Java源代码之路---基础数据类型

Java源代码基础数据类型

1、Java与数先关的基础数据类型主要分整数与浮点数，整数：byte，short，int，long，浮点数：float，double

2、数据范围

类型	范围
byte	-128~127（2^7-1）
short	-32768~32767(2^15-1)
int	-2147483648~2147483647（2^31-1）21亿（10位）
long	-9223372036854775808~9223372036854775807（2^63-1）19位
float	+/-2^−149，+/-2^128
double	+/-2^−1074，+/-2^1024

3、六个类型均继承自Number，Number类为抽象类

public abstract class Number implements java.io.Serializable {
    public abstract int intValue();
    public abstract int longValue();
    public abstract int floatValue();
    public abstract int doubleValue();
    public byte byteValue() {
        return (byte)intValue();
    }
    public short shortValue() {
        return (short)intValue();
    }
}

4、整数的byte、short、int、long对于的封装类，都有相关的缓存操作，具体实现是通过内部类

    private static class LongCache {
        private LongCache(){}

        static final Long cache[] = new Long[-(-128) + 127 + 1];

        static {
            for(int i = 0; i < cache.length; i++)
                cache[i] = new Long(i - 128);
        }
    }

Byte对应ByteCache，Integer对应IntegerCache，Short对应ShortCache，Long对应LongCache，它们的缓存范围都是从-128~127。其中IntegerCache提供了可通过属性设置“java.lang.Integer.IntegerCache.high”设置缓存的最大值。

举个有趣的栗子

        Integer c = 3;
        Integer d = 3;
        int e = 321;
        Integer g = 321;
        Integer h = 321;

        // 使用了缓存
        System.out.println(c == d); // true

        System.out.println(e == g); // true

        System.out.println(h == g); // false

5、都提供了不同进制的数表示

6、toString()

    public static String toString(int i) {
        if (i == Integer.MIN_VALUE)
            return "-2147483648";
        // 1、获取数的位数
        int size = (i < 0) ? stringSize(-i) + 1 : stringSize(i);
        char[] buf = new char[size];
        // 2、int转化成char[]数组
        getChars(i, size, buf);
        return new String(buf, true);
    }

    final static int [] sizeTable = { 9, 99, 999, 9999, 99999, 999999, 9999999,
                                      99999999, 999999999, Integer.MAX_VALUE };
    // 
    // Requires positive x
    static int stringSize(int x) {
        for (int i=0; ; i++)
            if (x <= sizeTable[i])
                return i+1;
    }

    final static char [] DigitTens = {
        '0', '0', '0', '0', '0', '0', '0', '0', '0', '0',
        '1', '1', '1', '1', '1', '1', '1', '1', '1', '1',
        '2', '2', '2', '2', '2', '2', '2', '2', '2', '2',
        '3', '3', '3', '3', '3', '3', '3', '3', '3', '3',
        '4', '4', '4', '4', '4', '4', '4', '4', '4', '4',
        '5', '5', '5', '5', '5', '5', '5', '5', '5', '5',
        '6', '6', '6', '6', '6', '6', '6', '6', '6', '6',
        '7', '7', '7', '7', '7', '7', '7', '7', '7', '7',
        '8', '8', '8', '8', '8', '8', '8', '8', '8', '8',
        '9', '9', '9', '9', '9', '9', '9', '9', '9', '9',
        } ;

    final static char [] DigitOnes = {
        '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9',
        '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9',
        '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9',
        '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9',
        '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9',
        '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9',
        '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9',
        '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9',
        '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9',
        '0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9',
        } ;

    static void getChars(int i, int index, char[] buf) {
        int q, r;
        int charPos = index;
        char sign = 0;

        if (i < 0) {
            sign = '-';
            i = -i;
        }

        // Generate two digits per iteration
        while (i >= 65536) {
            q = i / 100;
            // really: r = i - (q * 100);
            r = i - ((q << 6) + (q << 5) + (q << 2));
            i = q;
            buf [--charPos] = DigitOnes[r];
            buf [--charPos] = DigitTens[r];
        }

        // Fall thru to fast mode for smaller numbers
        // assert(i <= 65536, i);
        for (;;) {
            // q = i / 10
            q = (i * 52429) >>> (16+3);
            r = i - ((q << 3) + (q << 1));  // r = i-(q*10) ...
            buf [--charPos] = digits [r];
            i = q;
            if (i == 0) break;
        }
        if (sign != 0) {
            buf [--charPos] = sign;
        }
    }

关键点

移位的效率比直接乘除的效率要高

乘法的效率比除法的效率要高

通过查找数组，实现快速访问,避免除法计算

重复利用计算结果:在获取r(i%100)时，充分利用了除法的结果，结合位移避免重复计算。

位运算

负数的补码：符号位：1，其余绝对值的原码按位取反+1

按位与（&）

按位或（|）

按位非（~）

按位异或（^）：相同为0，不同为1，异或0具有保持的特点，而异或1具有翻转的特点

左位移（<<）理解为乘法，如900 << 6 : 900 * 2 ^ 6 = 900 * 64

右位移（>>）理解为除法, 如900 >> 6 : 900 / 2 ^ 6 = 900 / 64

无符号右移（>>>）

7、浮点数（实现的源码：FloatingDecimal），如要进行精确的运算，要使用BigDecimal