JAVA入门，数据类型

数据类型

通过上一节，明白了变量就是申请内存来存储值，即当创建变量的时候，需要在内存中申请空间。

内存管理系统根据变量的类型为变量分配存储空间，确定了变量的类型，即确定了数据需分配内存空间的大小，数据在内存的存储方式。

Java 是一种强制类型的语言，所有的变量都必须先明确定义其数据类型，然后才能使用。

Java 中所有的变量、表达式和值都必须有自己的类型，没有“无类型”变量这样的概念。

Java 语言支持的数据类型分为两种：内置数据类型/基本数据类型 & 引用数据类型

• 基本数据类型（primitive type）：都是直接存储在内存中的内存栈上，数据本身的值就是存储在栈空间；
• 引用数据类型（reference type）：继承与Object类，引用（即指针）是存储在有序的内存栈上，而对象本身的值存储在内存堆中。

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基本数据类型

Java语言提供了八种基本类型。六种数字类型（四个整数型，两个浮点型），一种字符类型，还有一种布尔型。

占用存储范围： 1字符 = 2字节（byte）= 16位

类型	概述	范围	默认值	作用	例子
byte	8位、有符号，以二进制补码表示的整数	-2^7 ~ (2^7-1)，即 -128 ～ 127	0	byte类型用在大型数组中节约空间，主要代替整数，因为byte变量占用的空间只有int的四分之一;	例子：byte a=-2
short	16位，有符号，以二进制补码表示的整数	-2^15 ~ 2^15-1, 即 -32768 ～ 32767	0	short占用空间是int的二分之一	例子：short s=-20000
int	32位、有符号，以二进制补码表示的整数	-2^31 ~ 2^31-1	0	一般整数型默认为int类型；	例子：int=-200000
long	64位、有符号，以二进制补码表示的整数	-2^63 ~ 2^63-1	0L	主要使用在需要比较大整数的系统上	例子：long a=10000L
float	32位、单精度，浮点数	浮点数不能用于表示精确的值	0.0f	在存储大型浮点数组的时候可以节省内存空间	例子：float f1=0.3f
double	64位、双精度，浮点数	double也不能表示精确的值	0.0d	浮点数的默认类型为double类型	例子：double d1=12.3
boolean	表示一位的信息	取值：true/false	false	只作为一种标志类记录 true/false 情况	例子：boolean one=true
char	是一个单一的16位Unicode字符	\u0000（即0）～\uffff(65,535)	'\u0000'	char可以存储任何字符	例子：char letter='A'

对于数值类型的基本类型的取值范围，我们无需强制去记忆，因为它们的值都已经以常量的形式定义在对应的包装类中了。

请看下面的例子：

 public class PrimitiveTypeTest {
            public static void main(String[] args) {
                // byte  
                System.out.println("基本类型：byte 二进制位数：" + Byte.SIZE);
                System.out.println("包装类：java.lang.Byte");
                System.out.println("最小值：Byte.MIN_VALUE=" + Byte.MIN_VALUE);
                System.out.println("最大值：Byte.MAX_VALUE=" + Byte.MAX_VALUE);
                System.out.println();

                // short  
                System.out.println("基本类型：short 二进制位数：" + Short.SIZE);
                System.out.println("包装类：java.lang.Short");
                System.out.println("最小值：Short.MIN_VALUE=" + Short.MIN_VALUE);
                System.out.println("最大值：Short.MAX_VALUE=" + Short.MAX_VALUE);
                System.out.println();

                // int  
                System.out.println("基本类型：int 二进制位数：" + Integer.SIZE);
                System.out.println("包装类：java.lang.Integer");
                System.out.println("最小值：Integer.MIN_VALUE=" + Integer.MIN_VALUE);
                System.out.println("最大值：Integer.MAX_VALUE=" + Integer.MAX_VALUE);
                System.out.println();

                // long  
                System.out.println("基本类型：long 二进制位数：" + Long.SIZE);
                System.out.println("包装类：java.lang.Long");
                System.out.println("最小值：Long.MIN_VALUE=" + Long.MIN_VALUE);
                System.out.println("最大值：Long.MAX_VALUE=" + Long.MAX_VALUE);
                System.out.println();

