零基础学Java第二讲---数据类型与变量

一、字面常量

        在上一讲HelloWorld程序中， System.out.println("Hello World") ；语句，不论程序何时运行，输出的都是HelloWorld，其实"HelloWorld"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，如"12345"、"hello"、"你好"。

（2）整型常量：程序中直接写的数字(注意没有小数点)，如：100、1000

（3）浮点数常量：程序中直接写的小数，如：3.14、0.49

（4）字符常量：由单引号括起来的当个字符，如：‘A’、‘1’

（5）布尔常量：只有两种true和false

（6）空常量：null(后面讲)

#注：字符串、整型、浮点型、字符型以及布尔型，在Java中都称为数据类型。

二、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：

#注：

（1）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

（2）整型和浮点型都是带有符号的

（3）整型默认为int型，浮点型默认为double

（4）字符串属于引用类型，该种类型后序介绍。

三、变量

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，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。

2、语法格式

数据类型  变量名 = 初始值;

如：

 int a = 10;   // 定义整型变量a，a是变量名也称为标识符，该变量中放置的值为10 double d = 3.14;char c = 'A';boolean b = true;System.out.println(a);System.out.println(d);System.out.println(c);System.out.println(b);a = 100;  // a是变量，a中的值是可以修改的，注意：= 在java中表⽰赋值，即将100交给a，a中保存的值就是100 System.out.println(a);// 注意：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);

3、整型变量

3.1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范围 
int d = 12345678901234;  // 编译时报错，初值超过了int的范围

#注：

（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

3.2长整型变量

int a = 10;
long b = 10;   // long定义的⻓整型变量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：

（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短整型变量

 public static void main(Stirng[] args) {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：

（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

3.4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：

（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

3.5思考

        byte、short、int、long都可以定义整型变量，为什么要给出4种不同类型呢？

（1）内存占用不同

byte ：占用1字节（  8位），取值范围：-128~127。
short：占用2字节（16位），取值范围：-32,768~32,767。
int    ：占用4字节（32位），取值范围：-2^31~2^31-1（约 ±21亿）。
long ：占用8字节（64位），取值范围：-2^63~2^63-1。

设计目的：  
如果数据范围很小（如年龄、月份），用 `byte` 或 `short` 可以显著节省内存。例如，处理大量数据时（如数组），使用 `byte` 而非 `int` 可以减少内存占用至1/4

（2）性能考量

        现代CPU通常对32位（`int`）或64位（`long`）的数据处理效率最高。`byte` 和 `short` 在计算时会被隐式转换为 `int`，因此直接使用 `int` 可能更高效。

（3）应用场景

byte  ：处理二进制数据（如文件、网络协议），或需要极致节省内存的场景（如大型数组）。
short ：较少使用，适用于特定硬件或协议（如嵌入式系统）。
int     ：最常用，适合大多数场景（如循环计数、数学运算）。
long  ：需要大范围整数时（如时间戳、全球人口统计）。

（4）代码可读性与维护性

        使用符合数据范围的类型可以明确表达意图

（5）历史与兼容性

        早期计算机内存有限，精确控制数据类型是必要的。现在即使内存充足，但在大规模数据（如科学计算、数据库）中，优化类型仍能节省资源。

4、浮点型变量

4.1双精度浮点型

 double d = 3.14;System.out.println(d);

有这样的一段代码：

 int a = 1;int b = 2;double A = 1.0;double B = 2.0;System.out.println(a / b);  //输出0System.out.println(A / B);  //输出0.5System.out.println(A * B);  //输出2.0000000000000001

我们可以看到，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double类型计算.

#注：

（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IEEE754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。

4.2单精度浮点型

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

        float 类型在Java中占四个字节,同样遵守IEEE754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。

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型 
char c3 = '帅';
System.out.println(c3);

#注：

（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）char的包装类型为Character

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，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：真的假的？

 boolean b = true;System.out.println(b);b = false;System.out.println(b);

#注：

（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);//此代码就会出现编译错误

（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的Java虚拟机实现中，Java编程语言中的布尔数组被编码为Java虚拟机字节数组，每个布尔元素使用8位。

（4）boolean的包装类型为Boolean

四、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)

1、自动类型转换(隐式)

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;  //int类型的值⾃动转换为了long类型float f = 3.14F;
double d = 5.12;d = f; //float类型的值⾃动转换为了double类型

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

#注：

（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、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

3.1int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 

3.2byte与byte的运算

byte a = 10;
byte b = 20;
byte c = a + b; // 编译出错 
System.out.println(c);

正确的写法：

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

总结：

（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

五、字符串类型

在Java中使用String类定义字符串类型，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 }

在有些情况下，需要将字符串和整型数字之间进行转换：

1、int转成String

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

2、String 转成int

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

在这里只是对字符串进行简单的介绍，大家能够正常使用即可，后续会详细给大家介绍。