Java基本语法_02_数据类型

本质上说，程序就是对数据的处理。不同的编程语言为了满足自己的语言优势和特色，结合设计理念制定了不同的数据类型以及存储方式。本文主要介绍数据类型、字面值、变量和常量等相关内容。

1. 数据类型

1.1 数据类型的作用

程序中有很多数据，每一个数据都是有类型的，不同类型的数据占用内存空间大小不同，数据类型的作用是指导JVM在运行程序的时候给该数据分配多大的内存空间。

Java中的数据类型包括两种：

1. 基本数据类型：如int，char等；
2. 引用数据类型，如数组，字符串，类对象等。（后面面向对象部分介绍）

1.2 基本数据类型

和C/C++类似，Java中的基本数据类型包括四大类八小类，如下所示：

1. 整数型：byte, short, int, long
2. 浮点型：float, double
3. 布尔型：boolean
4. 字符型：char

具体每个类型所占内存空间大小相关信息如下表所示：

数据类型	占用空间大小(字节)	取值范围（无符号）	取值范围（有符号）	默认值
byte	1	0 ~ 255	-128 ~ 127	0
short	2	0 ~ 65535	-32768 ~ 32767	0
int	4			0
long	8			0L
float	4			0.0
double	8			0.0
boolean	1	true/false		false
char	2	0 ~ 65535		\u0000
引用数据类型				null

1.2.1 整数型

Java语言中的整数型有四种，取值范围从小到大分别是byte, short, int, long。除了数据类型，还有不同的表示方式，Java语言中整数型一共有三种表示方式：

• 十进制（默认）：普通数字。

  如：10，15，20等等。

• 八进制：以 0 开头。

  如：010，011，012，分别表示十进制的8，9，10。

• 十六进制：以 0x 开头。

  如：0x10，0x11，0x12，分别表示十进制的16，17，18。

既然存在四种整数类型，那么对于一个整数型数据，比如 732，那么它是哪个类型呢？在Java语言中，默认被当做int类型来处理，即使这个数值超过了int的取值范围，它仍然是被当做int类型，只不过会报错，这个时候需要在数值后面加上字母L，如1234567L，即代表long类型，见后面的字面值部分。对于byte和short，见后续的变量以及类型转换。

1.2.2 浮点型

Java语言中的浮点型有两种，取值范围从小到大分别是float, double。float是单精度，double是双精度。但是相对来说，double的精度也不是很高，对于财务类数据，double仍然不够，为此，Java提供了java.math.BigDecimal类型。

在Java语言当中，所有的浮点型数据默认被当做是double类型处理，如果想让Java当做float类型来处理，需要在字面值后面加上字母f或F。

注意，double和float在计算机内部二进制存储的时候存储的都是近似值。在现实世界当中有一些数字是无限循环的，例如：3.3333333333…。计算机的资源是有限的，用有限的资源存储无限的数据只能存储近似值。

1.2.3 布尔型

Java语言中的布尔型只有一种boolean，取值为true和false两个。布尔类型数据在实际开发中非常重要，经常用在逻辑运算和条件控制语句当中。

1.2.4 字符型

Java语言中的字符型只有一种char，占用两个字节，可以表示65535个数字，将字符编码并转换成对应的数字，即char可表示65535个字符。

1.3 字符编码

有了数据类型，那么计算机是如何存储这些数据呢？

众所周知，计算机是根据电脉冲的有无来执行指令的，而电脉冲的有无则表示0和1，也就是只能表示二进制。那么对于上述的整数型（十进制），则需要进制转换。对于浮点型，本质上也是十进制，只不过需要分别表示整数位和小数位。对于布尔型，因为只有两个取值，直接一一映射即可。对于字符型，一方面字符的取值较多，另一方面，字符的取值和二进制之间没有关系，所以需要对字符进行编码（使其和二进制有关系），然后进行一一映射。

编码不是什么了不起的东西，就是同一种事物的另一种表示形式而已。比如，人，不可能实际存储在计算机中，就用他的身份证号表示。对于字符，计算机无法存储，只能先存储它的编码，然后在显示器显示的时候，进行转换。

最早的编码是ASCII码，只能编码英文。后来随着计算机的发展，出现了一种编码方式，它是国际化标准组织ISO制定的，这种编码方式支持西欧语言，向上兼容ASCII码，仍然不支持中文。这种编码方式是ISO-8859-1，又被称为Latin-1。

随机计算机向亚洲发展，计算机开始支持中文、日文、韩文等国家文字，其中支持简体中文的编码方式有：GB2312 ， GBK ， GB18030。支持数量由少到多，其中GB2312支持的中文数量最少。支持繁体中文的有：Big5。

后来又出现了一种编码方式统一了全球所有的文字，容量较大，这种编码方式叫做：Unicode编码。Unicode编码方式有多种具体的实现：比如UTF-8，UTF-16，UTF-32等等。Java语言源代码采用的是Unicode编码方式，所以“标识符”可以用中文。

