Java数据类型与运算详解-优快云博客

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一、写在前面

计算机存储单位：计算机只能识别二进制(10011001…)，1bit就是一个0或者1，1byte = 1字节=8bit。

基本数据类型介绍

本数据类型	占用空间	二进制位数	取值范围	默认值
byte	1字节	8bit	$2^7, 2^7-1]$ 、 $[- 128, 127]$	0
short	2字节	16bit	$2^{15}, 2^{15}-1]$ 、 $[- 32768, 32767]$	0
int	4字节	32bit	$2^{31}, 2^{31}-1]$ 、 $[- 2147483648, 2147483647]$	0
long	8字节	64bit	$2^{63}, 2^{63}-1]$	0L
float	4字节	32bit	$2^{31}, 2^{31}-1]$	0.0f
double	8字节	64bit	$2^{63}, 2^{63}-1]$	0.0
boolean	1字节	8bit	true、false	false
char	2字节	16bit	$0, 2^{16}-1]$ 、 $[0, 65535]$	‘\u0000’

注意：
(1) 在任何情况下整数型数据默认被当作int类型处理，如果希望被当作long类型处理则需要在数据后面加上字母L

// 自动类型转换，int转long
long a = 2147483647;
// 报错，因为2147483648这个数据默认被当作int，但其超出了int取值范围
long b = 2147483648;
// 加上L后2147483648就被当作long
long c = 2147483648L;

(2) 基本数据类型容量大小排序：byte < short(char) < int < long < float < double（规定浮点型比整型大）

二、自动类型转换、强制类型转换和其他情况

自动类型转换：小容量类型可直接赋值给大容量类型，称为自动类型转换

int a = 1;// 不存在类型转换
long b = a;// int类型数据自动转为long类型数据
long c = 1;// int类型数据1自动转为long类型数据
long d = 1L;// 不存在类型转换

强制类型转换：大容量类型不可以直接赋值给小容量类型，需要强制类型转换
```
long a = 1;
int b = (int)a;
int c = a;// 编译不通过
```
其他情况
```
byte b = 127;
short s = 10000;
char c = 65535;
```
注意：
(1) 强转的原理就是强制砍掉二进制位数，如：long转int就会强制砍掉左边4个二进制位数。所以强制类型转换在大容量类型数据超过小容量类型取值范围时，会导致精度损失。

(2) 对于byte、short和char，只要数据值不超过它们的取值范围，则可以直接赋值，不用把默认的int强转为byte/short/char。

三、关于char

在《java核心技术》中描述char类型是UTF-16编码中的一个代码单元，因此可以知道char的字符编码是UTF-16。
测试：

char c1 = '中';
char c2 = 'a';
char c3 = 'A';
char c4 = '0';
System.out.println("字符：" + c1 + "  " + "编码：" + (int) c1);
System.out.println("字符：" + c2 + "  " + "编码：" + (int) c2);
System.out.println("字符：" + c3 + "  " + "编码：" + (int) c3);
System.out.println("字符：" + c4 + "  " + "编码：" + (int) c4);

字符：中  编码：20013
字符：a  编码：97
字符：A  编码：65
字符：0  编码：48

结论：

char的取值范围是[0,65535]其中的每一个数字表示UTF-16的编码即对应1个字符
char类型可以进行运算，但本质上是字符对应的编码进行运算，最终输出的运算结果为编码运算后对应的字符

四、多种基本数据类型的混合运算

byte、short、char混合运算：各自会先转为int后再进行运算，运算结果为int类型

byte a = 1;
short b = 2;
char c = '0';// 转为int后为48
System.out.println(a + b + c);// 输出51

包含long、int或浮点型的混合运算：谁大听谁的，各自转换为容量最大的那个数据类型再进行运算
```
long a = 1;// 1.0
double b = 0.2;
char c = '9';// 57.0
System.out.println(a + b + c);// 58.2
```

练习：判断下列代码哪些编译不通过、输出结果是什么

1. 编译报错，因为1000超过了byte的取值范围，此时需要把int强转为byte 
2. 编译通过，20在byte取值范围内 (byte、short、char在其取值范围内可直接赋值，不用强转int)
3. 编译通过，1000在short取值范围内，理由如上
4. 编译通过
5. 编译通过，自动类型转换，小容量类型自动转换为大容量类型
6. 编译报错，大容量类型转为小容量类型需要强制类型转换
7. f=3
8. 小容量类型自动转换为大容量类型
9. 编译报错，g为long类型与3(int)运算结果为long，大容量类型转为小容量类型需要强制类型转换
10. 编译通过
11. 编译报错，首先把g强转为byte然后g会自动转换为int与3(int)运算最终结果为int类型
12. 编译通过
13. 编译通过
14. 编译通过
15. 编译报错，byte与short的运算会先转为int
16. 编译通过
17. 编译通过
18. 编译通过，字符串可以与字符相连
19. 输出字符'a'的ASCII码
20. 编译通过，char与int运算时，char会先转为int
21. 输出'a'的ASCII码与100相加后的结果