                // float  
                System.out.println("基本类型：float 二进制位数：" + Float.SIZE);
                System.out.println("包装类：java.lang.Float");
                System.out.println("最小值：Float.MIN_VALUE=" + Float.MIN_VALUE);
                System.out.println("最大值：Float.MAX_VALUE=" + Float.MAX_VALUE);
                System.out.println();

                // double  
                System.out.println("基本类型：double 二进制位数：" + Double.SIZE);
                System.out.println("包装类：java.lang.Double");
                System.out.println("最小值：Double.MIN_VALUE=" + Double.MIN_VALUE);
                System.out.println("最大值：Double.MAX_VALUE=" + Double.MAX_VALUE);
                System.out.println();

                // char  
                System.out.println("基本类型：char 二进制位数：" + Character.SIZE);
                System.out.println("包装类：java.lang.Character");
                // 以数值形式而不是字符形式将Character.MIN_VALUE输出到控制台  
                System.out.println("最小值：Character.MIN_VALUE="
                        + (int) Character.MIN_VALUE);
                // 以数值形式而不是字符形式将Character.MAX_VALUE输出到控制台  
                System.out.println("最大值：Character.MAX_VALUE="
                        + (int) Character.MAX_VALUE);
            }
        }

输出

        基本类型：byte 二进制位数：8
        包装类：java.lang.Byte
        最小值：Byte.MIN_VALUE=-128
        最大值：Byte.MAX_VALUE=127

        基本类型：short 二进制位数：16
        包装类：java.lang.Short
        最小值：Short.MIN_VALUE=-32768
        最大值：Short.MAX_VALUE=32767

        基本类型：int 二进制位数：32
        包装类：java.lang.Integer
        最小值：Integer.MIN_VALUE=-2147483648
        最大值：Integer.MAX_VALUE=2147483647

        基本类型：long 二进制位数：64
        包装类：java.lang.Long
        最小值：Long.MIN_VALUE=-9223372036854775808
        最大值：Long.MAX_VALUE=9223372036854775807

        基本类型：float 二进制位数：32
        包装类：java.lang.Float
        最小值：Float.MIN_VALUE=1.4E-45
        最大值：Float.MAX_VALUE=3.4028235E38

        基本类型：double 二进制位数：64
        包装类：java.lang.Double
        最小值：Double.MIN_VALUE=4.9E-324
        最大值：Double.MAX_VALUE=1.7976931348623157E308

        基本类型：char 二进制位数：16
        包装类：java.lang.Character
        最小值：Character.MIN_VALUE=0
        最大值：Character.MAX_VALUE=65535

Float和Double的最小值和最大值都是以科学记数法的形式输出的，结尾的"E+数字"表示E之前的数字要乘以10的多少次方。比如3.14E3就是3.14 × 10的3次 =3140，3.14E-3 就是 3.14 x 10的-3次 =0.00314。

实际上，JAVA中还存在另外一种基本类型 void，它也有对应的包装类 java.lang.Void，不过我们无法直接对它们进行操作。

引用数据类型

引用数据类型建立在基本数据类型的基础上，包括数组、类和接口。引用数据类型是由用户自定义，用来限制其他数据的类型。另外，Java 语言中不支持 C++ 中的指针类型、结构类型、联合类型和枚举类型。

引用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 只是引用类型的一个特殊直接量。

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。

数据类型转换

数据类型的转换是在所赋值的数值类型和被变量接收的数据类型不一致时发生的，它需要从一种数据类型转换成另一种数据类型。

数据类型的转换可以分为隐式转换（自动类型转换）和显式转换（强制类型转换）两种。

隐式转换（自动类型转换）

如果以下 2 个条件都满足，那么将一种类型的数据赋给另外一种类型变量的时，将执行自动类型转换（automatic type conversion）。

• 两种数据类型彼此兼容
• 目标类型的取值范围大于源数据类型（低级类型数据转换成高级类型数据）

当以上 2 个条件都满足时，拓宽转换（widening conversion）发生。

例如 byte 类型向 short 类型转换时，由于 short 类型的取值范围较大，会自动将 byte 转换为 short 类型。

在运算过程中，由于不同的数据类型会转换成同一种数据类型，所以整型、浮点型以及字符型都可以参与混合运算。自动转换的规则是从低级类型数据转换成高级类型数据。转换规则如下：

