《Java架構築基》從Java基礎講起——基本數據類型

1. 基本類型有哪些

Java定義了八種基本數據類型：byte，short，int，long，char，float，double，boolean。

• 基本數據類型也稱爲簡單類型，這些類型可以分爲四組：
  • 整型。包括byte，short，int，long。用於表示有符號整數。
  • 浮點型。包括float，double。用於表示帶小數位的數字。
  • 字符型。包括char。用於表示字符集中的符號。
  • 布爾型。包括boolean。用於表示true/false值。
• 開發者可以直接使用這些類型，也可以使用它們來構造數組以及自定義類型。因此，它們形成了所有可以創建的其他類型的基礎。Java在其他方面是完全面向對象的，但基本數據類型並不是面向對象的，這樣設計的原因是爲了效率。將基本數據類型設計爲對象會極大地降低性能。
• 因爲Java語言的特色其中一個就是具備可移植性，即不管在哪個平臺下運行，一份代碼無需修改就可以直接運行。爲了確保這一點，基本數據類型被定義爲具有明確的範圍和數學行爲，與C和C++這類語言“允許整數的大小隨着執行環境的要求而變化”不同，Java語言的數據類型都具有嚴格定義的範圍。無論在那種平臺下，int總是32位的。雖然嚴格指定基本數據類型的範圍在某些環境下會造成性能損失，但這是爲了實現可移植性而必須付出的。

Java的八種基本類型說明如下所示，其中每一種都有特定的格式和大小 |基本類型|說明|字節數 |:----:|:----:|:----: |byte|字節長度的整數，八位|1個字節 |short|短整數，十六位|2個字節 |int|整數，三十二位|4個字節 |long|長整數，六十四位|8個字節 |float|單精度浮點數，三十二位|4個字節 |double|雙精度浮點數，六十四位|8個字節 |char|Unicode字符|2個字節 |boolean|布爾值|1個字節

2. 字面值有哪些類型

基本類型的字面值有四種子類型：整數字面值，浮點數字面值，字符字面值，布爾字面值

3. 整型數據介紹

3.1 整型數據

Java定義了四種整數類型：byte，short，int，long。所有這些類型都是有符號的、正的整數或者負的整數。Java不支持無符號（正值）的整數。博客 名稱|寬度|範圍 :--:|:--:|:--:| long|64|-9 223 372 036 854 775 808 ~ 9 223 372 036 854 775 807 int|32|-2 147 483 648 ~ 2 147 483 647 short|16|-32 768 ~ 32767 byte|8|-128 ~ 127

當中，最常用的整數類型是int。

• int類型經常用於控制循環變量和索引數組。對於那些不需要更大範圍的int類型數值的情況，你可能會認爲使用範圍更小的byte和short類型效率會更高，然而事實並非如此。因爲在表達式中使用byte和short值時，當對表達式求值時它們會被提升爲int類型。所以，當需要使用整數時，int通常是最好的選擇。

3.2 整數字面值

整數字面值可以寫爲十進制，十六進制（加前綴0x或0X），八進制（加前綴0），二進制（加前綴0B或0b）

//十進制
int x=10;
//十六進制數，即十進制的32
int y=0x20;
//八進制，即十進制的15
int z=017;
//二進制，即十進制的7
int u=0b0111;

整數字面值用於將值賦給byte，short，int和long類型的變量。所賦值不能超出變量的存儲範圍

• 例如，以下代碼在IDE中就會提示錯誤，因爲byte的最大值爲127

byte b = 250;

• 要將一個值賦給long類型時，在數字的後面要加上後綴字母L或l。否則，如下代碼中的整數值其實是被看做是int類型的

long a = 120;

• 在以下代碼中，就會產生一個錯誤，因爲99999999999超出了int類型的存儲能力。爲了解決這個問題，需要在數字後加上後綴字母L或l

long a = 99999999999;

如果整數字面值太長，可讀性會受到影響。

• 從Java 7開始，可用在整數字面值中使用下劃線將數字分隔開。

//十進制
int x=1_000_000;
//十六進制數，即十進制的32
int y=0x2_0;
//八進制，即十進制的15
int z=0_17;
//二進制，即十進制的7
int u=0b0_111;

4. 浮點型介紹

4.1 浮點型數據

浮點數也稱爲實數，當計算需要小數精度的表達式時使用。 名稱|寬度|範圍 :--:|:--:|:--:| float|32|1.4e-045 ~ 3.4e+038 double|64|4.9e-324 ~ 1.8e+308

float

• float類型表示使用32位存儲的單精度數值。在某些處理器上，單精度運行速度更快，並且佔用的空間是雙精度的一半，但是當數值非常大或者非常小時會變得不精確。如果需要小數部分，且精確度要求不高時，就可以考慮使用float類型。

double

• double類型表示使用64位存儲的雙精度數值。在sin()、cos()和sqrt()這類數學函數中，返回值都是double類型。如果需要在很多次迭代運算中保持精度，或是操作非常大的數值時，double類型是最佳選擇。

