关于初学Java那点事_(数据类型与变量)

已于 2022-04-11 21:21:12 修改
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文章标签： java idea
于 2022-04-11 16:01:53 首次发布
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Author: 小白要努力变强.
(PS：码字不易，感谢大家的支持)

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数据类型与变量

一.字面常量

public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("hello world");
    }
}

在该“hello world”程序中，“hello world”就是字面常量。
常量 即程序运行期间，固定不变的量称为常量。
字面常量的分类

  • 字符串常量：由""括起来的，例如：“hello”、“123”、“星期一”。
  • 整形常量：程序中直接写的数字（注意没有小数点）。
  • 浮点数常量：程序中直接写的小数，比如：3.14、0.49
  • 字符常量：由 单引号 括起来的当个字符，比如：‘A’、‘1’
  • 布尔常量：只有两种true和false
  • 空常量：null。

二.数据类型

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，基本数据类型有四类八种：
1.四类：整形、浮点型、字符型以及布尔型。
2.八种：
在这里插入图片描述
注意：

  • 不论是在16位系统还是在32位系统，int都占用4个字节，long都占8个字节。
  • 整形和浮点型都是带有符号的。
  • 整形默认为int，浮点型默认为double。
  • 字符串属于引用类型

三.变量

3.1 变量概念

Java变量的定义：在程序运行期间，随时可能产生一些临时数据，应用程序会将这些数据保存在一些内存单元中，每个内存单元都用一个标识符来标识。这些内存单元被称为变量，定义的标识符就是变量名，内存单元中存储的数据就是变量的值。

标识符的定义规则
标识符：在程序中由用户给类名、方法名或者变量所取的名字。
[硬性规则] ：
标识符中可以包含：字母、数字以及下划线和$符号等等。 注意：标识符不能以数字开头，也不能是关键字，且严格区分大小写。

3.2 语法格式

定义变量的语法格式为:

数据类型 变量名 = 初始值 ;

例如：

int a = 10; // 定义整形变量a，a是变量名也称为标识符，该变量中放置的值为10
double d = 3.14;
char c = 'A';
boolean b = true;
System.Out.println(a);
System.Out.println(d);
System.Out.println(c);
System.Out.println(b);
a = 100; // a是变量，a中的值是可以修改的，注意：= 在java中表示赋值，即将100交给a，a中保存的值就是100
System.Out.println(a);
// 注意：在一行可以定义多个相同类型的变量
int a1 = 10, a2 = 20, a3 = 30;
System.Out.println(a1);
System.Out.println(a2);
System.Out.println(a3);

3.3 整形变量

3.3.1 整形变量
// 方式一：在定义时给出初始值
int a = 10;
System.Out.println(a);
// 方式二：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);
// 使用方式二定义后，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]：

  • int不论在何种系统下都是4个字节
  • 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
  • 变量在使用之前必须要赋初值，否则编译报错
  • int的包装类型为 Integer
3.3.2 长整型变量
int a = 10;
long b = 10; 
// long定义的长整型变量
long c = 10L; 
// 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 = 10l;
 // 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]：

  • 长整型变量的初始值后加L或者l，推荐加L
  • 长整型不论在那个系统下都占8个字节
  • 长整型的表示范围为： − 2 31 -2^{31} −231 ~ 2 31 − 1 2^{31}-1 231−1
  • long的包装类型为Long
3.3.3 短整型变量
short a = 10;
System.Out.println(a);
// short型变量所能表示的范围：
System.Out.println(Short.MIN_VALUE);
System.Out.println(Short.MAX_VALUE);

[注意事项]：

  • .short在任何系统下都占2个字节.
  • short的表示范围为：-32768 ~ 32767
  • 使用时注意不要超过范围(一般使用比较少)
  • 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]：

  • byte在任何系统下都占1个字节
  • byte的范围是：-128 ~ 127
  • 字节的包装类型为Byte

3.4 浮点型变量

3.4.1 双精度浮点数
double d = 3.14;
System.Out.println(d);

eg：让程序运算结果为0.5

int a=1；
int b=2;
System.out.println(a / b);

在 Java 中, int 除以 int 的值仍然是 int(会直接舍弃小数部分)。如果想得到 0.5, 需要使用 double 类型计算.

即

double a = 1.0;
double b = 2.0;
System.out.println(a / b); 

double num = 1.1;
System.out.println(num * num); // 输出1.21吗？
//执行结果为 1.2100000000000002

[注意事项]：

  • double在任何系统下都占8个字节
  • 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 2^n 2n的形式来计算
  • double的包装类型为Double
  • 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 单精度浮点数
float num = 1.0f; // 写作 1.0F 也可以
System.out.println(num);

注意：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. float的包装类型为Float。

3.5 字符型变量

char c1 = 'A'; // 大写字母
char c2 = '1'; // 数字字符
System.out.println(c1);
System.out.println(c2);
// 注意：java中的字符可以存放整形
char c3 = '帅';
System.out.println(c3);

为什么java中的char类型能存储一个汉字呢？
在 C 语言中，char 类型占 1 个字节，而汉字占 2 个字节，因此不能存储。而在 Java 语言中，char 类型占 2 个字节，并且 Java 默认采用 Unicode 编码，一个 Unicode 码是 16 位占两个字节，在Java 中无论汉字还是英文字母，都是用 Unicode 编码来表示的。 所以java中 char 类型变量可以存储一个中文汉字。

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

布尔型变量是有两种逻辑状态的变量，它包含两个值：真和假

boolean b = true;
System.out.println(b);
boolean 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

Java 作为一个强类型编程语言, 当不同类型之间的变量相互赋值的时候, 会有教严格的校验.

int a = 10;
long b = 100L;
b = a; // 可以通过编译
a = b; // 编译失败

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)

自动类型转换即：代码不需要经过任何处理，在代码编译时，编译器会自动进行处理。特点：数据范围小的转为数据范围大的时会自动进行。

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：数据范围大转换到数据范围小的。

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
eg：

  1. int与long之间：int会被提升为long
 >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
  1. byte与byte的运算
>byte a = 10;
byte b = 20;
byte c = a + b;
System.out.println(c);

我们会发现byte与byte之间直接运算也会编译报错

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.

修改后为:

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

【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.
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