【JAVASE】数据类型与变量
⭐ 作者：小胡_不糊涂
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数据类型与变量
- 1. 字面常量
- 2. 数据类型
- 3. 变量
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- 3.1 语法格式
- 3.2 整型变量
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- 3.2.1 整型变量
- 3.2.2 长整型变量
- 3.2.3 短整型变量
- 3.2.4 字节型变量
- 3.3 浮点型变量
-
- 3.3.1 单精度浮点型
- 3.3.2 双精度浮点型
- 3.4 字符型变量
- 3.5 布尔型变量
- 3.6 类型转换
-
- 3.6.1 自动类型转换(隐式)
- 3.6.2 强制类型转换(显式)
- 3.7 类型提升
- 4. 字符串类型
1. 字面常量
常量即程序运行期间，固定不变的量称为常量，比如：一个礼拜七天，一年12个月等。
public class Num_type {
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);
}
}
这里的 “Hello World!”、100、3.14、‘A’、true、false 都是常量，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、0.9
- 字符常量：由 单引号 括起来的当个字符，比如：‘A’、‘9’
- 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、字符型以及布尔型
八种：
| 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 | -2^31 ~2^31-1 |
| 长整型 | long | 8 字节 | -2^63 ~2^63-1 |
| 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：
- 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，该中类型后序介绍。
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)。1byte=8bit
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
3. 变量
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、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。
3.1 语法格式
//格式：
//数据类型 变量名 = 初始值；
例如：
int a=9;// 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9,a中的值可以修改
double b = 3.14;
char c = 'A';
boolean d = true;
在编译器上实现输出：
//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);
运行结果：
3.2 整型变量
3.2.1 整型变量
创建方式：
// 方式一：在定义时给出初始值
int a = 10;
System.Out.println(a);//打印
// 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);
// 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：
public class Num_type {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(Integer.MIN_VALUE);//最小
System.out.println(Integer.MAX_VALUE);//最大
}
}
在Java当中，当你赋值的"字面值常量”一旦超过了变量能存储的最大值，就会自动编译报错。
例如：
注：
- int不论在何种系统下都是4个字节
- 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
3.2.2 长整型变量
我们已经知道 int 是定义整型变量的，而长整型变量是由 long 定义的。
int a=10;//整型
//长整型
long b=10;
long c=10l;
long d=10L;
为了区分 int 类型和 long 类型，一般建议给 long 类型变量的初始值后加 L 或 l，因为 l 与 1 不好区分，所以常加 L 。
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
public class Num_type {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(Long.MIN_VALUE);
System.out.println(Long.MAX_VALUE);
}
}
注：
- 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
3.2.3 短整型变量
short a=10;//short定义的短整型变量
short 型变量所能表示的范围：
public class Num_type {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(Short.MIN_VALUE);
System.out.println(Short.MAX_VALUE);
}
}
注：
- short在任何系统下都占2个字节
- short的表示范围为：-32768 ~ 32767
- 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
3.2.4 字节型变量
byte a=10;//由byte定义的字节型变量
byte型变量所能表示的范围：
public class Num_type {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(Byte.MIN_VALUE);
System.out.println(Byte.MAX_VALUE);
}
}
注：
- 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
3.3 浮点型变量
浮点型变量，即小数型。
3.3.1 单精度浮点型
//定义方式：
float a=1.0f;
float b=2.0F;
例如：打印变量 a
float 类型在 Java 中占四个字节，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 。
float 的包装类型为 Float 。
float型变量所能表示的范围：
public class Num_type {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(Float.MIN_VALUE);
System.out.println(Float.MAX_VALUE);
}
}
1.4E-45=1.4x10^(-45)
3.3.2 双精度浮点型
//定义方式
double a=3.14;
double型变量所能表示的范围：
public class Num_type {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(Double.MIN_VALUE);
System.out.println(Double.MAX_VALUE);
}
}
大家看看这段代码的输出结果会是多少？
//代码1
public class Num_type {
public static void main(String[] args) {
int a=1;
int b=2;
System.out.println(a/b);
}
}
没错，答案是 0
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 float 或 double 类型计算：
也可以这样计算：
//代码2
public class Num_type {
public static void main(String[] args) {
double n=1.1;
System.out.println(n*n);
}
}
你的结果是1.21吗？
这是因为小数并没有一个非常精确的数字，只能说是精确到小数点后几位。
注：
- 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 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 字符型变量
public class Num_type {
public static void main(String[] args) {
char a = 'A';//char定义的字符型变量
char b = '1';
char c = '张';//java中的字符可以存放整形
System.out.println(a);
System.out.println(b);
System.out.println(c);
}
}
输出结果：
注：
- 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的包装类型为Character
3.5 布尔型变量
布尔类型常用来表示真假，在现实生活中也是经常出现的。
public class Num_type {
public static void main(String[] args) {
boolean b = true;//boolean定义的布尔类型变量
System.out.println(b);
b = false;
}
}
输出结果：
注：
- 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
- 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的包装类型为Boolean
错误代码：
boolean a = true;
System.out.println(a + 1);
第一个类型是 boolean 型，第二个是 int 型，两个并不能做运算。
3.6 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，会有严格的校验。
观察下面代码：
int a=10;
long b=100L;
a=b;//编译失败 a 是整型，b 是长整型
b=a;//可以通过编译
运行结果：
这是因为 long 型的变量值范围对比 int 大，所以在由大到小转换的时候，可能会有损失。
而由小类型到大类型转换并没有影响。
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)。
3.6.1 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(-128~127)，有数据丢失
3.6.2 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。
例如：
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(强加 int )，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：
- 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
3.7 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 c时会丢失数据
long d = a + b; // 编译成功：a + b ==> int + long--->long + long 赋值给long，并不会丢失数据
输出 c：
输出 d：
byte与byte的运算
byte a = 10;
byte b = 20;
byte c = a + b;
System.out.println(c);
运行结果：
byte 和 byte 都是相同类型，为什么会出现编译报错呢？
原因是计算 a + b 会先将 a 和 b 都提升成 int 型，进行计算后得到的结果也是 int ，赋给 c 时就会出现上述错误。
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。
修改上述代码：
byte a = 10;
byte b = 20;
byte c = (byte)(a + b);
System.out.println(c);
注：
- 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
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
运行结果：
int 与 String 的转换
1. int 转成 String
int num = 10;
// 方法1
String str1 = num + "";
// 方法2
String str2 = String.valueOf(num);
例如：
2. String 转成 int
String str = "100";
int num = Integer.parseInt(str);
例如：
大家看看这段代码，你能给出正确答案吗？
int a = 10;
int b = 20;
System.out.println("a = "+a +" b = " + b);
System.out.println("a + b = "+a+b);
System.out.println(a+b + "a + b ");
输出结果：
字符串 + 其他 = 字符串
对第二个输出结果，是因为字符串在前面，其后面的 a+b 也是一个字符串，即 1020
而第三个是因为 a+b 在前面，加完后才与 "a+b "相加
