Java基础——数据类型（种类、包装类型、缓存机制、装拆箱、精度丢失）

我是一个计算机专业研0的学生卡蒙Camel（刚保研）
记录每天学习过程（主要学习Java、python、人工智能），总结知识点（内容来自：自我总结+网上借鉴）
希望大家能一起发现问题和补充，也欢迎讨论

Java数据类型

数据类型种类

Java有8大基本数据类型：

类型	关键字	大小	默认值	取值范围
整数类型	byte	1字节	0	-128 到 127
	short	2字节	0	-32,768 到 32,767
	int	4字节	0	-2^31 到 2^31-1
	long	8字节	0L	-2^63 到 2^63-1
浮点类型	float	4字节	0.0f	大约±3.40282347E+38F (有效位数6-7位)
	double	8字节	0.0d	大约±1.79769313486231570E+308 (有效位数15位)
字符类型	char	2字节	‘\u0000’ (即0)	‘\u0000’ (0) 到 ‘\uffff’ (65,535)
布尔类型	boolean	不定	false	true 或 false

包装类型和基本类型

Java 中的包装类型（Wrapper Class）是用来将基本数据类型（primitive data types）封装成对象的类。每个基本数据类型都有对应的包装类，这些包装类位于 java.lang 包中。

基本数据类型	包装类
boolean	Boolean
byte	Byte
short	Short
int	Integer
long	Long
float	Float
double	Double
char	Character

两者之间的区别：

• 泛型：包装类型可用于泛型，而基本类型不可以。

• ⭐存储方式：

  • 基本数据类型的局部变量存放在 Java 虚拟机栈中的局部变量表中，基本数据类型的成员变量（未被 static 修饰 ）存放在 Java 虚拟机的堆中

  • 包装类型属于对象类型，我们知道几乎所有对象实例都存在于堆中。

• 占用空间：基本数据类型占用空间较小

• 默认值：

  • 基本数据类型不是null

  • 包装类型默认值是null

• 比较方式：

  • 基本数据类型：== 比较的是值

  • 包装类型：== 比较的是对象的内存地址。值比较用equals() 方法。

⚠️注意：基本数据类型的存储位置取决于它们的作用域和声明方式。如果它们是局部变量，那么它们会存放在栈中；如果它们是成员变量，那么它们会存放在堆/方法区/元空间中。

包装类型的缓存机制

从 Java 5 开始，为了提高性能和节省内存，引入了包装类型的缓存机制。这个机制特别适用于那些频繁使用的数值范围内的值，通过预先创建并存储这些值的对象实例，避免了重复创建相同值的对象。

• Byte,Short,Integer,Long 这 4 种包装类默认创建了数值 [-128，127] 的相应类型的缓存数据
• Character 创建了数值在 [0,127] 范围的缓存数据
• Boolean 直接返回 True or False。

因为有缓存机制，所以在缓存好的对象使用 == 判断可能返回的是true，因为他们都常量池中已创建好的对象。

装箱与拆箱

基本数据类型和包装类型的相互转换成为装箱与拆箱。

Integer i = 10; // 装箱
int n = i;	//拆箱

装箱的实质原理就是调用了Integer.valueOf()方法，拆箱就是调用了intvalue()方法。

⛔自动装箱的问题：如果频繁拆装箱的话，也会严重影响系统的性能。我们应该尽量避免不必要的拆装箱操作。

Integer sum = 0;
for(int i = 1;i < 5000;i ++){
    sum += i;
}

上述代码就有先拆箱、再装箱的多余步骤，会影响新能。

BigDecimal

BigDecimal 可以实现对浮点数的运算，不会造成精度丢失。

精度丢失问题

float 和 double 这两种基本数据类型用于存储带有小数部分的数值，但它们并不能精确地表示所有的十进制小数，因为某些十进制小数无法被准确转换为有限长度的二进制小数。例如，0.01 在二进制下是一个无限循环小数.

double a1 = 2.50;
double a2 = 2.49;
System.out.println(a1 - a2); // 输出0.009999999999999787

使用BigDecimal解决

double a = 1.0, b = 0.8;
BigDecimal a2 = new BigDecimal("1.0");
BigDecimal b2 = new BigDecimal("0.8");
System.out.println(a - b); // 0.19999999999999996
System.out.println(a2.subtract(b2)); // 0.2

BigDecimal比较：

BigDecimal a = new BigDecimal("1.0");
BigDecimal b = new BigDecimal("1.00");
BigDecimal c = new BigDecimal("0.8");

BigDecimal x = a.subtract(c);
BigDecimal y = b.subtract(c);

System.out.println(x); /* 0.2 */
System.out.println(y); /* 0.20 */
// 比较内容，不是比较值
System.out.println(Objects.equals(x, y)); /* false */
// 比较值相等用相等compareTo，相等返回0
System.out.println(0 == x.compareTo(y)); /* true */