B站400萬播放量的Java教程都講了什麼-學習筆記04-數據類型

8種類型概述

• 整型
  • byte
  • short
  • int
  • long
• 浮點型
  • float
  • double
• 布爾型
  • boolean
• 字符型
  • char

8種數據類型佔用內存空間

現代計算機通過集成電路的電信號控制開關，只能識別0/1，例如0101000…，

十進制 0 1 2 3
二進制 0 1 10 11

而bit是計算機可以識別的最小單位，表示二進制的0/1，有如下的換算關係：

1Byte（字節）= 8bit(比特位) = 8位的0/1
1Kb = 1024 Byte
1Mb = 1024 Kb
1Gb = 1024 Mb
1Tb = 1024 Gb
1Pb = 1024 Tb
1Zb = 1024 Pb

• 每種數據類型的存儲空間，具體原理請參見下文

• 若聲明類型時未賦值則8種數據類型的默認值都像0看齊

• char 默認字符\u0000表示空字符（非空格）

• 十進制和二進制轉換

  • 十進制轉成二進制：除2取餘，逆序輸出

       2|6 0
         2|3 0
           2|1 1
            2|0 1
12=1100=0*2^0+1*2+1*2^2+1*2^3

• 二進制轉化成十進制
  01111111=1*2^0+1*2^1+1*2^3+1*2^4+1*2^5+1*2^6+0*2^7=127

Java中的數字類型，數字都有正負之分，所以在二進制中有一個符號位，在二進制的最左邊，0表示正數，1表示負數。

• 不同數據類型的取值範圍的由來
  byte類型爲例，byte佔8個比特位，最大值是0111 1111，由前面可知換算成十進制是127
  byte最小值是-128（和原碼、反碼和補碼有關）
• 其他進制
  • 十進制 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
  • 二進制 0 1 10 11 100…
  • 八進制 0 1 2 3 4 5 6 7 10 11 12 13 14 15 16 17 20
  • 十六進制 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 1a 1b 1c 1d 1e 1f 20
• 處理字符
  計算機善於處理計算關係，但現實中的文字和語言十分多樣，計算機無法直接轉化成二進制，需要人爲的制定字符編碼表：
  計算機最初只支持英文，例如

‘a’ --97-- 01100001
‘A’ --65
‘0’ --48

‘a’ --按照ASII解碼–> 01100001
01100001 --按照ASII編碼–> ‘a’
當編碼和解碼採用同一種字典/對照表時，不會出現亂碼
當編碼和解碼採用不同一種字典/對照表時，可能會出現亂碼
字典的薄厚(不同的編碼系統)決定了存儲字符對應關係的多少：

• 中文編碼：GBK2312< GBK <GB18030
• 全球編碼unicode
  • UTF-8：比較節省空間
  • UTF-16
  • UTF-32
• Java採用的是unicode編碼，因此標誌符可以使用中文（不建議使用）

字符型

• 字符型包括字符和字符串類型
• 字符通過''包裹，字符串通過""包裹，二者不兼容，Java一個字符包括2個字節，而中文恰好是一個字符佔2個字節，因此可以存儲中文文字，例如char a = 'a'; char b = '帥'，但是char a = "a"不行，因爲"a"是字符串不能賦值到char類型
• 通過'\'轉義，轉義字符也屬於char類型
  • \nSystem.out.print輸出不換行，System.out.println換行
  • \t製表符
  • \\ \本身
  • \' '本身
  • \" "本身
  • \u \u表示16進制的unicode編碼\u4e2d表示漢字“中” 可通過native2ascii命令將字符轉換成16進制

整數型

• Java語言中的“字面值”被默認當作int， 如果想要其變成long需要在後面加上l/L(建議L )

• 字面值可以以三種方式開始，但輸出默認爲十進制

  • 10進制：常用
  • 以0開頭的8進制，010
  • 以0x開頭的16進制，0x10

• 類型自動轉換

  • long x = 888;//888 int字面值賦值給長整型的x，小容量可以自動轉換成大容量
  • long x = 2147483648;//右邊的值2147483648默認當作int，本身超出int 4個字節的容量，因此還未賦值給左邊的long型就會導致錯誤(面試題目)
  • long x = 2147483648L;添加L使得變成long型

• 大容量無法自動轉換成小容量數值，需要通過(TYPE)強制轉換，但可能嚴重損失精度
  long x = 100L;//將100變爲長整型並賦值給長整型x
  int y = x;//將長整型賦值給整型，小的存不了大的，轉換失敗，大容量無法自動轉換成小容量
  int y = (int) x;//先強制將長整型x轉換成整型再賦值給整型y，可能會丟失精度

