《Java架构筑基》从Java基础讲起——基本数据类型

Posted 2021-03-23

1. 基本类型有哪些

Java定义了八种基本数据类型：byte，short，int，long，char，float，double，boolean。

• 基本数据类型也称为简单类型，这些类型可以分为四组：
  • 整型。包括byte，short，int，long。用于表示有符号整数。
  • 浮点型。包括float，double。用于表示带小数位的数字。
  • 字符型。包括char。用于表示字符集中的符号。
  • 布尔型。包括boolean。用于表示true/false值。
• 开发者可以直接使用这些类型，也可以使用它们来构造数组以及自定义类型。因此，它们形成了所有可以创建的其他类型的基础。Java在其他方面是完全面向对象的，但基本数据类型并不是面向对象的，这样设计的原因是为了效率。将基本数据类型设计为对象会极大地降低性能。
• 因为Java语言的特色其中一个就是具备可移植性，即不管在哪个平台下运行，一份代码无需修改就可以直接运行。为了确保这一点，基本数据类型被定义为具有明确的范围和数学行为，与C和C++这类语言“允许整数的大小随着执行环境的要求而变化”不同，Java语言的数据类型都具有严格定义的范围。无论在那种平台下，int总是32位的。虽然严格指定基本数据类型的范围在某些环境下会造成性能损失，但这是为了实现可移植性而必须付出的。

Java的八种基本类型说明如下所示，其中每一种都有特定的格式和大小 |基本类型|说明|字节数 |:----:|:----:|:----: |byte|字节长度的整数，八位|1个字节 |short|短整数，十六位|2个字节 |int|整数，三十二位|4个字节 |long|长整数，六十四位|8个字节 |float|单精度浮点数，三十二位|4个字节 |double|双精度浮点数，六十四位|8个字节 |char|Unicode字符|2个字节 |boolean|布尔值|1个字节

2. 字面值有哪些类型

基本类型的字面值有四种子类型：整数字面值，浮点数字面值，字符字面值，布尔字面值

3. 整型数据介绍

3.1 整型数据

Java定义了四种整数类型：byte，short，int，long。所有这些类型都是有符号的、正的整数或者负的整数。Java不支持无符号（正值）的整数。博客 名称|宽度|范围 :--:|:--:|:--:| long|64|-9 223 372 036 854 775 808 ~ 9 223 372 036 854 775 807 int|32|-2 147 483 648 ~ 2 147 483 647 short|16|-32 768 ~ 32767 byte|8|-128 ~ 127

当中，最常用的整数类型是int。

• int类型经常用于控制循环变量和索引数组。对于那些不需要更大范围的int类型数值的情况，你可能会认为使用范围更小的byte和short类型效率会更高，然而事实并非如此。因为在表达式中使用byte和short值时，当对表达式求值时它们会被提升为int类型。所以，当需要使用整数时，int通常是最好的选择。

3.2 整数字面值

整数字面值可以写为十进制，十六进制（加前缀0x或0X），八进制（加前缀0），二进制（加前缀0B或0b）

//十进制
int x=10;
//十六进制数，即十进制的32
int y=0x20;
//八进制，即十进制的15
int z=017;
//二进制，即十进制的7
int u=0b0111;

整数字面值用于将值赋给byte，short，int和long类型的变量。所赋值不能超出变量的存储范围

• 例如，以下代码在IDE中就会提示错误，因为byte的最大值为127

byte b = 250;

• 要将一个值赋给long类型时，在数字的后面要加上后缀字母L或l。否则，如下代码中的整数值其实是被看做是int类型的

long a = 120;

• 在以下代码中，就会产生一个错误，因为99999999999超出了int类型的存储能力。为了解决这个问题，需要在数字后加上后缀字母L或l

long a = 99999999999;

如果整数字面值太长，可读性会受到影响。

• 从Java 7开始，可用在整数字面值中使用下划线将数字分隔开。

//十进制
int x=1_000_000;
//十六进制数，即十进制的32
int y=0x2_0;
//八进制，即十进制的15
int z=0_17;
//二进制，即十进制的7
int u=0b0_111;

4. 浮点型介绍

4.1 浮点型数据

浮点数也称为实数，当计算需要小数精度的表达式时使用。 名称|宽度|范围 :--:|:--:|:--:| float|32|1.4e-045 ~ 3.4e+038 double|64|4.9e-324 ~ 1.8e+308

float

• float类型表示使用32位存储的单精度数值。在某些处理器上，单精度运行速度更快，并且占用的空间是双精度的一半，但是当数值非常大或者非常小时会变得不精确。如果需要小数部分，且精确度要求不高时，就可以考虑使用float类型。

double

• double类型表示使用64位存储的双精度数值。在sin()、cos()和sqrt()这类数学函数中，返回值都是double类型。如果需要在很多次迭代运算中保持精度，或是操作非常大的数值时，double类型是最佳选择。