• 数值型数据的转换：byte→short→int→long→float→double。
• 字符型转换为整型：char→int。

以上数据类型的转换遵循从左到右的转换顺序，最终转换成表达式中表示范围最大的变量的数据类型。

例 ：顾客到超市购物，购买牙膏 2 盒，面巾纸 4 盒。其膏的价格是 10.9 元，面巾纸的价格是 5.8 元，求商品总价格。实现代码如下：

public static void main(String[] args) {   
    float price1 = 10.9f; // 定义牙膏的价格    
    double price2 = 5.8; // 定义面巾纸的价格    
    int num1 = 2; // 定义牙膏的数量    
    int num2 = 4; // 定义面巾纸的数量    
    double res = price1 * num1 + price2 * num2; 
    // 计算总价    
    System.out.println("一共付给收银员" + res + "元"); // 输出总价
}

上述代码中首先定义了一个 float 类型的变量存储牙膏的价格，然后定义了一个 double 类型的变量存储面巾纸的价格，再定义两个 int 类型的变量存储物品的数量，最后进行了乘运算以及和运算之后，将结果储存在一个 double 类型的变量中进行输出。

程序执行结果

一共付给收银员44.99999923706055元

从执行结果看出，float、int 和 double 三种数据类型参与运算，最后输出的结果为 double 类型的数据。

这种转换一般称为“表达式中类型的自动提升”。

自动类型提升有好处，但它也会引起令人疑惑的编译错误。

例如，下面看起来正确的程序却会引起问题：

byte b = 50;
b = b * 2;  // Type mismatch: cannot convert from int to byte

如上所示，第二行会报“类型不匹配：无法从int转换为byte”错误。

该程序试图将一个完全合法的 byte 型的值 50*2 再存储给一个 byte 型的变量。

但是当表达式求值的时候，操作数被自动的提升为 int 型，计算结果也被提升为 int 型。

这样表达式的结果现在是 int 型，不强制转换它就不能被赋为 byte 型。

确实如此，在这个特别的情况下，被赋的值将仍然适合目标类型。

所以应该使用一个显示的强制类型转换，例如：

byte b = 50;
b = (byte)(b*2);

这样就能产生正确的值 100。

注意：char 类型比较特殊，char 自动转换成 int、long、float 和 double，但 byte 和 short 不能自动转换为 char，而且 char 也不能自动转换为 byte 或 short。

显式转换（强制类型转换）

尽管自动类型转换是很有帮助的，但并不能满足所有的编程需要。例如，如果你需要将 double 型的值赋给一个 int 型的变量。

这种转换不会自动进行，因为 double 型的变化范围比 int 型的要小。这种转换有使成为“缩小转换”，因为肯定要将源数据类型的值变小才能适合目标数据类型。

所以当两种数据类型不兼容，或目标类型的取值范围小于源类型时，自动转换将无法进行，这时就需要进行强制类型转换。

语法格式如下：

(type)variableName

其中，type 为 variableName 要转换成的数据类型，而 variableName 是指要进行类型转换的变量名称

实例如下：

int a = 3;
double b = 5.0;
a = (int)b;

上述代码中首先将 double 类型变量 b 的值强制转换成 int 类型，然后将值赋给 a，但是变量 b 本身的值是没有发生变化的。

在强制类型转换中，如果是将浮点类型的值转换为整数，直接去掉小数点后边的所有数字；而如果是整数类型强制转换为浮点类型时，将在小数点后面补零。

例1：顾客到超市购物，购买牙膏 2 盒，面巾纸 4 盒。其中牙膏的价格是 10.9 元，面巾纸的价格是 5.8 元，求商品总价格，在计算总价时采用 int 类型的数据进行存储。实现代码如下：

public static void main(String[] args) {    
    float price1 = 10.9f;    
    double price2 = 5.8;    
    int num1 = 2;    
    int num2 = 4;    
    int res2 = (int) (price1 * num1 + price2 * num2);    
    System.out.println("一共付给收银员" + res2 + "元");
}

在上述实例中，有 double 类型、float 类型和 int 类型的数据参与运算，其运算结果默认为 double 类型，题目要求的结果为 int 类型，因为 int 类型的取值范围要小于 double 类型的取值范围，所以需要进行强制类型转换。

执行结果

一共付给收银员44元