java 图的类型_JVM 知识导图—— Java 的基本类型

た入场券 2022-11-10 05:23 25阅读 0赞

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Java 的基本类型

Java 基本类型表

类型

值域

默认值

boolean

\{false, true\}

false

byte

\[-128, 127\]

short

\[-32768, 32767\]

char

\[0, 65535\]

'\\u0000'

int

\[-2^31, 2^31-1\]

long

\[-2^63, 2^63-1\]

float

~\[-34E38, 34E38\]

\+0.0F

double

~\[1.8E308, 1.8E308\]

\+0.0D

从上表中可以看出，值域方面，只有 boolean 和 char 是无符号的，byte、short、int、long、float、double 不仅有符号，而且值域范围逐渐增大。

默认值方面，不同类型有不同的表示，但在内存中都是0。

以上值域是 Java 虚拟机规范规定的，但是 boolean、byte、char、short 是有机会存储超出值域范围的数值的，这点在生成字节码时需要注意，下面从基本类型的存储和加载两方面讨论一下。

存储

基本类型的存储分成两种情况，分别是存储到栈帧中的局部变量区和存储到堆中字段或数组元素中。下面依次介绍两种情况的存储。

Java 虚拟机调用方法时会创建栈帧，局部变量区是栈帧的一部分。局部变量区的数据结构如同一个数组，数组单元的大小被定义为一个 int 占用的大小空间，在32位虚拟机上为4个字节，64位上则是8个字节。Java 中的类型存储到局部变量区中时，除了 long 和 double 用两个数组单元存储，其他基本类型和引用类型都是用一个数组单元存储。

储存到堆中字段或数组元素上时，除 boolean 外其他类型的占用空间和值域吻合，byte、char、short 分别是一字节、两字节、两字节。boolean 字段则直接占用一字节的大小，boolean 数组采用 byte 数组实现。当将多位字节类型存储到少位字节类型时，比如 int 数值存储到 short 字段上，会做掩码操作，把高位字节的值截掉，只存低位字节的值。

Java 基本类型和存储大小表

知道了基本元素的存储大小，我们可以完善下篇头的表格。

类型

值域

默认值

局部变量区中的大小

堆中字段或数组元素中的大小

boolean

\{false, true\}

false

同 int

1字节或用byte数组实现

byte

\[-128, 127\]

同 int

1字节

short

\[-32768, 32767\]

同 int

2字节

char

\[0, 65535\]

'\\u0000'

同 int

2字节

int

\[-2^31, 2^31-1\]

32位虚拟机上4字节，64位上8字节

4字节

long

\[-2^63, 2^63-1\]

32位虚拟机上8字节，64位上16字节

8字节

float

~\[-34E38, 34E38\]

\+0.0F

同 int

4字节

double

~\[1.8E308, 1.8E308\]

\+0.0D

同 long

8字节

加载

字节码的操作数栈也是栈帧的一部分，如果需要进行算数运算。需要先把数值加载到操作数栈上。在操作栈上，boolean、byte、char、short 会当成 int 类型运算，这些类型的加载会将数值赋值到低位字节上，对高位字节则采用扩展。如果是 boolean、char 这种无符号的，会采用零扩展，高字节用0补充。而 byte、short 则采用符号扩展，如果是非负数，高位字节会用0补充，否则用1补充。

浮点数的特点

Java 基本类型的知识点还有另外一个需要注意的地方，就是对浮点数的特殊处理，这个知识点在虽然在用 Java 编程中很少能正常触及到，但在字节码操作上还是很有用处的，下面对这个知识点详细讲解一下。

浮点类型的0有两种，以 float 为例，分别是 +0.0F 和 -0.0F。这两个值虽然使用 == 运算符返回 true，但在内存中的值并不一样。另外，用任意正浮点数除以 +0.0F 可以得到正无穷在 Java 中表示的数值，同理，用任意负浮点数除以 -0.0F 可以得到负无穷。除了正无穷和负无穷，Java 中还有 NaN(Not-a-Number)的概念，它通常通过 +0.0F / -0.0F 得到。NaN 在用比较运算符操作中有一个特点，除了 != 运算返回 true，其它的都返回 false。这个特点可能会给向量化比较带来麻烦。

总结

Java 的基本类型相关的知识中，我们需要对不同类型的默认值和值域有所了解，然后需要掌握 JVM 在存储和加载这两种对基本类型的处理上是如何操作的，最后浮点数的特殊处理也是需要掌握，为更深入的知识的学习做好铺垫。

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