Java 变量数据类型

小咪咪 2022-09-25 09:20 179阅读 0赞

# Java 变量之变量数据类型 #

Java数据类型图：  
![这里写图片描述][20160826103646745]

### 1.基本数据类型 ###

基本数据类型，也称内置类型，是可以在栈直接分配内存的，Java保留基本数据类型最大的原因也在此：性能。关于这一点可以参考：[Java为什么需要保留基本数据类型][Java]。  
　　另外，要注意，Java是基于JVM的，所以，其所占字节固定，与机器平台无关，所有地方统一占用内存大小（除了boolean，以及byte/short/boolean数组的时候每个单元所占的内存是由各个JVM自己实现的）。  
　　总共有四类八种基本数据类型（注1）：  
1).整型：全部是有符号类型。  
1.byte：1字节（8bit），高位为符号位，其余7位为数据位，范围：-2的7次方~2的7次方-1（1111,1111~0111,1111），即-128~127（下面的计算方式相同）；

注意：byte类型虽然在语义（逻辑）上是占用1字节，但实际上，JVM中是将其当做int看
    的，也就是事实上是占用了32位，4字节的，所以其运算效率和int没区别，short也一样。
    之所以要有byte/short类型，一是因为某些地方要明确使用这些范围类型，二是，
    在byte[]数组中，JVM存储的则是真的1字节，short[]2字节。（但也有的JVM其byte[]
    数组也是4字节1位）

2.short：2字节（16bit），高位为符号位，其余15位为数据位，范围：-2的15次方~2的15次方-1，即-32768~32767；

3.int：4字节（32bit），范围-2的31次方~2的31次方-1；Java默认的整型类型，即：

long l = 0xfffffffffff;//0x表示这个数是16进制数，0表示8进制。
    //编译器报错，因为右边默认是int，但其超出了范围（没超出int范围的话
    //编译器会隐式将int转为long），故报错（同样的错误也会出现在float）。

同样的还有：

short s = 123;//（这个123也是int类型，这里，= 操作编译器能隐式转换） 
    s = s + 123;//编译器报错，那是因为s+1是int类型（编译器先将s转化为int，再+1），
    //这里，+ 操作编译器不能隐式转换（会提示失真，即精度可能会受损），正确的做法：
    s = (short)(s + 123)//注意，不是(short)s + 123。

类型转化详见：[Java 数据类型转化][Java 1]。  
4.long：8字节（64bit），范围：-2的63次方~2的63次方-1；声明大的long方法：

long l = 0xfffffffffffL;//即在后面加上L或l。
    //（强制转化：long l = (long)0xfffffffffff也没用）

2).浮点型  
5.float：4字节（32bit），单精度，数据范围：(-2^128)~(-2^(-23-126))-(0)-(2^-149)~2^128。浮点数，通俗来说就是小数，但是，这是有精度要求的，即在这区间float可不是能表达任意小数的，而是在一定精度下，比如float有效位7~8位（包括整数位和小数位，有效小数位是6~7位，这里为什么是7~8（6~7），参考：[Java中float/double取值范围与精度][Java_float_double]），即0.123456789后面的9JVM是不认识的（8能认识，整数位为0则不算是有效位，例如12.1234567后面的7也不认识，只有6位有效小数位（注意，看的是有效位，不是有效小数位，float有7~8位有效位）），即：

if(0.123456781f == 0.123456789f){
       //注意后面加f/F，否则就是double
        System.out.println("true");
    }else{
        System.out.println("false");
    }
    //打印结果：true
    //事实上，浮点数值的比较是不能直接用==判断的，这里原因就要追究到浮点数的内存结构
    //浮点数比较可以用一个差值，但这种情况只是近似的比较
    //如果想要精确，可以使用BigDecimal
    System.out.println(Float.MIN_VALUE);//1.4E-45 = 2^-149
    //这里的“最小值”意味float能表示的最小小数，实际上float最小值等于最大值取负
    System.out.println(Float.MAX_VALUE);//3.4028235E38 = 2^128

6.double：8字节（64bit），双精度，范围：-2^1024~(-2^(-1022-52))-0-(2^－1074)~2^1024，Java默认的浮点类型，即若后面不加f/F，默认是double类型，即：

float f = 1.23;//编译报错，因为
    float f = 1.23f;//或float f = 1.23F;
    //默认是double，1.23(double)转成float，做隐式转换，但是double转成float是
    //取值范围大的转成取值范围小的会损失精度，因此不能转换（详见Java数据类型转换）
    //那为什么，int可以转换成byte、short，int范围更大不是？
    //前面已经说过了，byte、short实际在JVM上就是int，因此编译器是不会认为会损失精度的
    //但是int是不能转换成boolean，虽然boolean也是4字节（一般JVM），但在JVM认为这
    //两者完全是两个东西，当然不能转换（强制也不行，你不能把猫强制转换成鸟，完全两个物种），而byte、short都是整型，同int是一个类型