4.2 浮点数字面值

浮点数包含以下四个部分

• 一个整数部分
• 一个小数点
• 一个小数部分
• 一个可选的指数

例如，在1.7e8中，1是整数部分，7是小数部分，8是指数

• 在float和double类型中，0的整数部分是可选的
• 例如，0.5可以写成.5
• 浮点数字面值加上的后缀字母F或f表明其为float类型，如果没有标明，该浮点数字面值将是double类型

5. 字符介绍

5.1 字符型数据

char是用于存储字符的数据类型。Java的设计初衷是允许程序员编写在世界范围内均可使用的语言，因此采用了Unicode标准来表示字符。Unicode定义了一个完全国际化的字符集，能够表示全部人类语言中的所有字符，为此需要使用十六位宽度来存储。char的范围是0 ~ 65536，没有负的char值。

对于一些语种，例如英语、德语等，可以使用八位宽度来表示这类语言的字符，使用Unicode在一定程度上会降低效率，但这是为了在全球获得可移植性而必须付出的代价。

尽管char被设计为容纳Unicod字符，但也可以用作整数类型，可以对char类型的变量执行算术运算。

5.2 字符字面值

字符字面值是一个Unicode字符，或者是单引号括起来的一个转义序列

例如

‘a‘
‘b‘
‘‘ 回退字符
‘
‘ 换行
‘
‘ 回车

6. 布尔字面值

布尔类型有两个值，分别为true和false。

例如，声明一个布尔变量bool

boolean bool=true;

7. 基本类型转换

在涉及处理不同数据类型时，常常需要将一个变量的值赋给另一个变量，这就需要进行类型转换

默认转换

• byte,short,char—int—long—float—double
• byte,short,char相互之间补转换，他们参与运算首先转换为int类型

强制转换

• 格式: 目标类型 变量名 = (目标类型)值或变量名
• int a = (int) 15.7f;

注意要点

!!!!!!!注意!!!!!!!!
1:在java中，任何一个整数默认为 int 类型 (1)
2:在java种，任何一个小数，默认为 double 类型( 1.0)
3:123L 或者 1231 编译器会将该数当成long类型
4:12.345f 或者12.345F 编译器会将该数当成float类型

7.1 加宽转换

当从一种基本类型转换向另一种基本类型时，如果后者的大小和前者相同或者更大，就叫做加宽转换

• 例如，将int（32位）转为long（64位）。此时不会有信息丢失的风险，且加宽转换是隐式发生的，不需要在代码中任何事情
• 例如

int a=10;
long b=a;

7.2 收窄转换

收窄转换发生在从一种基本类型转换为另一种更小类型的转换中

• 例如，从long（64位）到int（32位）。收窄转换需要显示调用，用圆括号指定目标类型

long a=10;
int b=(int)a;

• 如果被转换的值比目标类型的容量还要大的话，收窄转换将导致信息丢失
• 例如，9876543210对int类型来说太大了

long a=9876543210L;
int b=(int)a;
//输出值是1286608618
System.out.println(b);

8. 表达式中的自动类型提升

除了赋值外，在表达式中也可能会发生类型转换。在表达式中，中间值要求的精度有时会超出操作数的范围。博客

例如：

byte a = 40;
byte b = 50;
byte c = 100;
int d = a * b / c;

中间部分 a b 很容易超出byte操作数的范围。为了解决这类问题，当对表达式求值时，Java会自动将每个byte，short或char操作数提升为int类型。这意味着使用int类型而不是byte类型执行子表达式a b。因此，即时a和b都被指定为byte类型，中间表达式（50 * 40）的结果2000是合法的。

自动类型提升很有用，但有时候会导致难以理解的编译时错误。例如：

byte b=10;
//错误
b= b*2;

如上代码试图将 10 * 2 的结果（一个完全有效的byte值）保存到byte变量中，但是编译器却提示错误。当计算表达式的值时，操作数被自动提升为int类型，所以结果也被提升为int类型。因此，现在是试图将一个int类型值转为byte变量，如果不使用强制类型转换，就不能将结果赋给byte变量。

Java定义了几个应用于表达式的类型提升规则。

• 对于一元操作符来说，如果操作数的类型是byte，short或char，运算结果提升为int类型
• 对与二元操作符来说，提升规则是从以下几条依次选择一条执行
• 如果操作数类型均为byte、short或char，那么两个数均转为int类型，结果数也将为int类型
• 如果操作数包含double类型，那么另一个操作数也转为double，结果数也将为double类型
• 如果操作数包含float类型，那么另一个操作数也转为float，结果数也将为float类型
• 如果操作数包含long类型，那么另一个操作数也转为long，结果数也将为long类型