【JAVASE】数据类型与变量

怼烎@ 2024-04-23 20:25 94阅读 0赞

> ⭐ 作者：小胡\_不糊涂  
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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 语法格式
     *  3.2 整型变量
     *   *  3.2.1 整型变量
         *  3.2.2 长整型变量
         *  3.2.3 短整型变量
         *  3.2.4 字节型变量
     *  3.3 浮点型变量
     *   *  3.3.1 单精度浮点型
         *  3.3.2 双精度浮点型
     *  3.4 字符型变量
     *  3.5 布尔型变量
     *  3.6 类型转换
     *   *  3.6.1 自动类型转换(隐式)
         *  3.6.2 强制类型转换(显式)
     *  3.7 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。

public class Num_type {
        
        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);
        }
    }

这里的 *“Hello World!”、100、3.14、‘A’、true、false* 都是常量，称为**字面常量**。

**字面常量的分类：**

*  字符串常量：由 “” 括起来的，比如“12345”、“hello”、“你好”。
 *  整形常量：程序中直接写的数字(注意没有小数点)，比如：100、1000
 *  浮点数常量：程序中直接写的小数，比如：3.14、0.9
 *  字符常量：由 单引号 括起来的当个字符，比如：‘A’、‘9’
 *  布尔常量：只有两种true和false
 *  空常量：null

`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：

四类：整型、浮点型、字符型以及布尔型

八种：

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

注：

*  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)。1byte=8bit  
> 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

## 3. 变量 ##

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、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**。

### 3.1 语法格式 ###

//格式：
    //数据类型 变量名 = 初始值；

例如：

int a=9;// 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9,a中的值可以修改
    double b = 3.14;
    char c = 'A';
    boolean d = true;

在编译器上实现输出：

![在这里插入图片描述][d2fe6a776c054ece8de555c200c7ae61.png]

//在一行可以定义多个相同类型的变量
    int a1 = 10, a2 = 20, a3 = 30;
    System.Out.println(a1);
    System.Out.println(a2);
    System.Out.println(a3);

运行结果：

![在这里插入图片描述][33a517a7b937439099bcd94e635eaab5.png]

### 3.2 整型变量 ###

#### 3.2.1 整型变量 ####

创建方式：

// 方式一：在定义时给出初始值
    int a = 10;
    System.Out.println(a);//打印
    
    // 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：**

public class Num_type {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            System.out.println(Integer.MIN_VALUE);//最小
            System.out.println(Integer.MAX_VALUE);//最大
        }
    }

![在这里插入图片描述][01d12843d16747a491af73c1f59a4049.png]

在Java当中，当你赋值的"字面值常量”一旦超过了变量能存储的最大值，就会自动编译报错。

例如：

![在这里插入图片描述][41d3c8f510e04ffbbd8081137d546ed3.png]

注：

*  int不论在何种系统下都是4个字节
 *  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
 *  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
 *  变量在使用之前必须要赋初值，否则编译报错
 *  int的包装类型为 Integer

#### 3.2.2 长整型变量 ####

我们已经知道 int 是定义整型变量的，而长整型变量是由 long 定义的。

int a=10;//整型
    //长整型
    long b=10;
    long c=10l;
    long d=10L;

> 为了区分 int 类型和 long 类型，一般建议给 long 类型变量的初始值后加 L 或 l，因为 l 与 1 不好区分，所以常加 L 。

**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

public class Num_type {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            System.out.println(Long.MIN_VALUE);
            System.out.println(Long.MAX_VALUE);
        }
    }

![在这里插入图片描述][de2d13972b6b4d18ad04bec2c57985bb.png]

注：

*  长整型变量的初始值后加L或者l，推荐加L
 *  长整型不论在那个系统下都占8个字节
 *  长整型的表示范围为：-2^63 ~ 2^63-1
 *  long的包装类型为Long

#### 3.2.3 短整型变量 ####

short a=10;//short定义的短整型变量

**short 型变量所能表示的范围：**

public class Num_type {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            System.out.println(Short.MIN_VALUE);
            System.out.println(Short.MAX_VALUE);
        }
    }

![在这里插入图片描述][1b20a52eaf85427a81c877d021bb3c21.png]

注：

*  short在任何系统下都占2个字节
 *  short的表示范围为：-32768 ~ 32767
 *  使用时注意不要超过范围(一般使用比较少)
 *  short的包装类型为Short

#### 3.2.4 字节型变量 ####

byte a=10;//由byte定义的字节型变量

**byte型变量所能表示的范围：**

public class Num_type {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            System.out.println(Byte.MIN_VALUE);
            System.out.println(Byte.MAX_VALUE);
        }
    }

![在这里插入图片描述][3ac654e773b746bea9e614caf25a8c68.png]

注：

*  byte在任何系统下都占1个字节
 *  byte的范围是：-128 ~ 127
 *  字节的包装类型为Byte

### 3.3 浮点型变量 ###

`浮点型变量，即小数型。`

#### 3.3.1 单精度浮点型 ####

//定义方式：
    float a=1.0f;
    float b=2.0F;

例如：打印变量 a

![在这里插入图片描述][c51408ddfcb44cacbead8b3a23bd6a1e.png]

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 。

**float型变量所能表示的范围：**

public class Num_type {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            System.out.println(Float.MIN_VALUE);
            System.out.println(Float.MAX_VALUE);
        }
    }

![在这里插入图片描述][43becfaad2f143acb27d351f9e348dc8.png]  
`1.4E-45=1.4x10^(-45)`

#### 3.3.2 双精度浮点型 ####

//定义方式
    double a=3.14;

**double型变量所能表示的范围：**

public class Num_type {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            System.out.println(Double.MIN_VALUE);
            System.out.println(Double.MAX_VALUE);
        }
    }

