[Java基础]2.3数据类型

已于 2024-08-13 16:12:15 修改
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文章标签： java 开发语言
于 2024-07-16 17:24:36 首次发布
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数据类型

基本数据类型

类型数据类型大小默认值范围
整数型byte1字节0-128 ~ 127
整数型short2字节0-32768 ~ 32767
整数型int4字节0-2147483648 ~ 2147483647
整数型long8字节0L-9223372036854775808 ~ 9223372036854775807
浮点型float4字节0.0f1.4E-45 ~ 3.4028235E+38
浮点型double8字节0.0d4.9E-324 ~ 1.7976931348623157E+308
布尔型char2字节falsetrue/false
字符型char2字节‘\u0000’\u0000 ~ \uFFFF；0 ~ 65535

long存不下怎么办？ -BigInteger
double存不下了怎么办？ -BigDecimal

类型之间的类型转换

  • 字母 N 表示无法转换；

  • 字母 Y 表示放大转换（widening conversion），由 Java 自动隐式转换；

  • 字母 C 表示缩小转换（narrowing conversion），需要显式校正。

  • Y* 表示自动执行的放大转换，但在转换过程中最低有效位可能丢失。
    在这里插入图片描述

  • 布尔值是唯一一种不能和其他基本类型之间相互转换的基本类型

  • 有个例外情况是，如果整数字面量（int 类型）的值落在 byte 和 short 类型的取值范围内，就能把这个字面量赋值给 byte 或 short 类型的变量。

基本数据类型转换规则

  1. 八种基本数据类型，除布尔型之外，其它类型都可以互相转换。

  2. 小容量转换为大容量，叫做自动类型转换，容量从小到大的排序为：

    a. byte < short(char) < int < long < float < double

    b. 注意char比short可以表示更大的整数

  3. 大容量转换为小容量，叫做强制类型转换，需要加强制类型转换符才能编译通过，运行时可能损失精度，也可能不会损失。

  4. 整数字面量如果没有超出byte short char的取值范围，可以直接赋值给byte short char类型的变量。

  5. byte short char混合运算，各自先转换为int再做运算。

  6. 多种类型混合运算，各自先转换成容量最大的类型，再做运算。

整数型

整数型字面量的四种表现形式

十进制：int a = 10;

二进制：int b = 0b101;

八进制：int o = 012;

十六进制：int d = 0x1F;

💡 当整数字面量没有超出byte的范围

在Java中有这样一个规定，当整数型字面量没有超出byte的范围：可以直接赋值给byte类型的变量。
byte b = 127; // 这是允许的
很显然，这是一种编译优化。同时也是为了方便程序员写代码。
如果超出了范围，例如：
byte b = 128; // 编译报错
这样就会报错，需要做强制类型转换，例如：
byte b = (byte)128;
它的执行结果你知道吗？可以尝试推算一下
在整数类型中，除了byte有这个待遇之外，short同样也是支持的。也就是说：如果整数型字面量没有超出short取值范围时，也是支持直接赋值的。

自动类型转换

  1. 整数型字面量默认被当做int类型来处理。

  2. 如果在整数型字面量后面添加 L 或者 l，那么这个整数型字面量就会被当做long类型来处理了(建议L)。

  3. java允许小容量的数据直接赋值给大容量的变量。

💡 byte < short < int < long < float < double
  • 对于int a = 10; 这类语句，本身是声明语句和赋值语句的混合
    • 声明int类型的变量a，给变量a分配4个字节的内存；
    • 10为整数型字面量，给10分配int默认类型的4字节存储空间。
    • 将字面量10赋值给a这个变量，数据和变量容量相同，则不发生类型转换。
  • 考虑：long d = 2147483647;的情况？
public class IntTest02{
	public static void main(String[] args){

		// 100 是4个字节。
		// b 是8个字节。
		// 小容量可以自动赋值给大容量，叫做自动类型转换。
		long b = 100;

		// 100L一上来就是分配8个字节。所以这个代码不存在类型转换。
		long c = 100L;

		// 2147483647 一上来就被当做int来处理，4个字节。
		// d是8个字节。存在自动类型转换。
		long d = 2147483647;
		System.out.println(d);

