【JAVA】数据类型与变量（主要学习与c语言不同之处）

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目标：

1. 字面常量

2. 数据类型

3. 变量

1.字面常量

在上节课 HelloWorld 程序中， System.Out.println("Hello World") ；语句，不论程序何时运行，输出的都是 Hello World，其实 "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，比如：一个礼拜七天，一年 12 个月等。

public class Demo{
    public static void main(String[] args){
        System.Out.println("hello world!");
        System.Out.println(100);
        System.Out.println(3.14);
        System.Out.println('A');
        System.Out.println(true);
        System.Out.println(false);
    }
}

其中： 100 、 3.14 、 ‘A’ 、 true/false 都是常量，将其称为字面常量。

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：由单引号括起来的当个字符，比如： ‘A’ 、 ‘1’

5. 布尔常量：只有两种 true 和 false

6. 空常量： null( 后面了讲 )

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

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：整型、浮点型、字符型以及布尔型

2. 八种：

数据类型	关键字	内存占用	范围
字节型	byte	1 字节	-128 ~ 127
短整型	short	2 字节	-32768 ~ 32767
整型	int	4 字节	-2^31 ~ 2^31 - 1
长整型	long	8 字节	-2^63 ~ 2^63 - 1
单精度浮点数	float	4 字节	有范围，一般不关注
双精度浮点数	double	8 字节	有范围，一般不关注
字符型	char	2 字节	0 ~ 65535
布尔型	boolean	没有明确规定	true 和 false

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，该中类型后序介绍。

什么是字节?

字节是计算机中表示空间大小的基本单位 .

计算机使用二进制表示数据 . 我们认为 8 个二进制位 (bit) 为一个字节 (Byte).

我们平时的计算机为 8GB 内存 , 意思是 8G 个字节 .

其中 1KB = 1024 Byte, 1MB = 1024 KB, 1GB = 1024 MB.

所以 8GB 相当于 80 多亿个字节 .

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：

与c语言相同

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

3.3 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;
// 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：

1. int 不论在何种系统下都是 4 个字节

2. 推荐使用方式一定义，如果没有合适的初始值，可以设置为 0

3. 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

4. 变量在使用之前必须要赋初值，否则编译报错

5. 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：

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：-2 ^ 63 ~ 2 ^ 63 - 1

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 ;

System . Out . println ( d );

神奇的代码一：

int a = 1;
int b = 2;
System.out.println(a / b); // 输出 0.5 吗?
//实际上输出0

这一点与c语言一样。

神奇的代码二：

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

这是为什么呢？其实小数在计算机里面没有精确的数，但是可以精确到小数点后几位。

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

这里要注意一下：

float num = 1.0f; // 写作 1.0F 也可以
System.out.println(num);

少了1.0后面的f 行不行，不行，为什么？

因为单写1.0是double类型的，占8个字节，而float是4个字节，如果把8个字节的数据放入4个字节，数据会丢失不安全。

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);

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 .

3.3. char 的包装类型为 Character

char ch = '呵';
System.out.println(ch)

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 ?';

^

此时我们在执行 javac 时加上 -encoding UTF-8 选项即可

javac -encoding UTF-8 Test.java

关于字符编码方式的讨论, 参见
https://zhuanlan.zhihu.com/p/35172335

3.6 布尔型变量

布尔类型常用来表示真假，在现实生活中也是经常出现的，比如：听说 xxx 同学买彩票中了一个亿 ... ，听到后估计大部分人第一反应就是：我x ，真的假的？

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
boolean value = true;
System.out.println(value + 1);
// 代码编译会出现如下错误
Test.java:4: 错误: 二元运算符 '+' 的操作数类型错误
System.out.println(value + 1);
^
第一个类型: boolean
第二个类型: int
1 个错误
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
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; // int没有double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。

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

2. byte与byte的运算

byte a = 10 ;

byte b = 20 ;

byte c = a + b ;

System . out . println ( c );

// 编译报错

Test . java : 5 : 错误 : 不兼容的类型 : 从 int 转换到 byte 可能会有损失

byte c = a + b ;

^

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。

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 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

}