• 大數轉小數的時候爲什麼會損失精度？
  這要從大數轉小數的原理出發，例如int x = 100L強制將8字節的長整型100轉換成4個字節的整型，其過程如下
  100L：00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 01100100
  要將其轉換成4個字節的int，計算機會從前面砍掉4個字節，因此剩下：
  00000000 00000000 00000000 01100100
  而該值換算後還是100，並未損失精度；
  但是int x = 2147483648L，按照同樣的步驟轉換：
  2147483648L：00000000 00000000 00000000 00000000 10000000 00000000 00000000 00000000
  ，強制轉換爲4個字節的整型即截掉前面4個字節，此時剩下：
  10000000 00000000 00000000 00000000，很明顯這是一個負數，實際上是-2147483648，可見損失精度之大

• 總結來說，若待轉換的數據並未超過轉換之後範圍，是不會損失精度的，但是若超過了轉換之後的範圍，則可能嚴重損失精度

實際上，Java提供了更爲便捷的數據類型自動轉換方式，例如byte x = 56，按照之前的知識，4個字節的int是無法自動轉換爲1個字節的byte的，但是隻要不超過byte的取值範圍-128~127，該賦值語句完全可以；但是byte x = 128則不合法，因爲128已經超出了byte的存儲範圍了

• 更一般的規律是，當整數字面值不超過byte、short、char的取值範圍，這個字面值可以直接賦值給byte、short、char,這是Java追求更爲簡潔的語法

public class DataType{
    public static void main(String[] args){
        // int x = 100L; //大數轉小數報錯
        int x = (int) 100L; //加上(int)將100L強制轉換爲int，不會損失精度
        System.out.println(x);
        int y = (int) 2147483648L; //2147483648L已經超出待轉換類型的範圍，強制轉換會嚴重損失精度
        System.out.println(y);
        byte i = 56; //支持byte類型的範圍類大數轉小數
        System.out.println(i);
        //bytj j = 128; //超出byte類型報錯
        byte j = (byte) 128; //強制轉換嚴重損失精度
        System.out.println(j);
        char k = 32767; //不超過char的取值範圍，編譯通過
        char m = (char) 32768; //超過char的取值範圍，直接編譯失敗，強制轉換損失精度
        System.out.println(m);
    }
}

浮點型

• 浮點型包括float和double，分別佔4個和8個字節，由於計算機內存有限，對於浮點型都是近似接近的。例如1/3=0.3333333333333…是無限循環小數，用有限的計算機內存資源存儲無限的數據只能是近似的
• java對於所有浮點型字面值1.0會默認當作double，不能直接賦值給float類型，若想變成float可以通過：
  • 1.通過float強制類型轉換，可能會損失精度
  • 2.直接在字面值後加上F/f
• 雖然double看似精度很高，但是對於財務領域依然不夠（動輒百億/千億的資金若因爲精度損失則會損失巨大），因此在java基礎SE類庫中，提供了更高精度的java.math.BigDecimal類庫幫助運算，只不過它們屬於引用的數據類型，不屬於基礎數據類型
• 類庫是前人已經編寫好的專門處理某些特定領域問題的java代碼，java強大之處正是因爲可以基於這套龐大類庫開發。我們使用的String[] args實際上就是使用的String.class
  • SE類庫的字節碼一般位於類似jdk-version-x/lib/*.jar/*.class
  • SE類庫的源碼在類似jdk-version-x/src.zip中的.java源碼

布爾型

• 布爾型boolean，在java中只有2個值true/false,不像其他語言可以用1/0表示，聲明一個布爾型boolean age = true
• 布爾型主要是邏輯運算和條件判斷，例如：

public class Bool{
    public static void main(String[] args){
        boolean age = false; //聲明一個boolean類型false
        if(age){ 
            System.out.println("kids");//條件真則執行
        }else{ 
            System.out.println("adults");//條件假執行
        }
    }
}

類型轉換規則

• 除了boolean，其他7種類型之間都可以相互轉換
• 小數類型轉大數類型時是自動轉換，從小到到排序爲：
  byte < short/char < int < long < float < double
  注意：任何浮點類型都比長整型還大；short和char雖然都是2個字節，但是char可以取更大的正整數
• 大數轉小數的時候需要使用強制轉換符，並且在運行的時候可能會損失精度，需謹慎使用
• 當整數字面值沒有超出byte/short/char取值範圍時，可以直接賦值
• byte/short/char混合運算時，先各自轉換成int再運算
• 多種類型運算時先轉換成最大類型再運算

參考

B站動力節點老杜老師的Java教程(原視頻戳這裏)