Java数据类型

原创已于 2022-06-03 18:14:38 修改 · 181 阅读

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于 2022-06-03 17:37:18 首次发布

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达者为先师者之意

Java 语言支持的数据类型分为两种：基本数据类型（Primitive Type）和引用数据类型（Reference Type）。

Java基本数据类型
基本数据类型包括 boolean（布尔型）、float（单精度浮点型）、char（字符型）、byte（字节型）、short（短整型）、int（整型）、long（长整型）和 double （双精度浮点型）共 8 种，详见表 1 所示。
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提示：char 代表字符型，实际上字符型也是一种整数类型，相当于无符号整数类型。

所有的基本数据类型的大小（所占用的字节数）都已明确规定，在各种不同的平台上保持不变，这一特性有助于提高 Java 程序的可移植性。

Java 数据类型的结构如图 1 所示。
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Java 是一种强制类型的语言，所有的变量都必须先明确定义其数据类型，然后才能使用。Java 中所有的变量、表达式和值都必须有自己的类型，没有“无类型”变量这样的概念。

基本数据类型又可分为 4 大类，即整数类型（包括 byte、short，int 和 long）、浮点类型（包括 float 和 double）、布尔类型和字符类型（char），下面分别介绍这 4 大类数据类型。

1 基本数据类型

1.1整数类型

Java 定义了 4 种整数类型变量：字节型（byte）、短整型（short）、整型（int）和长整型（long）。这些都是有符号的值，正数或负数。具体说明表 2 所示：

1.1.1 byte：

byte 数据类型是8位、有符号的，以二进制补码表示的整数；

最小值是 -128（-2^7）；
最大值是 127（2^7-1）；
默认值是 0；
byte 类型用在大型数组中节约空间，主要代替整数，因为 byte 变量占用的空间只有 int 类型的四分之一；
例子：byte a = 100，byte b = -50。

1.1.2 short：

short 数据类型是 16 位、有符号的以二进制补码表示的整数

最小值是 -32768（-2^15）；
最大值是 32767（2^15 - 1）；
Short 数据类型也可以像 byte 那样节省空间。一个short变量是int型变量所占空间的二分之一；
默认值是 0；
例子：short s = 1000，short r = -20000。

1.1.3 int：

int 数据类型是32位、有符号的以二进制补码表示的整数；

最小值是 -2,147,483,648（-2^31）；
最大值是 2,147,483,647（2^31 - 1）；
一般地整型变量默认为 int 类型；
默认值是 0 ；
例子：int a = 100000, int b = -200000。

1.1.4 long：

long 数据类型是 64 位、有符号的以二进制补码表示的整数；

最小值是 -9,223,372,036,854,775,808（-2^63）；
最大值是 9,223,372,036,854,775,807（2^63 -1）；
这种类型主要使用在需要比较大整数的系统上；
默认值是 0L；
例子： long a = 100000L，long b = -200000L。
"L"理论上不分大小写，但是若写成"l"容易与数字"1"混淆，不容易分辩。所以最好大写。

1.2 浮点类型

浮点类型是带有小数部分的数据类型，也叫实型。浮点型数据包括单精度浮点型（float）和双精度浮点型（double），代表有小数精度要求的数字。

单精度浮点型（float）和双精度浮点型（double）之间的区别主要是所占用的内存大小不同，float 类型占用 4 字节的内存空间，double 类型占用 8 字节的内存空间。双精度类型 double 比单精度类型 float 具有更高的精度和更大的表示范围。

1.2.1 float：

float 数据类型是单精度、32位、符合IEEE 754标准的浮点数；

float 在储存大型浮点数组的时候可节省内存空间；
默认值是 0.0f；
浮点数不能用来表示精确的值，如货币；
例子：float f1 = 234.5f。

1.2.2 double：

double 数据类型是双精度、64 位、符合 IEEE 754 标准的浮点数；

浮点数的默认类型为 double 类型；
double类型同样不能表示精确的值，如货币；
默认值是 0.0d；

1.3 布尔类型

布尔类型（boolean）用于对两个数值通过逻辑运算，判断结果是“真”还是“假”。Java 中用保留字 true 和 false 来代表逻辑运算中的“真”和“假”。因此，一个 boolean 类型的变量或表达式只能是取 true 和 false 这两个值中的一个。

在 Java 语言中，布尔类型的值不能转换成任何数据类型，true 常量不等于 1，而 false 常量也不等于 0。这两个值只能赋给声明为 boolean 类型的变量，或者用于布尔运算表达式中。

1.3.1 boolean：

boolean数据类型表示一位的信息；

只有两个取值：true 和 false；
这种类型只作为一种标志来记录 true/false 情况；
默认值是 false；
例子：boolean one = true。

1.4 字符类型

Java 语言中的字符类型（char）使用两个字节的 Unicode 编码表示，它支持世界上所有语言，可以使用单引号字符或者整数对 char 型赋值。

一般计算机语言使用 ASCII 编码，用一个字节表示一个字符。ASCII 码是 Unicode 码的一个子集，用 Unicode 表示 ASCII 码时，其高字节为 0，它是其前 255 个字符。

Unicode 字符通常用十六进制表示。例如“\u0000”~“\u00ff”表示 ASCII 码集。“\u”表示转义字符，它用来表示其后 4 个十六进制数字是 Unicode 码。

1.4.1 char：

char 类型是一个单一的 16 位 Unicode 字符；

最小值是 \u0000（十进制等效值为 0）；
最大值是 \uffff（即为 65535）；
char 数据类型可以储存任何字符；
例子：char letter = ‘A’;。