![在这里插入图片描述][19a6f2af4cf840f6b3db848b3bbab844.png]  
大家看看这段代码的输出结果会是多少？

//代码1
    public class Num_type {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            int a=1;
            int b=2;
            System.out.println(a/b);
        }
    }

没错，答案是 0

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 float 或 double 类型计算：

![在这里插入图片描述][0f8a1ed768c24acd89fc8efe03b9afcc.png]  
也可以这样计算：

![在这里插入图片描述][0d74c36e0ed34b2e864cdf9713ab64e6.png]

//代码2
    public class Num_type {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            double n=1.1;
            System.out.println(n*n);
    	}
    }

**你的结果是1.21吗？**

![在这里插入图片描述][2a05545ec01e4e40bc0233de2fe53eb4.png]  
`这是因为小数并没有一个非常精确的数字，只能说是精确到小数点后几位。`

注：

*  double在任何系统下都占8个字节
 *  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
 *  double的包装类型为Double
 *  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 字符型变量 ###

public class Num_type {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            char a = 'A';//char定义的字符型变量
            char b = '1';
            char c = '张';//java中的字符可以存放整形
            System.out.println(a);
            System.out.println(b);
            System.out.println(c);
        }
    }

输出结果：

![在这里插入图片描述][b80916b3036b42eab4744525586d9af3.png]

注：

*  Java 中使用 单引号 + 单个字母 的形式表示字符字面值
 *  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
 *  char的包装类型为Character

### 3.5 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。

public class Num_type {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            boolean b = true;//boolean定义的布尔类型变量
            System.out.println(b);
            b = false;
        }
    }

输出结果：

![在这里插入图片描述][9088474f851b4fdb8113acc9ff630c1c.png]

注：

*  boolean 类型的变量只有两种取值，true 表示真， false 表示假
 *  **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**
 *  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
 *  boolean的包装类型为Boolean

错误代码：

boolean a = true;
    System.out.println(a + 1);

第一个类型是 boolean 型，第二个是 int 型，两个并不能做运算。  
![在这里插入图片描述][bd7cd70a5c3f4542af1b525173133d8b.png]

### 3.6 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，会有严格的校验。

观察下面代码：

int a=10;
    long b=100L;
    a=b;//编译失败 a 是整型，b 是长整型
    b=a;//可以通过编译

运行结果：

![在这里插入图片描述][34e0eb054f294d05988067bbf7f9eb10.png]  
这是因为 long 型的变量值范围对比 int 大，所以在由大到小转换的时候，可能会有损失。  
而由小类型到大类型转换并没有影响。

![在这里插入图片描述][29587f7436b54bc5802dc454fd64f7b6.png]

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)。**

#### 3.6.1 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(-128~127)，有数据丢失

#### 3.6.2 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。

例如：

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(强加 int )，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：

*  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
 *  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
 *  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
 *  强制类型转换不一定能成功，不相干的类型不能互相转换

### 3.7 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。

**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 c时会丢失数据
    long d = a + b; // 编译成功：a + b ==> int + long--->long + long 赋值给long，并不会丢失数据

输出 c：

![在这里插入图片描述][2c99f06df19d4462bfe4cbeaf37a391b.png]  
输出 d：

![在这里插入图片描述][27e83ca42eac42449c7c7b27520b6b5b.png]  
**byte与byte的运算**

byte a = 10;
    byte b = 20;
    byte c = a + b;
    System.out.println(c);

运行结果：

![在这里插入图片描述][362645024b19491e9d6e387ede2b9bba.png]

byte 和 byte 都是相同类型，为什么会出现编译报错呢？

原因是计算 a + b 会先将 a 和 b 都提升成 int 型，进行计算后得到的结果也是 int ，赋给 c 时就会出现上述错误。

> 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。

修改上述代码：

byte a = 10;
    byte b = 20;
    byte c = (byte)(a + b);
    System.out.println(c);

![在这里插入图片描述][2406d82429bb403ba2eef01ed01a134a.png]

注：

*  不同类型的数据混合运算，范围小的会提升成范围大的
 *  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：

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][6c5c66dbfee14dd3822433c31f9d59e0.png]

int 与 String 的转换

**1. int 转成 String**

int num = 10;
    // 方法1
    String str1 = num + ""; 
    
    // 方法2
    String str2 = String.valueOf(num);

例如：

![在这里插入图片描述][0a334c8d8ce046438fb6ba5615eec69f.png]

**2. String 转成 int**

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

例如：

![在这里插入图片描述][618d9223a5da4916be1359e05627c750.png]

大家看看这段代码，你能给出正确答案吗？

int a = 10;
    int b = 20;
    System.out.println("a = "+a +" b = " + b);
    System.out.println("a + b = "+a+b);
    System.out.println(a+b + "a + b  ");

输出结果：  
![在这里插入图片描述][c6a5cf138d8440cc9d90d8f15cc65e2c.png]  
`字符串 + 其他 = 字符串`

对第二个输出结果，是因为字符串在前面，其后面的 a+b 也是一个字符串，即 1020  
而第三个是因为 a+b 在前面，加完后才与 "a+b "相加

--------------------

![在这里插入图片描述][81cfffc20d8c4f4dacfc35c59d683f0b.png]

[Link 1]: https://blog.csdn.net/iLoyo_?spm=1010.2135.3001.5421
[Java]: https://blog.csdn.net/iloyo_/category_12388822.html
[d2fe6a776c054ece8de555c200c7ae61.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/deecb2793467444e90b96db25cd4440d.png
[33a517a7b937439099bcd94e635eaab5.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/23/b58dd313314344b09d10567143f11192.png
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