		// 错误: 整数太大（不是long存不下。）
		// 原因是：2147483648默认被当做int来处理，分配4个字节。4个字节本身是无法存储2147483648
		//long e = 2147483648;
		//System.out.println(e);

		// 怎么解决？添加一个L。
		long e = 2147483648L;
		System.out.println(e);
	}
}
  • 在Java中，多种数据类型混合运算时，各自先转换成容量最大的类型，再做运算
    byte a = 100;
    int b = 200;
    long c = 300L;
    long d = a + b + c;
    你可以测试一下，如果d变量是int类型则编译器会报错。
    • byte、short、char混合运算时，各自先转换成int再做运算。

public class DataTypeHomework03{
	public static void main(String[] args){
		// 通过
		short s = 100;
		// 报错：大容量不能直接赋值给小容量
		s = s - 99;
		// 通过
		byte b = 100;
		// 报错
		b = b + 1;
		// 通过
		char c = 'a';
		// 通过
		int i = 20;
		// 通过
		float f = .3F;
		// 通过
		double d = c + i + f;
		// 通过
		byte b1 = 11;
		// 通过
		short s1 = 22;
		// 报错
		short x = b1 + s1;
	}
}

强制类型转换

在 Java 中，如果整数运算超出了指定整数类型的范围，不会上溢或下溢，而是直接回绕

short a = 32767;
short b = 2;
short c = (short)(a+b);
System.out.println(c);

返回结果，c的值为：-32767

💡 编译器的小心思:

以下程序编译通过：
byte x = 10 / 3;
为什么编译通过？这种情况下都是字面量的时候，编译器可以在编译阶段得出结果是3，而3没有超出byte取值范围。可以直接赋值。
以下程序编译报错：
int a = 10;int b = 3;byte x = a / b;
为什么编译失败？这种a和b都是变量的情况下，编译器是无法在编译阶段得出结果的，编译器只能检测到结果是int类型。int类型不能直接赋值给byte类型变量。
怎么解决？要么把x变量声明为int类型，要么强制类型转换，例如：
int a = 10;int b = 3;byte x = (byte)(a / b);
这里需要注意的是：注意小括号的添加，如果不添加小括号，例如：
int a = 10;int b = 3;byte x = (byte)a / b;
这样还是编译报错，因为只是将a强转为byte了，b还是int。byte和int混合运算，结果还是int类型。

浮点型

浮点型数据两种表示形式

第一种形式：十进制
double x = 1.23;
double y = 0.23;
double z = .23;
第二种形式：科学计数法
double x = 0.123E2; // 0.123 * 10的平方
double y = 123.34E-2; // 123.34 / 10的平方

浮点型数据存储原理

符号位：0表示整数。1表示负数。
指数位：比如小数0.123E30，其中30就是指数。表示0.123 * 10的30次幂。所以也有把指数位叫做偏移量的。最大偏移量127。
尾数位：浮点数的小数部分的有效数字。例如：0.00123，那么尾数位存储123对应的二进制。
从浮点型数据存储原理上可以看到，二进制中的指数位决定了数字呈指数级增大。因此float虽然是4个字节，但却可以表示比long更大的数值。因此float容量比long的容量大。

在这里插入图片描述

浮点型数据使用注意事项

一旦有浮点型数据参与运算得出的结果，一定不要使用“==”与其它数字进行“相等比较”
不要这样：

double x = 6.9;
double y = 3.0;
double z = x / y;
if(z == 2.3){
System.out.println("相等");
}

可以这样：

double x = 6.9;
double y = 3.0;
double z = x / y;
if(z - 2.3 < 0.000001){
System.out.println("相等");
}
💡浮点型字面量默认被当做double

Java中，浮点型字面量默认被当做double类型，如果要当做float类型，需要在数字后面添加 F 或 f。

 // 编译报错：3.0默认被当做double类型，大容量无法直接赋值给小容量。如何修改：
 // float f = 3.0;
  float f = 3.0F;

另外，可以通过以下程序的输出结果看到，double精度高于float：

//1.5656856894
double d = 1.5656856894;
System.out.println(d);
//1.5656856
float f = 1.5656856894F;
System.out.println(f);

