Java基础：基本数据类型与变量（详解）

引言

        详细介绍Java中的数据类型，变量，运算符，逻辑控制语法

一、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：

注意：整型和浮点型都是带有符号的，整型默认是int，浮点型默认是double。

二、常量与变量

1、常量

常量即程序运行期间，固定不变的量

如：

public class Main {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，比如"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)，比如：100、1000

3. 浮点数常量：程序中直接写的小数，比如：3.14、0.49

4. 字符常量：由单引号括起来的当个字符，比如：‘A’、‘1’

5. 布尔常量：只有两种 true 和 false

6. 空常量：null

2、变量

常量即程序运行期间，可以改变的量

2.1语法格式

数据类型 变量名 = 初始值;

public class Main {public static void main(String[] args) {int a = 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);}
}

3 整形变量

    public static void main(String[] args) {// 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);//-2147483648// 2147483647//注意：在定义int性变量时，所赋值不能超过int的范围//int d = 12345678901234;  //编译时报错，初值超过了int的范围}

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 Interger

3.1 长整型变量

    public static void main(String[] args) {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llong 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);//-9223372036854775808// 9223372036854775807}

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

3.2  短整型变量

    public static void main(String[] 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);//-32768// 32767}

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

4 字节型变量

    public static void main(String[] args) {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);}

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

5  浮点型变量

5.1 双精度浮点型

    public static void main(String[] args) {int a = 1;int b = 2;System.out.println(1 / 2); //输出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double类型计算.double c = 1.0;double d = 2.0;System.out.println(c / d);   //输出0.5}

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,需要使用浮点类型计算。

    public static void main(String[] args) {double num = 1.1;System.out.println(num * num);}// 执⾏结果  1.2100000000000002

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。

5.2 单精度浮点型

    public static void main(String[] args) {float num = 1.0f;  //也可以写成1.0FSystem.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。

6 字符型变量

    public static void main(String[] args) {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);}

1. Java中使用单引号 + 单个字目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

7 布尔型变量

布尔类型常用来表示真假

    public static void main(String[] args) {boolean b = true;System.out.println(b);b = false;System.out.println(b);}

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0表示假，非0表示真的说法

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。

参考官方手册：Chapter 2. The Structure of the Java Virtual Machine

4. boolean的包装类型为Boolean。

8 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。

    public static void main(String[] args) {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)。

8.1 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会自动进行。

    public static void main(String[] args) {System.out.println(1024);   //整型默认情况下是intSystem.out.println(3.14);   //浮点型默认情况下是doubleint 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}

8.2 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。

    public static void main(String[] args) {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// 100默认为int，没有超过byte范围，隐式转换byte b1 = 100;byte b2 = (byte)257;  // 257默认为int，超过byte 范围，需要显⽰转换，否则报错}

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

8.3 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。和c语言的规则一样。

简单举两个例子：

     int与long之间：int会被提升为long

    public static void main(String[] args) {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

     byte与byte的运算

    public static void main(String[] args) {byte a = 10;byte b = 20;byte c = a + b; //编译出错System.out.println(c);}

解释：

        byte和byte都是相同类型,但是出现编译报错.原因是，虽然a和b都是byte，但是计算a+b会先将a和b都提升成int，再进行计算，得到的结果也是int，这时赋给c，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

正确写法：

    public static void main(String[] args) {byte a = 10;byte b = 20;byte c = (byte)(a + b); System.out.println(c);}

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