数据类型与变量
文章目录
- 1. 字面常量
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- 1.1举例：
- 1.2 常量概念
- 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 整型变量
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- 3.3.1 整型变量
- 3.3.2 长整型变量
- 3.3.3 短整型变量
- 3.3.4 字节型变量
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- 3.4 浮点型变量
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- 3.4.1 双精度浮点型
- 3.4.2 单精度浮点型
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- 3.5 字符型变量
- 3.6 布尔型变量
- 4. 类型转换
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- 4.1 自动类型转换(隐式)
- 4.2 强制类型转换(显式)
- 5. 类型提升
- 6. 字符串类型
1. 字面常量
1.1举例：
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Hello World");
}
在HelloWorld程序中，不论程序何时运行，输出的都是Hello World，其实"Hello World"就是字面常量。
1.2 常量概念
程序运行期间，固定不变的量称为常量。通过数据直接显示的值叫做常量值，又叫字面常量。
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(后面了讲) 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 | -27 ~27 -1 |
| 短整型 | short | 2 字节 | -215~ 215 -1 |
| 整型 | int | 4 字节 | -231~ 231 -1 |
| 长整型 | long | 8 字节 | -263~ 263 -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,引用类型包括类、接口和数组类型以及特殊的null类型,该中类型后序介绍。
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;
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;
3.3 整型变量
3.3.1 整型变量
// 方式一：在定义时给出初始值
int a = 10;
System.Out.println(a);
// 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);//会报错
c = 100;
// int型变量所能表示的范围：
System.Out.println(Integer.MIN_VALUE);//-2147483648，Integer表示包装类，里面包含了很多关于整型的方法
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; // 编译时会自动报错，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
- 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
3.3.2 长整型变量
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);//9223372036854775807
System.Out.println(Long.MAX_VALUE);//-9223372036854775808
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：-263~ 263 -1
- long的包装类型为Long
3.3.3 短整型变量
short a = 10;// short定义短整型变量
// short型变量所能表示的范围：
System.Out.println(Short.MIN_VALUE);//32767
System.Out.println(Short.MAX_VALUE);//-32768
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
- 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
- 对于（short、byte）小于4字节赋值的字面值，只要不超过表示范围，就不会解析为整型
3.3.4 字节型变量
byte b = 10;//byte定义字节型变量
// byte型变量所能表示的范围：
System.Out.println(Byte.MIN_VALUE);//127
System.Out.println(Byte.MAX_VALUE);//-128
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 双精度浮点型
double d = 3.14;
double num = 1.1;
System.out.println(num * num);
// 执行结果
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 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。比如说一个抽奖活动，说你有99.99%的概率获奖，其实这个是精确之后的表述，但其实可能是99.99000002%。
使用场景：
int a = 1;
int b = 2;
System.out.println(a / b); // 输出 0.5 吗？
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 = 1.0;
double b = 2.0;
System.out.println(a / b); // 输出0.5
int c = 1;
int e = 2;
System.out.println(c * 1.0 / e);//c * 0.1之后会转换为double型数据，输出0.5
3.4.2 单精度浮点型
float num1 = 1.0f; //为了区分double和float类型，一般建议：float类型变量的初始值之后加F或者f
float num2 = 1.0F;
- 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。
3.5 字符型变量
char c1 = 'A'; // 大写字母
char c2 = '1'; // 数字字符
// 注意：java中的字符可以存放整型数据
char 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。
- char的包装类型为Character
char ch = '呵';
System.out.println(ch);
执行 javac 命令的时候可能出现错误,此时我们在执行 javac 时加上 -encoding UTF-8 选项即可
javac -encoding UTF-8 xxxx.java
关于字符编码方式的讨论, 参见字符编码
3.6 布尔型变量
布尔类型常用来表示真假
boolean b = true;
b = false;
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.
- 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。
4. 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.
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)。
4.1 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，无法自动转换，会有数据丢失，不安全
float f = 3.14F;
double d = 5.12;
d = f; // 编译通过,编译器会将f转换为double，然后进行赋值
f = d; // 编译失败,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
4.2 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 = 100;
long b = 10L;
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
5. 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
正确的写法：
int c2 = (int) (a + b);//可以强制转换为int型数据，但是这样可能丢失数据
- byte与byte的运算
byte a = 10;
byte b = 20;
//byte c = a + b;//编译出错
int f3 = f + f2;// 编译成功
System.out.println(c);
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, 这时赋给 c, 就会出现上述错误.
原因:
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 f4 = (byte) (f + f2);//可以强制转换为byte型数据，但是这样可能丢失数据
【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.
6. 字符串类型
在Java中使用String类定义字符串类型，比如：
public static void main(String[] args) {
String s1 = "hello";
String s2 = " world";
System.out.println(s1);//hello
System.out.println(s2);// world
System.out.println(s1+s2); // s1+s2表示：将s1和s2进行拼接
//输出：hello world
}
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);