【Java】数据类型与变量

在c语言中，我们已经接触过了数据类型与变量，但是Java的数据类型和变量又有什么样 的不同和相同呢？

首先我们先来看看 字面常量：

1. 字面常量

常量即程序运行期间，固定不变的量称为常量，比如：一个礼拜七天，一年12个月等等。

public class TestDemo {
    //像这样的我们都称之为常量。
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("hello world!");
        System.out.println(100);
        System.out.println(3.14);
        System.out.println('A');
        System.out.println(true);
        System.out.println(false);
    }
}

字面常量的分类：

1. 字符串常量：由""括起来的，比如“12345”、“hello”、“你好”。
2. 整形常量：程序中直接写的数字(注意没有小数点)，比如：100、1000
3. 浮点数常量：程序中直接写的小数，比如：3.14、0.49
4. 字符常量：由 单引号 括起来的当个字符，比如：‘A’、‘1’
5. 布尔常量：只有两种true和false
6. 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

这点与C是不同：

首先在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。

所谓的基本数据类型有四类八种：
1. 四类：整型、浮点型、字符型以及布尔型
2. 八种：

注意：

1. 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
2. 整形和浮点型都是带有符号的
3. 整型默认为int型，浮点型默认为double
4. 字符串属于引用类型，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：比如：数据类型 变量名 = 初始值

3.3 整型变量

3.3.1 整型变量

    public static void main(String[] args) {
        //在定义时给出初始值
        int a = 10;
        System.out.println(a);
        //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);
        //在使用前如果没有赋值，则编译期间会报错
        int c;
        System.out.println(c);
        c = 100;
        // int型变量所能表示的范围：
        System.out.println(Integer.MIN_VALUE);
        System.out.println(Integer.MAX_VALUE);
        // 注意：在定义int性变量时，所赋值不能超过int的范围
        int d = 12345678901234;// 编译时报错，初值超过了int的范围
    }
    

注意事项：

1.  int不论在何种系统下都是4个字节
2.  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
3.  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
4.  变量在使用之前必须要赋初值，否则编译报错
5.  int的包装类型为 Intege

3.3.2 长整型变量

    public static void main(String[] args) {
        int a = 100;
        long b = 100; // long定义的长整型变量
        long c = 100L; // 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 = 100l; // 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);
        System.out.println(Long.MAX_VALUE);
    }

 

 注意事项：

• 1. 长整型变量的初始值后加L或者l，推荐加L
• 2. 长整型不论在那个系统下都占8个字节
• 3. 长整型的表示范围为：$-2^{31}$ ~ $2^{31}-1$
• 4. long的包装类型为Long

3.3.3 短整型变量

    public static void main(String[] args) {
        short a = 10;
        System.out.println(a);
        // short型变量所能表示的范围：
        System.out.println(Short.MIN_VALUE);
          // -32768
          //  32768
        System.out.println(Short.MAX_VALUE);
    }

 注意事项：

• 1. short在任何系统下都占2个字节
• 2. short的表示范围为：-32768 ~ 32767
• 3. 使用时注意不要超过范围(一般使用比较少)
• 4. short的包装类型为Short

3.3.4 字节型变量

byte b = 10;
System.Out.println(b);
// byte型变量所能表示的范围：
System.out.println(Byte.MIN_VALUE);
System.out.println(Byte.MAX_VALUE);

注意事项：

• 1. byte在任何系统下都占1个字节
• 2. byte的范围是：-128 ~ 127
• 3. 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

在这一块，我们主要用几个代码练习来认识。

  public static void main(String[] args) {
        double A = 3.14;
        System.out.println(A);

        int a = 1;
        int b = 2;
        System.out.println(a / b); // 输出 0.5 吗？
        // 0
        double c = 1.0;
        double d = 2.0;
        System.out.println(c / d); // 输出0.5

        double num = 1.1;
        System.out.println(num * num); // 输出1.21吗？
        //1.2100000000000002
    }

注意事项：

• 1. double在任何系统下都占8个字节
• 2. 浮点数与整数在内存中的存储方式不同，不能单纯使用$2^n$的形式来计算
• 3. double的包装类型为Double
• 4. 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。

3.4.2 单精度浮点型

float num = 1.0f;   // 写作 1.0F 也可以
System.out.println(num);

1. 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。
2. float的包装类型为Float。

3.5 字符型变量

注意事项:

• 1. Java 中使用 单引号 + 单个字母 的形式表示字符字面值.
• 2. 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.
• 3. char的包装类型为Character

3.6 布尔型变量

布尔型变量是Java中一个特殊的数据类型；布尔类型常用来表示真假。

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

注意事项：

• 1. boolean 类型的变量只有两种取值, true 表示真, false 表示假.
• 2. 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.
• 3. 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。
• 4. boolean的包装类型为Boolean

3.7 类型转换

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)。

3.7.1 自动类型转换(隐式)

    public static void main(String[] args) {
        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，会有数据丢失，不安全
        
        float f = 3.14F;
        double d = 5.12;
        d = f; // 编译器会将f转换为double，然后进行赋值
        f = d; // 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
    }

3.7.2 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。

    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        long b = 100L;
        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; // double没有int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：

• 1. 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
• 2. 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
• 3. 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
• 4. 强制类型转换不一定能成功，不相干的类型不能互相转换

3.8 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。

1. int与long之间：int会被提升为long

    public static void main(String[] args) {
        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 
    }  

2. byte与byte的运算

    public static void main(String[] args) {

        byte a = 10;
        byte b = 20;
        //byte c = a + b;
        //System.out.println(c);

        byte c = (byte)(a + b);
        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, 这是赋给 c, 就会出现上述错误.

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.

【类型提升小结:】

• 1. 不同类型的数据混合运算, 范围小的会提升成范围大的.
• 2. 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.

4. 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);
  System.out.println(s2);
  System.out.println(s1+s2);//s1+s2表示：将s1和s2进行拼接
}

如何将字符串和整形数字之间进行转换：

1. int 装换为String

    public static void main(String[] args) {
        int a = 10;
        String str = a + "";
        System.out.println(str);
    }

2. String 转成 int

    public static void main(String[] args) {
        String str1 = "100";
        int num = Integer.parseInt(str);
    }