Java的数据类型

Java的数据类型主要分为两大类：基本数据类型（Primitive Data Types）和引用数据类型（Reference Data Types）。
数据类型的核心作用是定义数据的性质、存储方式以及可进行的操作。

• 基本数据类型

Java 有 8 种基本数据类型，可进一步细分为 4 类：整数类型、浮点类型、字符类型和布尔类型。

整数类型
用于表示整数数值，不同的整数类型具有不同的取值范围和占用的存储空间。

byte：占8位（1字节），取值范围是-128到127。这种类型常用于存储二进制数据，比如声音、图像和文件等。其包装类是Byte。

byte num = 100;

short：占16位（2字节），取值范围是-32768到32767。这种类型主要用于节约内存空间，特别是在需要大量存储整数的地方。其包装类是Short。

short num = 2000;

int：占32位（4字节），取值范围是-2147483648到2147483647。这是Java中最常用的整型数据类型之一，几乎所有需要存储整数的场合都可以用到它。其包装类是Integer。

int num = 100000;

long：占64位（8字节），取值范围是-9223372036854775808到9223372036854775807。主要用于处理比int更大的整数数据，比如日期和时间。其包装类是Long。

	long num = 10000000000L; （注意：long 类型赋值时需在数字后加 L 或 l）

浮点型
float：占32位（4字节），符合IEEE 754标准，可以表示小数点前8位和小数点后23位的数字。这种类型主要用于科学计算和需要高精度计算的场景。但需要注意的是，浮点数不能用来表示精确的值，如货币。其包装类是Float。

float num = 3.14f; （注意：float 类型赋值时需在数字后加 f 或 F）

double：占64位（8字节），符合IEEE 754标准，可以表示小数点前16位和小数点后53位的数字。这是Java中使用最广泛的浮点数类型，几乎所有需要高精度计算的场合都可以用到它。同样地，double类型也不能表示精确的值，如货币。其包装类是Double。

double num = 3.1415926;

字符型
char：占16位（2字节），使用Unicode字符集，可以表示Unicode字符集中的所有字符，包括字母、数字、符号和中文字符等。这种类型主要用于处理字符数据，比如字符串和文本。其包装类是Character。

char ch = 'A';

布尔型
boolean：占8位（1字节）（但实际上JVM可能会采用更高效的存储方式），只有两个取值：true和false。这种类型主要用于条件判断和布尔运算，比如控制流程和逻辑判断。其包装类是Boolean。

boolean isTrue = true;

基本数据类型的转换
在Java中，基本数据类型之间可以相互转换，这种转换分为自动类型转换（隐式类型转换）和强制类型转换（显式类型转换）。

自动类型转换：发生在从小范围类型向大范围类型转换时，如byte自动转换为int，short自动转换为long等。这种转换是由JVM自动完成的，不需要显式声明。

// byte -> short -> int -> long -> float -> double
        byte b = 10;
        short s = b; // 自动转换
        int i = s;   // 自动转换
        long l = i;  // 自动转换
        float f = l; // 自动转换，注意：long到float可能会有精度损失
        double d = f; // 自动转换

        // char 到 int 的自动转换（因为char在内部是以整数形式存储的）
        char c = 'A';
        int ic = c; // 自动转换，'A' 的 ASCII 值是 65

        System.out.println("byte to short: " + s);
        System.out.println("short to int: " + i);
        System.out.println("int to long: " + l);
        System.out.println("long to float: " + f);
        System.out.println("float to double: " + d);
        System.out.println("char to int: " + ic);

强制类型转换：当一个较大的数据类型转换为较小的数据类型时，需要手动进行强制类型转换。这种转换可能会导致数据丢失或溢出，因此需要谨慎使用。

 // double -> float -> long -> int -> short -> byte
        // 注意：这些转换可能会导致数据丢失或溢出，因此在实际应用中需要谨慎

        double d = 123.456;
        float f = (float) d; // 强制转换，可能会有精度损失
        long l = (long) f;   // 强制转换，这里实际上是不安全的，因为float不能精确表示long能表示的所有值
        // 但为了演示，我们假设转换是可行的（在实际中，通常不会直接从float转换到long）
        int i = (int) l;     // 强制转换，可能会导致数据丢失
        short s = (short) i; // 强制转换，可能会导致数据丢失
        byte b = (byte) s;   // 强制转换，可能会导致数据丢失

        // 演示从int到char的强制转换（通常用于获取字符的ASCII值或从ASCII值获取字符）
        int num = 65;
        char c = (char) num; // 'A' 的 ASCII 值是 65

        System.out.println("double to float: " + f);
        System.out.println("float to long then to int (unsafe): " + i); // 不安全转换的示例
        System.out.println("int to short: " + s);
        System.out.println("short to byte: " + b);
        System.out.println("int to char: " + c);

• 引用数据类型

引用数据类型指向一个对象，而不是存储实际的数据值。常见的引用数据类型包括类（Class）、接口（Interface）、数组（Array）和枚举（Enum）等。

类（Class）
类是 Java 中最常见的引用数据类型，它是对象的模板，定义了对象的属性和行为。通过类可以创建多个具有相同属性和行为的对象实例。
当创建一个类的对象时，对象会被分配到堆内存中，而引用变量存储的是该对象在堆内存中的地址。

class Person {
    String name;
    int age;
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Person(); // 创建 Person 对象
        // person 变量存储的是 Person 对象在堆内存中的地址
    }
}

接口（Interface）
接口是一种抽象类型，它只包含方法的签名（方法名、参数列表和返回类型），不包含方法的实现。类可以实现一个或多个接口，从而实现接口中定义的方法。
接口的引用变量同样存储的是实现该接口的对象的地址。

interface Animal {
    void eat();
}

class Dog implements Animal {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("Dog is eating.");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Animal animal = new Dog(); // 创建 Dog 对象并使用 Animal 接口引用
        // animal 变量存储的是 Dog 对象在堆内存中的地址
    }
}

数组（Array）
数组是相同类型数据的有序集合，通过下标来访问数组中的元素。数组可以是一维的，也可以是多维的。
数组对象也存储在堆内存中，数组引用变量存储的是数组对象在堆内存中的地址。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = new int[5]; // 创建数组对象
        // arr 变量存储的是数组对象在堆内存中的地址
    }
}

字符串（String）
String 类是 Java 中用于处理文本的引用数据类型。虽然在使用时感觉像基本数据类型，但实际上它是一个类。String 对象是不可变的，即一旦创建，其值不能被改变。

	// 创建字符串对象
        String str1 = "Hello";
        String str2 = new String("World");

集合（Collection）
集合是 Java 中用于存储和操作一组对象的容器。
Java 提供了多种集合类，如 List、Set、Map 等，它们都位于 java.util 包中。

其他特殊的引用类型
强引用：默认情况下，对象都是强引用的，只要对象有强引用指向它，它就不会被垃圾回收器回收。
软引用：软引用通过SoftReference类实现，当内存空间足够时，软引用指向的对象不会被回收；当内存空间不足时，系统可能会回收软引用指向的对象。
弱引用：弱引用通过WeakReference类实现，无论内存空间是否足够，只要发生垃圾回收，弱引用指向的对象都会被回收。
虚引用：虚引用通过PhantomReference类实现，虚引用不能单独使用，必须与ReferenceQueue一起使用。当一个对象被垃圾回收器回收时，会将该虚引用加入到与之关联的ReferenceQueue中。