Java 中初始化变量时需要注意以下事项：
变量是类或者结构中的字段，如果没有显式地初始化，默认状态下创建变量并默认初始值为 0。
方法中的变量必须显式地初始化，否则在使用该变量时就会出错。
下表列出了 Java 各个类型的默认值：

2 变量的作用域

根据作用域的不同，一般将变量分为不同的类型：成员变量和局部变量。下面对这几种变量进行详细说明。

2.1 成员变量

Java 的成员变量有两种，分别是全局变量和静态变量（类变量）。定义在方法体和语句块之外，不属于任何一个方法，作用域是整个类。
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假设在一个类中声明了 4 个变量，下面编写一个测试类输出引起变量的值改变的示例代码。

变量声明代码如下所示：

public class DataClass {
    String name; // 成员变量、实例变量
    int age; // 成员变量、实例变量
    static final String website = "C语言中文网"; // 成员变量、静态变量(类变量)
    static String URL = "http://c.biancheng.net"; // 成员变量、静态变量(类变量)
}

测试类代码如下所示：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建类的对象
        DataClass dc = new DataClass();
        // 对象名.变量名调用实例变量（全局变量）
        System.out.println(dc.name);
        System.out.println(dc.age);
        // 对象名.变量名调用静态变量（类变量）
        System.out.println(dc.website);
        System.out.println(dc.URL);
        // 类名.变量名调用静态变量（类变量）
        System.out.println(DataClass.website);
        System.out.println(DataClass.URL);
    }
}

运行效果如下图所示：
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在本例的第一段代码中定义了 4 个成员变量，由输出结果可以看出，name 和 age 显示系统默认初始化的值，website 和 URL 显示初始化的值。且用 static final 修饰的变量必须赋予初始值。

2.1 局部变量

局部变量是指在方法或者方法代码块中定义的变量，其作用域是其所在的代码块。可分为以下三种：
方法参数变量（形参）：在整个方法内有效。
方法局部变量（方法内定义）：从定义这个变量开始到方法结束这一段时间内有效。
代码块局部变量（代码块内定义）：从定义这个变量开始到代码块结束这一段时间内有效。

局部变量在使用前必须被程序员主动初始化值。

2.1.1 方法局部变量

声明两个局部变量并输出其值，其实现代码如下：

public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 7;
        if (5 > 3) {
            int s = 3; // 声明一个 int 类型的局部变量
            System.out.println("s=" + s);
            System.out.println("a=" + a);
        }
        System.out.println("a=" + a);
    }
}

上述实例中定义了 a 和 s 两个局部变星，其中 int 类型的 a 的作用域是整个 main() 方法，而 int 类型的变量 s 的作用域是 if 语句的代码块内，其执行结果如下图所示：
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如果在 if 方法外调用变量 s，则会报无法解析该变量的错误。

2.1.2 方法参数变量

作为方法参数声明的变量的作用域是整个方法。

声明一个方法参数变量，实现代码如下：

public class Test3 {
    public static void testFun(int n) {
        System.out.println("n=" + n);
    }
    public static void main(String[] args) {
        testFun(3);
    }
}

在上述实例中定义了一个 testFun() 方法，该方法中包含一个 int 类型的参数变量 n，其作用域是 testFun() 方法体内。当调用方法时传递进了一个参数 3，因此其输出控制台的 n 值是 3。

2.1.3 代码块局部变量

代码块局部变量常用于 try catch 代码块中，成为异常处理参数变量。

异常处理参数变量的作用域是在异常处理块中，该变量是将异常处理参数传递给异常处理块，与方法参数变量类似。

声明一个异常处理语句，实现代码如下：

public class Test4 {
    public static void test() {
        try {
            System.out.println("Hello!Exception!");
        } catch (Exception e) { // 异常处理块，参数为 Exception 类型
            e.printStackTrace();
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        test();
    }
}

在上述实例中定义了异常处理语句，异常处理块 catch 的参数为 Exception 类型的变量 e，作用域是整个 catch 块。

3 Java引用数据类型

引用数据类型建立在基本数据类型的基础上，包括数组、类和接口。引用数据类型是由用户自定义，用来限制其他数据的类型。另外，Java 语言中不支持 C++ 中的指针类型、结构类型、联合类型和枚举类型。

引用类型还有一种特殊的 null 类型。所谓引用数据类型就是对一个对象的引用，对象包括实例和数组两种。实际上，引用类型变量就是一个指针，只是 Java 语言里不再使用指针这个说法。

空类型（null type）就是 null 值的类型，这种类型没有名称。因为 null 类型没有名称，所以不可能声明一个 null 类型的变量或者转换到 null 类型。

空引用（null）是 null 类型变量唯一的值。空引用（null）可以转换为任何引用类型。

在实际开发中，程序员可以忽略 null 类型，假定 null 只是引用类型的一个特殊直接量。

注意：空引用（null）只能被转换成引用类型，不能转换成基本类型，因此不要把一个 null 值赋给基本数据类型的变量。

4 定义常量

常量不同于常量值，它可以在程序中用符号来代替常量值使用，因此在使用前必须先定义，并在声明常量的同时要赋予一个初始值。常量一旦初始化就不可以被修改。它的声明格式为：

Java 语言使用 final 关键字来定义一个常量，其语法如下所示：

final dataType variableName = value

其中，final 是定义常量的关键字，dataType 指明常量的数据类型，variableName 是变量的名称，value 是初始值。

final 关键字表示最终的，它可以修改很多元素，修饰变量就变成了常量。例如，以下语句使用 final 关键字声明常量。

public class HelloWorld {
    // 静态常量
    public static final double PI = 3.14;
    // 声明成员常量
    final int y = 10;
    public static void main(String[] args) {
        // 声明局部常量
        final double x = 3.3;
    }
}