3).字符型  
7.char：2字节（16bit），表示一个字符（可以是汉字），字符编码采用Unicode（说的更准确点，字符集（charset）采用UCS-2，编码（encoding）采用UTF-16），实际上就是一个16位的无符号整型，但是，要注意的是，因为随着发展，char所能代表的字符个数（UCS-2字符集）被限定死了，所以并不推荐使用。（更多内容，以及关于Unicode、UTF8/16参考：Unicode、UTF8以及Java char。）

char c = 3+5;//正确，char是无符号整型，但不能这样
    int a1 = 3;int a2 = 5;char c0 = a1+a2;//这里需要强制转换才行
    char c1 = -3;//编译错误，char不能表示负数，即使
    char c2 = (char)-3;//编译正确，但无意义（乱码）
    char c3 = '3';//正确，输出字符3
    char c4 = "3";//编译错误，双引号，表示的是字符串
    char c5 = '65';//编译错误，这里65是两个字符

4).布尔型  
8.boolean：逻辑上：1bit，但是实际上，boolean并没有具体规定，完全是看各个JVM实现，不过《Java虚拟机规范》给出了4个字节（同byte解释）和boolean数组一个字节的定义。

注1：  
(1).这种分法是一种比较流行的分法，事实上应该为两种：数值类型与布尔型。数值类型分为整型和浮点型。整型包括：byte、short、int、long、char；浮点型：float、double；布尔型boolean。之所以将char认为是整型是因为char在JVM就是以无符号整型存在的。  
(2).事实上Java中除去这8种以及对象类型，还有一种比较特殊的类型存在，那就是Void。java.lang.Void，是一个占位符类，不可实例化，保存着Java关键字void的Class对象。为什么说它特殊呢？明明是一个类，难道不是对象类型？那是因为void.class.isPrimitive()（这个方法是用来判断一个Class对象是否是基本类型的）返回的是true，所以Void也算是基本类型的一个了（错了），只不过它比较特殊，不能算是一种数据，只是一种象征。  
20160921 改：上面弄错了，把Void和void两个混为一体了，事实上，可以简单的把这两者的关系看成类似包装类和基本类型的关系，像Integer和int的关系，java.lang.Void是一个不可实例化的占位符类来保存一个引用代表了Java关键字void的Class对象：

public static final Class<Void> TYPE = Class.getPrimitiveClass("void");

而Integer也有类似的语句：

public static final Class<Integer>  TYPE = (Class<Integer>) Class.getPrimitiveClass("int");

区别只是，Void仅仅是为void服务，即所谓的占位符类，不做他用。所以Void类只是一个普通类，而void则可以认作为如同int一样的基本类型。

### 2.引用数据类型 ###

也称对象变量类型，复合数据类型，包含类、接口、数组（除了基本类型外，就是引用类型）。引用类型与基本类型最大的区别在于：

int a = 5;//这里的a是对象（严格来说不算是对象，只是个符号标识），5是数值
    Integer a = 5;//这里的a是一个引用，5才是一个对象，更形象常见的是：
    Object o = new Object();//o是引用（栈中），new Object()是对象（堆中）
    //第二行代码中，5被自动包装成Integer对象

这里的引用有点像C/C ++中的指针，但是同指针不同的是，你不能通过改变它的值从而去改变它所指向的值。即

ClassA p = new ClassA();//C++中，这个时候是可以这样操作的：
    p = p + 1;//向前移动一个单元，Java则不能
    //这种操作，其实是对内存直接的操作，很显然，Java是不允许程序员做这种操作的

其实质就是，Java的引用不支持对内存直接操作，而指针则可以，所以，Java用起来更安全，但不够灵活，而指针，自由度大，但同时，要更加小心因为指针操作不当而引起的各种内存问题。在Java中，任何对象都需要通过引用才能访问到，没有引用指向的对象被视为垃圾对象，将会被回收。  
　　引用，其实质同指针一样（可以理解为受限制的指针），存放的是一个地址，至于是实例对象的地址，还是一个指向句柄池的地址（这里可以参考：[(3) Java内存结构][3_ Java]），完全是看各个JVM的实现了。  
　　Java中的枚举类型，都是Enum类的子类，算是类中的一种，也是引用类型。  
　　引用类型又称为对象变量类型，是相对于基本数据类型来说的（基本数据类型不是对象），而又被称为复合数据类型，可以这样理解，引用类型的数据最终都是由基本数据类型构成的。而像接口，接口是不能实例化的，最终的实现还是由类实现的；数组在JVM中的实现也是通过类实现的，每个类型的一维数组，二维数组……都是一个类，只是这是一个特殊的类，它的对象头有别于一般对象的对象头（最主要的就是，数组对象头有对象长度）。  
　　另外，关于Java引用可以参考：[Java中的引用][Java 2]。

[20160826103646745]: /images/20220718/5cabef69abbd44648b3f1a4eb7db5ffa.png
[Java]: http://www.importnew.com/11915.html
[Java 1]: http://blog.csdn.net/a327369238/article/details/52367968
[Java_float_double]: http://blog.csdn.net/a327369238/article/details/52354811
[3_ Java]: http://blog.csdn.net/a327369238/article/details/52094738
[Java 2]: http://blog.csdn.net/a327369238/article/details/52384649