4.2 浮點數字面值

浮點數包含以下四個部分

• 一個整數部分
• 一個小數點
• 一個小數部分
• 一個可選的指數

例如，在1.7e8中，1是整數部分，7是小數部分，8是指數

• 在float和double類型中，0的整數部分是可選的
• 例如，0.5可以寫成.5
• 浮點數字面值加上的後綴字母F或f表明其爲float類型，如果沒有標明，該浮點數字面值將是double類型

5. 字符介紹

5.1 字符型數據

char是用於存儲字符的數據類型。Java的設計初衷是允許程序員編寫在世界範圍內均可使用的語言，因此採用了Unicode標準來表示字符。Unicode定義了一個完全國際化的字符集，能夠表示全部人類語言中的所有字符，爲此需要使用十六位寬度來存儲。char的範圍是0 ~ 65536，沒有負的char值。

對於一些語種，例如英語、德語等，可以使用八位寬度來表示這類語言的字符，使用Unicode在一定程度上會降低效率，但這是爲了在全球獲得可移植性而必須付出的代價。

儘管char被設計爲容納Unicod字符，但也可以用作整數類型，可以對char類型的變量執行算術運算。

5.2 字符字面值

字符字面值是一個Unicode字符，或者是單引號括起來的一個轉義序列

例如

'a'
'b'
'\b' 回退字符
'\n' 換行
'\r' 回車

6. 布爾字面值

布爾類型有兩個值，分別爲true和false。

例如，聲明一個布爾變量bool

boolean bool=true;

7. 基本類型轉換

在涉及處理不同數據類型時，常常需要將一個變量的值賦給另一個變量，這就需要進行類型轉換

默認轉換

• byte,short,char—int—long—float—double
• byte,short,char相互之間補轉換，他們參與運算首先轉換爲int類型

強制轉換

• 格式: 目標類型 變量名 = (目標類型)值或變量名
• int a = (int) 15.7f;

注意要點

!!!!!!!注意!!!!!!!!
1:在java中，任何一個整數默認爲 int 類型 (1)
2:在java種，任何一個小數，默認爲 double 類型( 1.0)
3:123L 或者 1231 編譯器會將該數當成long類型
4:12.345f 或者12.345F 編譯器會將該數當成float類型

7.1 加寬轉換

當從一種基本類型轉換向另一種基本類型時，如果後者的大小和前者相同或者更大，就叫做加寬轉換

• 例如，將int（32位）轉爲long（64位）。此時不會有信息丟失的風險，且加寬轉換是隱式發生的，不需要在代碼中任何事情
• 例如

int a=10;
long b=a;

7.2 收窄轉換

收窄轉換髮生在從一種基本類型轉換爲另一種更小類型的轉換中

• 例如，從long（64位）到int（32位）。收窄轉換需要顯示調用，用圓括號指定目標類型

long a=10;
int b=(int)a;

• 如果被轉換的值比目標類型的容量還要大的話，收窄轉換將導致信息丟失
• 例如，9876543210對int類型來說太大了

long a=9876543210L;
int b=(int)a;
//輸出值是1286608618
System.out.println(b);

8. 表達式中的自動類型提升

除了賦值外，在表達式中也可能會發生類型轉換。在表達式中，中間值要求的精度有時會超出操作數的範圍。博客

例如：

byte a = 40;
byte b = 50;
byte c = 100;
int d = a * b / c;

中間部分 a b 很容易超出byte操作數的範圍。爲了解決這類問題，當對表達式求值時，Java會自動將每個byte，short或char操作數提升爲int類型。這意味着使用int類型而不是byte類型執行子表達式a b。因此，即時a和b都被指定爲byte類型，中間表達式（50 * 40）的結果2000是合法的。

自動類型提升很有用，但有時候會導致難以理解的編譯時錯誤。例如：

byte b=10;
//錯誤
b= b*2;

如上代碼試圖將 10 * 2 的結果（一個完全有效的byte值）保存到byte變量中，但是編譯器卻提示錯誤。當計算表達式的值時，操作數被自動提升爲int類型，所以結果也被提升爲int類型。因此，現在是試圖將一個int類型值轉爲byte變量，如果不使用強制類型轉換，就不能將結果賦給byte變量。

Java定義了幾個應用於表達式的類型提升規則。

• 對於一元操作符來說，如果操作數的類型是byte，short或char，運算結果提升爲int類型
• 對與二元操作符來說，提升規則是從以下幾條依次選擇一條執行
• 如果操作數類型均爲byte、short或char，那麼兩個數均轉爲int類型，結果數也將爲int類型
• 如果操作數包含double類型，那麼另一個操作數也轉爲double，結果數也將爲double類型
• 如果操作數包含float類型，那麼另一個操作數也轉爲float，結果數也將爲float類型
• 如果操作數包含long類型，那麼另一個操作數也轉爲long，結果數也將爲long類型