【Java基础篇】数据类型与变量

叁歲伎倆 2024-05-23 14:03 26阅读 0赞

> **作者简介：** 辭七七，目前大一，正在学习C/C++，Java，Python等  
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> **文章收录专栏**：[Java.SE][]，本专栏主要讲解运算符，程序逻辑控制，方法的使用，数组的使用，类和对象，继承和多态，抽象类和接口等内容  
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#### 数据类型与变量 ####

*  1. 字面常量
 *  2. 数据类型
 *  3. 变量
 *   *  3.1 变量概念
     *  3.2 语法格式
     *  3.3 整型变量
     *   *  3.3.1 整型变量
         *  3.3.2 长整型变量
         *  3.3.3 短整型变量
         *  3.3.4 字节型变量
     *  3.4 浮点型变量
     *   *  3.4.1 双精度浮点型
         *  3.4.2 单精度浮点型
     *  3.5 字符型变量
     *  3.6 布尔型变量
     *  3.7 类型转换
     *   *  3.7.1 自动类型转换(隐式)
         *  3.7.2 强制类型转换(显式)
     *  3.8 类型提升
 *  4. 字符串类型

## 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。

`System.Out.println("Hello World")；` 语句，不论程序何时运行，输出的都是HelloWorld，所以"Hello World"就是字面常量。

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：由单引号括起来的单个字符，比如：`‘A’`、`‘1’`
5.  布尔常量：只有两种`true`和`false`
6.  空常量：null(后面会说)

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 ##

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**：整型、浮点型、字符型以及布尔型
2.  **八种**：

![在这里插入图片描述][02b2d5671bac4b6e93e29e6bb31214d1.png]  
注意：

*  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
 *  整形和浮点型都是带有符号的
 *  整型默认为int型，浮点型默认为double
 *  字符串属于引用类型，引用数据类型还包括数组、类、接口、枚举类型

## 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：

数据类型 变量名 = 初始值;

比如：

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
    System.Out.println(a);
    a = 100;  
    // a是变量，a中的值是可以修改的，
    //= 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);
    int a1 = 10, a2 = 20, a3 = 30;
    //在一行可以定义多个相同类型的变量

**注：** Java中局部变量的使用一定要赋值，否则编译不通过

### 3.3 整型变量 ###

#### 3.3.1 整型变量 ####

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;

![在这里插入图片描述][761ccdb696a3425a883f39a3238c72d4.png]  
int型变量所能表示的范围：

System.out.println(Integer.MIN_VALUE);
    
     System.out.println(Integer.MAX_VALUE);

打印结果：  
![在这里插入图片描述][c44bf35283cf435793f365dac27f3e14.png]  
最大值的二进制表现形式0111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111  
最小值的二进制表现形式1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111  
我们也可以用计算器计算一下最大值为多少，结果如下

![在这里插入图片描述][5d10543b3aed46798f0b0f6776df0466.png]  
**注意：** 在定义int性变量时，所赋值不能超过int的范围，超过时编译器会报错，初值超过了int的范围

#### 3.3.2 长整型变量 ####

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

**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： ![~][f7cd984d59d945479991ed328790ed11.png]
4.  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：**

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 ####

double d = 3.14;//8个字节
    
    System.Out.println(d);

两个整数相除会输出什么？

int a = 1;
    
    int b = 2;
    
    System.out.println(a / b);   //会输出 0.5 吗？

不会输出0.5，输出结果为0  
因为 **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.  
代码如下：

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

下面的代码会输出1.21吗？

double num = 1.1;
    
    System.out.println(num * num);

答：不会，运行后输出结果为1.2100000000000002  
因为输出结果只能精确到小数点后xxxx位，并不是一个精确值

**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 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);

注意：这里不能写成`ﬂoat num = 1.0`，因为编译器会自动把1.0当成双精度浮点型，会报错

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，两个字节
    
    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);

**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  
    执行 javac 的时候可能出现以下错误:

> Test.java:3: 错误: 未结束的字符文字  
> char ch = ‘鍛?’;

这是因为记事本和CMD上两边的编解码不一致  
此时我们在执行 javac 时加上 -encoding UTF-8 选项即可

javac -encoding UTF-8 Test.java

### 3.6 布尔型变量 ###

布尔类型常用来表示真假，Java中真假只有true和false

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 ###

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，不可以把8个赋值给4个字节

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。**

整型转换

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

浮点型的转换

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

字节型：`byte b2 = 257;` 代码运行会编译失败，因为257超过了byte的数据范围，有数据丢失  
Java中允许对字面值直接赋值，前提是没有超过表示范围。

#### 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。**

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

**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**

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
    //改成  int c = (int) (a + b);即可
    
    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);
     
    
    // 编译报错
    
    // 错误: 不兼容的类型: 从int转换到byte可能会有损失

**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， 这时赋给 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。

正确的写法:

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.

## 4. 字符串类型 ##

在Java中使用String类定义字符串类型，比如：

public class TestDemo {
        
        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
    
        }
    }

运行结果：  
![在这里插入图片描述][881fd557ada44e9e974389bb6b52e255.png]

在有些情况下，需要将字符串和整形数字之间进行转换：

1.  int 转成 String

int num = 10;
    // 方法1
            String str1 = num + "";//此时这个加号就是拼接的意思
            System.out.println(str1);
    
    // 方法2
            String str2 = String.valueOf(num);//调用String这个类型的方法
            System.out.println(str2);

让我们看一下面代码的拼接打印结果会是什么

String s3 = 10+20+"x";
     String s4 = "x"+10+20;

打印结果：  
![在这里插入图片描述][6b1ddcf1f3014b7ea2588bd32d0e288b.png]

1.  String 转成 int

String str = "100";
    
    int num = Integer.parseInt(str);

通过调用Integer的方法来实现转换

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[Link 1]: https://blog.csdn.net/2201_75366661?spm=1000.2115.3001.5343
[Java.SE]: https://blog.csdn.net/2201_75366661/category_12297122.html?spm=1001.2014.3001.5482
[25057c9e50984231a69b2e0c3774ccba.gif_pic_center]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/05/23/9776bcb6bccb492193c6ef945c251de2.gif
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