字符型

  • 占用两个字节，0~65535（和short容量相同，但char可以取更大的整数）
  • 单个字符，使用单引号括起来，不能是多个字符
  • 可以保存一个汉字
  • 空字符与空格字符是不同的。空字符表示什么也没有。空格字符表示一个空格。
    • char c = ‘’; 这是不允许的
    • char c = ‘\u0000’; 这表示一个空字符，也是char的默认值。\u0000是一个Unicode码。

转义字符

  • \t: 表示制表符，相当于按下 Tab 键
  • \n: 表示换行符
  • “: 表示双引号（”）
  • ‘: 表示单引号（’）
  • \: 表示反斜线（\）本身

常见编码方式

💡 字符编码：人为规定的文字与二进制之间的转换关系。
解码（Decoding）和编码（Encoding）是两个常用的概念，分别表示将二进制数据转换为字符和将字符转换为二进制数据。

ASCII 编码（American Standard Code for Information Interchange：美国信息交换标准编码）：采用1个字节编码，包括字母、数字、符号和控制字符等。

Latin-1编码（ISO 8859-1），采用1个字节编码。该编码方式是为了表示欧洲语言（如荷兰语、西班牙语、法语、德语等）中的字符而设计的，共支持 256 个字符。

ANSI 编码（American National Standards Institute：美国国家标准协会）：采用1个字节编码，支持英文、拉丁文等字符。两个ANSI码可以表示一个汉字。

Unicode 编码：可表示所有语言的字符。采用了十六进制表示，占用 2 个字节或 4 个字节，最多可表示超过一百万个字符。 （使用这种方式是有点浪费空间的，例如英文字符’a’其实采用一个字节存储就够了。

在线Unicode编码转换-Unicode和ASCII在线互转-中文转Unicode工具

UTF-8 编码（Unicode Transformation Format，8-bit）：基于 Unicode 编码的可变长度字符编码，能够支持多语言和国际化的需求，使用 1~4 个字节来表示一个字符，是目前 Web 开发中最常用的字符编码方式。 （一个英文字母1个字节，一个汉字3个字节。）

UTF-16 编码：基于 Unicode 编码的可变长度字符编码，使用 2 或 4 个字节来表示一个字符，应用于很多较早的系统和编程语言中。 （一个英文字母2个字节。一个汉字4个字节。）

UTF-32编码：基于Unicode编码的固定长度字符编码，其特点是每个字符占用4个字节。

GB2312 编码（小）：是中国国家标准的简体中文字符集，使用 2 个字节来表示一个汉字，是 GBK 编码的前身。

GBK 编码（Guo Biao Ku）（中）：是针对中文设计的一个汉字编码方式，使用 2 个字节来表示一个汉字，能够表示中国内地的所有汉字。

GB18030编码（大）：是中国国家标准GB 18030-2005《信息技术 中文编码字符集》中规定的字符集编码方案，用于取代GB2312和GBK编码。

Big5 编码（大五码）：是台湾地区的繁体中文字符集，使用 2 个字节来表示一个汉字，适用于使用繁体中文的应用场景。

char参与的运算

Java中允许将一个整数赋值给char类型变量，但这个整数会被当做ASCII码值来处理
需要特别注意的是，这个码值有要求，不能超出char的取值范围
只要没有超出byte short char的取值范围，是可以直接赋值给byte short char类型变量的
System.out.println(‘a’ + 1);结果是什么？
char c = ‘a’ + 1;结果是什么？
以下程序结果是什么？

byte b = 1;
short s = 1;
char c = 1;
short num = b + s + c;

byte short char混合运算时，各自会先转换成int再做运算!!!

boolean类型

boolean类型只有两个值：true、false。没有其它值，没有0和1这一说。
通常用于表示一些逻辑上的真假值，并在程序中进行逻辑控制，例如以下代码：

boolean gender = true;
if(gender){
System.out.println("男");
}else{
System.out.println("女");
}

引用数据类型

  • 类
    • String(不是 基本数据类型)
    • Object
  • 接口
  • 数组
  • 枚举
Abuu_
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