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6. Java 中的基本数据类型 【连载 6】

图片描述
数据类型定义了变量可以采用的值,例如,定义变量为 int 类型,则只能取整数值。

在 Java 中有两类数据类型:

1)原始数据类型

2)非原始数据类型 - 数组和字符串是非原始数据类型,将在以后的教程中讨论它们。

这次我们将讨论Java中的原始数据类型和字符。

Java 变量必须先指定它的数据类型(变量声明),然后才能使用。

int num;

像这种变量数据类型在编译时已知,则这种语言称为静态类型的。

1. 基本数据类型

在Java中,我们有八种基本数据类型:

1)boolean:布尔类型

2)char:字符类型

3)byte:字节类型

4)short:短类型

5)int:整数类型

6)long:长类型

7)float:浮点类型

8)double:双精度类型

byteshortintlong 类型用于存储整数类型数据。

floatdouble 用于存储分数或者小数类型数据,也可用于存储整数值。

char用于存储字符(字母)类型数据。

boolean类型存储 truefalse,用于逻辑判断。

3. 常用到的数据类型

1)用于存储数值常用到的数据类型有intlongdoubleint类型占用内存空间较小,程序运行速度快,double类型占用内存空间较大,程序运行速度相对慢。

2)用于存储文本的常用数据类型String(非原始数据类型)和char

3)用于决策的 boolean数据类型比较常用

1.1 byte 数据类型

可以保存在-128到127之间的整数。主要用于节省内存。

默认大小:1个字节

class ByteExample {
    public static void main(String[] args) {
        byte num;
        System.out.println("存储最大值:" + Byte.MAX_VALUE);
        System.out.println("存储最小值:" + Byte.MIN_VALUE);
        System.out.println("默认存储字节:" + Byte.BYTES);
        num = 113;
        System.out.println(num);
        //num = 160;//编译会抛出错误:不兼容的类型: 从int转换到byte可能会有损失num = 160;
    }
}

输出:

存储最大值:127
存储最小值:-128
默认存储字节:1
113

如果 num 的值超出范围会在编译时候抛出错误:不兼容的类型: 从int转换到byte可能会有损失

1.2. short 类型数据

它的存储数值范围是 -32,768 到 32767。

数据类型默认大小:2个字节。

class ShortExample {
    public static void main(String[] args) {
        short num;
        System.out.println("存储最大值:" + Short.MAX_VALUE);
        System.out.println("存储最小值:" + Short.MIN_VALUE);
        System.out.println("默认存储字节:" + Short.BYTES);
        num = 150;
        System.out.println(num);
    }
}

输出:

存储最大值:32767
存储最小值:-32768
默认存储字节:2
150

1.3. int 数据类型

存储数值范围:-2147483648 到 2147483647

默认大小:4 字节

class IntExample {
    public static void main(String[] args) {
        int num;
        System.out.println("存储最大值:" + Integer.MAX_VALUE);
        System.out.println("存储最小值:" + Integer.MIN_VALUE);
        System.out.println("默认存储字节:" + Integer.BYTES);
        num = 1500;
        System.out.println(num);
        num = -1500;
        System.out.println(num);
    }
}

输出:

存储最大值:2147483647
存储最小值:-2147483648
默认存储字节:4
1500
-1500

1.4. long 数据类型

数值存储范围:-9223372036854775808 到 9223372036854775807

默认大小:8 字节

class LongExample {
    public static void main(String[] args) {
        long num;
        System.out.println("存储最大值:" + Long.MAX_VALUE);
        System.out.println("存储最小值:" + Long.MIN_VALUE);
        System.out.println("默认存储字节:" + Long.BYTES);
        num = 150000000000L;
        System.out.println(num);
        num = -150000000000L;
        System.out.println(num);
    }
}

注意:long类型变量赋值时,数值后面要加上字母L或者小写l

输出:

存储最大值:9223372036854775807
存储最小值:-9223372036854775808
默认存储字节:8
150000000000
-150000000000

