型。
3.3.3 short短整型变量(2 个字节)
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：
- short在任何系统下都占2个字节
- short的表示范围为：-32768 ~ 32767 ( -2^15 ~ 2^15 - 1)
- 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 byte字节型变量（1个字节）
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：
- byte在任何系统下都占1个字节
- byte的范围是：-128 ~ 127
- 字节的包装类型为Byte
3.4 浮点型变量
3.4.1 double双精度浮点型变量(8 个字节)
基本语法格式:
double 变量名 = 初始值;
代码示例:
double num = 1.0;
System.out.println(num); // 1.0
代码1：
int a = 1;
int b = 2;
System.out.println(a / b); // 0 而不是 0.5
在 Java 中，int 除以 int 的值仍然是 int (会直接舍弃小数部分)。
如果想得到 0.5，需要使用 double 类型计算.
double a = 1;
double b = 2;
System.out.println(a / b); // 0.5
代码2：
double num2 = 1.1;
System.out.println(num2 * num2); // 1.2100000000000002
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 2 ^ n 的形式来计算
- 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 float单精度浮点型变量（4个字节）
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);
注意事项：
- float 类型在 Java 中占4个字节
- 单精度浮点型变量的初始值后加F或者f，推荐加F
- float的包装类型为Float
- 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.
3.5 char字符型变量 （2个字节）
char c1 = 'A'; // 大写字母
char c2 = '1'; // 数字字符
System.out.println(c1); // A
System.out.println(c2); // 1
// 注意：java中的字符可以存放整形
char c3 = '帅';
System.out.println(c3); // 帅
注意事项:
- 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.
3.6 boolean布尔型变量(1 个字节或1个比特)
基本语法格式:
boolean 变量名 = 初始值;
代码示例:
boolean value = true;
System.out.println(value);
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
- 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
boolean value = true;
System.out.println(value + 1);
/*
代码编译会出现如下错误:
java: 二元运算符 '+' 的操作数类型错误
第一个类型: boolean
第二个类型: int
*/
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
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：
- 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。
- 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
- **byte与byte的运算 **
byte a = 10;
byte b = 20;
byte c = a + b;
System.out.println(c);
// 不兼容的类型: 从int转换到byte可能会有损失
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。
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】:
- 不同类型的数据混合运算，范围小的会提升成范围大的。
- 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。
如果两个操作数中有一个是 double 类型， 另一个操作数就会转换为 double 类型。
否则， 如果其中一个操作数是 float 类型， 另一个操作数将会转换为 float 类型。
否则， 如果其中一个操作数是 long 类型， 另一个操作数将会转换为 long 类型。
否则， 两个操作数都将被转换为 int 类型。
4. String字符串类型变量
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：
- 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);
注意事项：
- 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:
String name = "My name is \"张三\"";
System.out.println(name);
转义字符有很多，其中几个比较常见的如下:
| 转移字符 | 解释 |
|---|---|
| \n | 换行 |
| \t | 水平制表符 |
\' |
单引号 |
\" |
双引号 |
\\ |
反斜杠 |
字符串拼接：
System.out.println("hello" + "world"); // 拼接 helloworld
System.out.println("hello" + 10 + 20); // 其他数据类型和字符串使用+拼接，结果是字符串 hello1020
System.out.println(10 + 20 + "hello"); // 30hello
System.out.println("hello" + (10 + 20)); // hello30
System.out.println(10 + "" + 20 + "hello"); // 1020hello
System.out.println("a = " + 10 + "，b = " + 20); //a = 10，b = 20