Java SE—基本数据类型(详细讲解)

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筋斗云
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        Java 作为一门广泛应用的编程语言,其强大的功能和灵活性使得它在众多领域都有着出色的表现。而在 Java 编程中,基本数据类型是一切数据操作的起点。它们决定了数据的存储方式、取值范围以及能够执行的操作。在这篇文章中,我们将全面剖析 Java 的基本数据类型,助您更好地理解和运用它们来构建高效、准确的程序。

Java基本数据类型

        变量就是申请内存来存储值。也就是说,当创建变量的时候,需要在内存中申请空间。内存管理系统根据变量的类型为变量分配存储空间,分配的空间只能用来储存该类型数据。

因此,通过定义不同类型的变量,可以在内存中储存整数、小数或者字符。

Java 的两大数据类型:

  • 内置数据类型
  • 引用数据类型

一、内置数据类型

        Java语言提供了八种基本类型。六种数字类型(四个整数型,两个浮点型),一种字符类型,还有一种布尔型。分别为 byte、short、int、long、float、double、char、boolean

        需要注意的是 这里的字符类型和平常说的字符串类型不同String不是基本数据类型,String是 Java 中的类,属于引用数据类型 ,用于处理文本字符串数据而基本数据类型是指像 byteshortintlongfloatdoublecharboolean这些可以直接存储和操作数据值的数据类型


byte:

  • byte 数据类型是8位、有符号的,以二进制补码表示的整数;
  • 最小值是 -128(-2^7);
  • 最大值是 127(2^7-1);
  • 默认值是 0;
  • byte 类型用在大型数组中节约空间,主要代替整数,因为 byte 变量占用的空间只有 int 类型的四分之一;
  • 例子:byte a = 100,byte b = -50。

short:

  • short 数据类型是 16 位、有符号的以二进制补码表示的整数
  • 最小值是 -32768(-2^15);
  • 最大值是 32767(2^15 - 1);
  • Short 数据类型也可以像 byte 那样节省空间。一个short变量是int型变量所占空间的二分之一;
  • 默认值是 0;
  • 例子:short s = 1000,short r = -20000。

int:

  • int 数据类型是32位、有符号的以二进制补码表示的整数;
  • 最小值是 -2,147,483,648(-2^31);
  • 最大值是 2,147,483,647(2^31 - 1);
  • 一般地整型变量默认为 int 类型;
  • 默认值是 0 ;
  • 例子:int a = 100000, int b = -200000。

long:

  • long 数据类型是 64 位、有符号的以二进制补码表示的整数;
  • 最小值是 -9,223,372,036,854,775,808(-2^63);
  • 最大值是 9,223,372,036,854,775,807(2^63 -1);
  • 这种类型主要使用在需要比较大整数的系统上;
  • 在定义 long 类型时必须在数字后面跟上 L 或者 l;
  • 默认值是 0L;
  • 例子: long a = 100000L,long b = -200000L。
    "L"理论上不分大小写,但是若写成"l"容易与数字"1"混淆,不容易分辩。所以最好大写。

float:

  • float 数据类型是单精度、32位、符合IEEE 754标准的浮点数;
  • 在定义 float 类型时必须在数字后面跟上 F 或者 f;
  • float 在储存大型浮点数组的时候可节省内存空间;
  • 默认值是 0.0f;
  • 浮点数不能用来表示精确的值,如货币;
  • 例子:float f1 = 234.5f。

double:

  • double 数据类型是双精度、64 位、符合 IEEE 754 标准的浮点数;
  • 浮点数的默认类型为 double 类型;
  • double类型同样不能表示精确的值,如货币;
  • 默认值是 0.0d;
  • 例子:

    double   d1  = 7D ; double   d2  = 7.;  double   d3  =  8.0;  double   d4  =  8.D;  double   d5  =  12.9867; 

    7 是一个 int 字面量,而 7D,7. 和 8.0 是 double 字面量。

注意:Float和Double的最小值和最大值都是以科学记数法的形式输出的,结尾的"E+数字"表示E之前的数字要乘以10的多少次方。比如3.14E3就是3.14 × 103 =3140,3.14E-3 就是 3.14 x 10-3 =0.00314。 

boolean:

  • boolean数据类型表示一位的信息;
  • 只有两个取值:true 和 false;
  • 这种类型只作为一种标志来记录 true/false 情况;
  • 默认值是 false;
  • 例子:boolean one = true。

char:

  • char 类型是一个单一的 16 位 Unicode 字符;
  • 最小值是 \u0000(十进制等效值为 0);
  • 最大值是 \uffff(即为 65535);
  • char 数据类型可以储存任何字符;
  • 例子:char letter = 'A';。

类型默认值:

        在 Java 中,类型默认值主要体现在成员变量上。当成员变量没有被显式初始化时,Java 会为其赋予默认值。下表列出了 Java 各个类型的默认值:

        需要注意的是,上述默认值的体现仅适用于类的成员变量。如果是局部变量(即在某个方法内部定义的变量),则不会自动获得默认值。在使用局部变量之前,必须明确地对其进行初始化赋值,否则 Java 会在编译时提示错误,告知该变量没有初始化。下面的示例代码中展示了成员变量的默认值:

public class DefaultValueExample {     // 成员变量     byte byteMember;      short shortMember;      int intMember;      long longMember;      float floatMember;      double doubleMember;      char charMember;      boolean booleanMember;      String stringMember;       public static void main(String[] args) {         DefaultValueExample example = new DefaultValueExample();         System.out.println("byteMember: " + example.byteMember);          System.out.println("shortMember: " + example.shortMember);          System.out.println("intMember: " + example.intMember);          System.out.println("longMember: " + example.longMember);          System.out.println("floatMember: " + example.floatMember);          System.out.println("doubleMember: " + example.doubleMember);          System.out.println("charMember: " + example.charMember);          System.out.println("booleanMember: " + example.booleanMember);          System.out.println("stringMember: " + example.stringMember);      } }  /* 运行结果如下: byteMember: 0 shortMember: 0 intMember: 0 longMember: 0 floatMember: 0.0 doubleMember: 0.0 charMember:   booleanMember: false stringMember: null */

二、引用数据类型

        在 Java 中,引用类型用于表示对对象的引用和操作引用类型不像基本数据类型那样直接存储具体的值,而是指向内存中存储对象的位置。引用类型指向一个对象,指向对象的变量是引用变量。这些变量在声明时被指定为一个特定的类型,比如 Employee、Puppy 等。变量一旦声明后,类型就不能被改变了。

类(Class)

        类是用户自定义的引用类型,通过定义类,可以封装数据成员和方法,用于创建具有特定属性和行为的对象。类是面向对象编程的核心,它为创建对象提供了模板和规范

接口(Interface)

        接口定义了一组方法的签名,其中不包含方法的实现代码。类可以实现一个或多个接口,以规定类必须具备的方法和行为,实现了接口的类需要提供接口中方法的具体实现。

数组(Array)

        数组是用于存储相同数据类型元素的集合。可以使用数组来存储一系列相关的数据,通过索引来访问和操作数组中的元素。

字符串(String)

        用于处理文本数据,是不可变的字符序列。提供了丰富的方法用于字符串的操作,如查找、替换、截取等。

枚举(Enum)

        枚举类型用于定义一组固定的、预定义的常量值。枚举类型可以使代码更具可读性和可维护性,确保在特定上下文中只能使用预定义的枚举值。


三、Java常量

        常量在程序运行时是不能被修改的。在 Java 中使用 final 关键字来修饰常量,声明方式和变量类似:

final double PI = 3.1415927;

        虽然常量名也可以用小写,但为了便于识别,通常使用大写字母表示常量。字面量可以赋给任何内置类型的变量。例如:

byte a = 68; char a = 'A';

        byte、int、long、和short都可以用十进制、16进制以及8进制的方式来表示。当使用字面量的时候,前缀 0 表示 8 进制,而前缀 0x 代表 16 进制, 例如:

int decimal = 100; int octal = 0144; int hexa =  0x64;

        和其他语言一样,Java的字符串常量也是包含在两个引号之间的字符序列。下面是字符串型字面量的例子:

"Hello World" "two\nlines" "\"This is in quotes\""

        字符串常量和字符变量都可以包含任何 Unicode 字符。例如:

char a = '\u0001'; String a = "\u0001";

下表是java中一些常见的转义字符以及对应的含义:

四、自动类型转换

        整型、实型(常量)、字符型数据可以混合运算。运算中,不同类型的数据先转化为同一类型,然后进行运算。范围小的类型可以自动转换为范围大的类型,类型从低到高排序:

低  ------------------------------------>  高  byte,short,char—> int —> long—> float —> double 

数据类型转换必须满足如下规则:

  • 1. 不能对boolean类型进行类型转换。

  • 2. 不能把对象类型转换成不相关类的对象。

  • 3. 在把容量大的类型转换为容量小的类型时必须使用强制类型转换。

  • 4. 转换过程中可能导致溢出或损失精度,例如:

int i =128;    byte b = (byte)i;

        因为 byte 类型是 8 位,最大值为127,所以当 int 强制转换为 byte 类型时,值 128 时候就会导致溢出。

  • 5. 浮点数到整数的转换是通过舍弃小数得到,而不是四舍五入,例如:

(int)23.7 == 23;         (int)-45.89f == -45;

注:转换时,必须满足转换前的数据类型的位数要低于转换后的数据类型,例如: short数据类型的位数为16位,就可以自动转换位数为32的int类型,同样float数据类型的位数为32,可以自动转换为64位的double类型。


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