总结:

bytelong 类型变量存储范围越来越大,存储空间(字节数)越来越大,程序运行速度越来越小。所以编码过程中根据数值大小选择合适数据类型变量,可以优化程序运行速度。

1.5. double 数据类型

足够保存15位十进制数字

默认大小:8 字节

class DoubleExample {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("存储最大值:" + Double.MAX_VALUE);
        System.out.println("存储最小值:" + Double.MIN_VALUE);
        System.out.println("默认存储字节" + Double.BYTES);
        double num = -42937737.9d;
    }
}

注意:double 类型变量赋值时,数值后面要加上字母D或者小写d

输出:

存储最大值:1.7976931348623157E308
存储最小值:4.9E-324
默认存储字节8
-4.29377379E7

1.6 float 数据类型

足够保存6至7位十进制数字

默认大小:4 字节

class DoubleExample {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("存储最大值:" + Double.MAX_VALUE);
        System.out.println("存储最小值:" + Double.MIN_VALUE);
        System.out.println("默认存储字节" + Double.BYTES);
        double num = -42937737.9d;
    }
}

注意:float 类型变量赋值时,数值后面要加上字母F或者小写f

输出:

存储最大值:3.4028235E38
存储最小值:1.4E-45
默认存储字节4
-18.9

1.7. boolean 数据类型

只存储 truefalse

class BooleanExample {
    public static void main(String[] args) {
        boolean b = true;
        System.out.println(b);
        b = false;
        System.out.println(b);
    }
}

输出:

true
false

1.8. char 数据类型

只存储一个字符

默认存储大小:2 个字节

class CharExample {
    public static void main(String[] args) {
        char ch = 'z';
        System.out.println("默认存储字节:" + Character.BYTES);
        System.out.println(ch);
        ch = '1';
        System.out.println(ch);
        //ch = '10';//编译不过,因为char 类型只能存储一个字符
    }
}

输出:

默认存储字节:2
z
1
2. 整数的不同进制

byteshortintlong都可以用十进制、二进制、八进制以及十六进制的方式来表示。当使用常量字面量时,前缀0b表示二进制,0表示八进制,而前缀0x代表十六进制。比如:

int decimal = 174;
int binary = 0b10101110;
int octal = 0256;
int hexa =  0xAE;

为什么174用二进制表示就是10101110呢?

174是由个位数的4、十位数的7和百位数的1构成:

如果使用二进制,则可以表达为:

上面图片中所有红色的数字就构成了二进制表示10101110

哪如何将一个十进制数转换为二进制数呢?

将十进制数不断除以2,直到等于0,每次除法产生的余数从后往前合并在一起就是对应的二进制表示:

对于八进制和十六进制,原理是类似的。

3. 类型转换

一个浮点数字面量默认是double类型,如果要定义float类型则要在字面量最后添加f或者F

double a = 1.23;
float b = 1.23F;
float c = 1.23; // 编译错误

以上代码中,第三行代码将出现编译错误,因为1.23这个字面量是double类型的,不能将其赋值给float类型。

一个整数字面量默认是int类型,如果要定义长整形(long)则要在字面量最后添加l或者L。但是

int a = 100;
long b = 100000L;
long c = 100000;

第三行代码long c = 100000;不会有编译错误,虽然字面量100000int类型的,但是当int类型赋值给long类型时,可以自动转换long类型。

占用内存空间小的类型可以自动转换为占用空间大的类型,反之则不成立。你把一个变量的想象成一个箱子,更小的箱子里的东西可以放入到更大的箱子中,将更大的箱子里的东西放到更小的箱子则可能装不下。比如:

  • b = a;是合法的赋值
  • a = b;则是非法的赋值,会有编译错误,这其实也是代码float c = 1.23;会发生编译错误的原因

如果一定要将b的值(long类型)赋值给a,则要进行强制转换

a = (int)b;

b变量前的(int)表示将b的值强制转换为int类型。注意强制类型转换时,可能导致数据错误,比如b的值超过了int类型的表示范围,此时就会进行数据截断(丢掉箱子装不下的东西),我们应该尽量避免这种情况。