JDK自带的native2ascii命令工具可以将中文转换成Unicode编码。（似乎JDK9及以后的就没有了该命令）。

1.4 类型转换

既然存在不同的数据类型，那么Java也提供了数据类型之间的转换（具体的例子见后面的字面值以及变量部分）。类型转换分为两种：

• 自动类型转换

  从小容量到大容量的数据转换，Java会自动执行。其实相当于直接在数字的前面填充0即可，使其满足特定字节的长度即可。

• 强制类型转换

  从大容量到小容量的数据转换，需要手动执行，但是这仅仅是编译通过了，在实际运行过程中，可能会损失精度。其实相当于直接从前面截断，比如long类型转换到int类型，直接将前面四个字节截断，取后四个字节。

  语法：int a = (long)1234567L;

1.4.1 基本数据类型之间的互相转换

1. 八种基本数据类型当中除布尔类型之外剩下的7种类型之间都可以互相转换。

2. 小容量向大容量转换，称为自动类型转换，容量从小到大排序：(注意是容量，不是占的字节数)

   byte < short < int < long < float < double

   ​ char <

   注意：任何浮点类型不管占用多少个字节，都比整数型容量大。

   ​ char和short可表示的种类数量相同，但是char可以取更大的正整数（因为char没有符号，不分正负）。

3. 大容量转换成小容量，叫做强制类型转换，需要加强制类型转换符，程序才能编译通过，但是在运行阶段可能会损失精度，所以谨慎使用。

4. 当整数字面值没有超出byte，short，char的取值范围，可以直接赋值给byte，short，char类型的变量。

5. byte，short，char混合运算的时候，各自先转换成int类型再做运算。

6. 多种数据类型混合运算，先转换成容量最大的那种类型再做运算。

注意：编译的时候仅仅检查语法，而不会运算检查结果。比如，int a = 10; short b = a;，这样就会出错，因为a是int类型的，赋值给b，需要强转，而没有强转，所以报错。（不会因为a是10，在short类型的范围内，就不报错，不会检查结果）。

2. 字面值

字面值就是程序中实际存在的值，字面值就是数据，看到它就知道它具体的值。比如3.14，'a'，100等等。根据数据类型的不同，字面值也分为不同的种类：

• 整数型字面值
• 浮点型字面值
• 字符型字面值
• 字符串型字面值
• 布尔型字面值

注意，Java语言当中所有的字符串型字面值必须使用双引号括起来；Java语言当中所有的字符型字面值必须使用单引号括起来。在程序中，如果有字面值，那么就会开辟一块内存空间，（不管字面值的值是否一样）。

3. 变量

程序本质上是对数据的处理，数据需要开辟内存空间存储，为了高效地利用内存空间，在一些数据不用之后，可以重新在这块内存空间上存储其他同种类型数据，为了找到这块内存空间，给这块内存空间起了一个名字，名字+内存空间存储的值+数据类型=变量。

变量本质上来说是内存中的一块空间，这块空间有“数据类型”、“名字”、“字面值”。即变量包含三部分：数据类型，名称，字面值（数据）

变量的相关语法如下：

// 声明变量，即说明这个变量的数据类型和名称，还没有赋值
int a;
// 给变量赋值，将字面值 100 赋值给变量a。
a = 100;

// 声明变量并赋值
int b = 200;

变量是内存中存储数据的基本单元。有了变量之后，内存空间得到了重复使用。比如int a = 10;和int b = 10；那么此时两个10字面值都是指的是一块内存空间。注意和字面值的区别，如果字面值单独存在，那么即使值相同，也会单独开辟空间，而赋值给变量后，就会仅开辟一块空间。

注意：在方法体中的Java代码，是遵守自上而下的顺序依次执行的，逐行执行。所以必须先声明变量才能使用该变量。

4. 常量

常量就是定义之后，其值不会再变化的变量。比如在程序中定义了PI，值为3.1415926。这个值是公认的，为了避免后续误操作被修改，可以在变量前添加修饰符final。

5. 例子

public class Example{
    
    public static void main(String[] args){
        
        // 整数型数字，默认是int类型，这里的byte和short，大容量向小容量数据转换。
        // 这里有一个特殊情况，当一个字面值没有超过byte, short, char的取值范围，这个字面值是可以直接赋值给byte，short，char的变量，而不需要强制类型转换。
        byte a = 10;
        short b = 11;
        
        // byte aa = 128; // 报错，因为 128 超过了byte的范围，必须强转。
        byte aa = (byte)128;	// 强转
        
        int c = 12;
        
        long d = 13L;
        
        // 小容量向大容量 数据类型转换，自动转换
        long dd = 13;
        
        char e = 'e';
        
        boolean f = true;
        
        float g = 3.14f;
        double h = 2.71828;
        
        // 常量，定义之后无法再修改它的值。
        final double PI = 3.14;
        
        System.out.println("Hello World!");
    }
}

6. 备注

参考B站《动力节点》。