基本类型之间的自动转换关系如下:

4. 包装类

以上8种基本类型都不是类,Java提供了对应的类,称之为包装类。包装类可以认为是将基本类型转换成的一个引用类型。

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

每种基本类型所占用的内存空间大小,最大值和最小值,可以通过其包装类来访问。比如为了我们可以这样访问int类型的相关信息:

 System.out.println("int类型的二进制位数:" + Integer.SIZE);  
 System.out.println("int类型的最小值:Integer.MIN_VALUE=" + Integer.MIN_VALUE);  
 System.out.println("int类型的最大值:Integer.MAX_VALUE=" + Integer.MAX_VALUE); 

注意,将一个整数和字符串通过+号拼接起来,整数可以自动转换为字符串。

Integerint为例,我们可以将两者进行转换,例如:

Integer in = new Integer(100); // 将int转换为包装类
int m = in.intValue(); // 获取Integer的int值
String s = “123”;
int n = Integer.parseInt(s); // 将字符串转换为整数
String s2 = Integer.toString(n); // 将整数转换为字符串

其它数据类型的操作是类似的,不再一一赘述。

Integer in = new Integer(100);将int转换为包装类,本质就是通过new创建包装类Integer,调用Integer的构造函数并将100这个int类型的数作为参数传给构造函数。关于构造函数的细节在后续教程中讲解。

5. 数组

数组(Array)是程序设计语言中必不可少的一种结构,它用来描述一系列相同类型的数据。一个数组一旦创建后,它的长度是固定的。

下面的代码,定义了一个长度为10的数组,数据的下标编号从0开始,9是最后一个元素。下面是一个Java语言数组的例子:

int[] anArray;
anArray = new int[10];//初始化一个长度为10的整形数组

anArray[0] = 100;//初始化第一个变量
anArray[1] = 200;
anArray[2] = 300;
anArray[3] = 400;
anArray[4] = 500;
anArray[5] = 600;
anArray[6] = 700;
anArray[7] = 800;
anArray[8] = 900;
anArray[9] = 1000;

数组下标和元素的关系如下所示:

这样初始化数组比较麻烦,下面是另外一种更加便捷的方式:

int[] anArray = { 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000};

这样会自动创建一个长度为10的int数组。我们通过anArray.length可以得到数组的长度。

6. String 类型数据

一个字符串就是一个字符序列,字符串被广泛应用于 Java 编程。Java语言将字符串作为String类型的对象进行处理。

String并不是基本的数据类型,是一个类。最常用的创建字符串对象的方法如下:

String str = "abc";

字符串可以通过++=操作符进行拼接,比如:

String str1 = "abc";    
String str2 = str1 + "def";
str1 += "def";

最后str1str2所指向的字符串内容为"abcdef"。

字符串和基本数据类型也能通过+进行拼接操作,比如:

int a = 100;
String str = "a=" + a;

str字符串的内容为"a=100"。即基本类型和字符串类型相加时,基本类型会自动转换为其字符串表示,在这个例子中相当于:

String str = "a=" + "100";

回顾包装类这一小节的代码:

System.out.println("int类型的最大值:Integer.MAX_VALUE=" + Integer.MAX_VALUE); 

就是将字符串和数据类型的拼接。

String类的实例是一个不可变的对象,意味着对String的操作都会产生一个新的String对象。

例如,String有一个substring()方法

String str = "123456";
str.substring(3); // 从下标3(注意下标从0开始)开始截取一个子字符串
System.out.println(str); // str本身不可变,所以打印出来依然是123456
String str2 = str.substring(3); // 将产生的新对象赋值给一个新的引用变量
System.out.println(str2); // str2的内容为456
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