数据类型与变量

字面常量

在HelloWorld程序中，System.Out.println("Hello World"); 语句，不论程序何时运行，输出的都是Hello World，其实"Hello World"就是字面常量。
常量即程序运行期间，固定不变的量称为常量，比如：一个礼拜七天，一年12个月等。

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public class Demo{
  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. 整形常量：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
   

注意：字符串、整形、浮点型、字符型以及布尔型，在Java中都称为数据类型。

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：

1. 四类：整型、浮点型、字符型以及布尔型
2. 八种：

   数据类型	关键字	内存占用	范围
   字节型	byte	1 字节	-128 ~ 127
   短整型	short	2 字节	-32768 ~ 32767
   整型	int	4 字节	-231 ~ 231-1
   长整型	long	8 字节	-263 ~ 263-1
   单精度浮点数	float	4 字节	有范围，一般不关注
   双精度浮点数	double	8 字节	有范围，一般不关注
   字符型	char	2 字节	0 ~ 65535
   布尔型	boolean	没有明确规定	true 和 false

注意:

• 不论是在16位系统还是32位系统，int都占用4个字节，long都占8个字节
• 整形和浮点型都是带有符号的
• 整型默认为int型，浮点型默认为double
• 字符串属于引用类型，该中类型后序介绍

什么是字节?
字节是计算机中表示空间大小的基本单位.
计算机使用二进制表示数据. 我们认为 8 个二进制位(bit) 为一个字节(Byte).
我们平时的计算机为 8GB 内存, 意思是 8G 个字节.
其中 1KB = 1024 Byte, 1MB = 1024 KB, 1GB = 1024 MB.
所以 8GB 相当于 80 多亿个字节.

变量

变量概念

在程序中，除了有始终不变的常量外，有些内容可能会经常改变，比如：人的年龄、身高、成绩分数、数学函数的计算结果等，对于这些经常改变的内容，在Java程序中，称为变量。而数据类型就是用来定义不同种类变量的。

语法格式

定义变量的语法格式为：
数据类型 变量名 = 初始化值;

整型变量

整型变量

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// 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);
// int型变量所能表示的范围：
System.Out.println(Integer.MIN_VALUE);
System.Out.println(Integer.MAX_VALUE);
// 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

注意事项：

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 Integer

长整型变量

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int a = 10;
long b = 10; // long定义的长整型变量
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l
long 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);

注意事项：

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： ~
4. long的包装类型为Long

短整型变量

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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);

注意事项：

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

字节型变量

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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);

注意事项：

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

浮点型变量

双精度浮点型

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double d = 3.14;
System.Out.println(d);

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.

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double a = 1.0;
double b = 2.0;
System.out.println(a / b); // 输出0.5

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double num = 1.1;
System.out.println(num * num); // 输出1.21吗？
// 执行结果
1.2100000000000002

注意事项：

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 IEEE 754 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。

单精度浮点型

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float num = 1.0f; // 写作 1.0F 也可以
System.out.println(num);

float 类型在 Java 中占四个字节, 同样遵守 IEEE 754 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。

字符型变量

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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形
char c3 = '帅';
System.out.println(c3);

注意事项:

1. Java 中使用 单引号 + 单个字母 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.
   

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char ch = '呵';
System.out.println(ch);

执行 javac 的时候可能出现以下错误:

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Test.java:3: 错误: 未结束的字符文字
char ch = '鍛?';
     ^

此时我们在执行 javac 时加上 -encoding UTF-8 选项即可

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javac -encoding UTF-8 Test.java

3. char的包装类型为Character

布尔型变量

布尔类型常用来表示真假，在现实生活中也是经常出现的

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boolean b = true;
System.out.println(b);
b = false;
System.out.println(b);

注意事项：

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 1 表示 true, 0 表示 false 这样的用法.
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公司的虚拟机实现中，boolean占1个字节.
4. boolean的包装类型为Boolean.

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.

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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)。

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时会自动进行。

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System.Out.println(1024); // 整型默认情况下是int
System.Out.println(3.14); // 浮点型默认情况下是double
int a = 100;
long b = 10L;
b = a; // a和b都是整形，a的范围小，b的范围大，当将a赋值给b时，编译器会自动将a提升为long类型，然后赋值
a = b; // 编译报错，long的范围比int范围大，会有数据丢失，不安全
float f = 3.14F;
double d = 5.12;
d = f; // 编译器会将f转换为double，然后进行赋值
f = d; // double表示数据范围大，直接将float交给double会有数据丢失，不安全
byte b1 = 100; // 编译通过，100没有超过byte的范围，编译器隐式将100转换为byte
byte b2 = 257; // 编译失败，257超过了byte的数据范围，有数据丢失

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。

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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
a = d; // 报错，类型不兼容
a = (int)d; // int没有double表示的数据范围大，需要强转，小数点之后全部丢弃
byte b1 = 100; // 100默认为int，没有超过byte范围，隐式转换
byte b2 = (byte)257; // 257默认为int，超过byte范围，需要显示转换，否则报错
boolean flag = true;
a = flag; // 编译失败：类型不兼容
flag = a; // 编译失败：类型不兼容

注意事项：

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

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。

1. int与long之间：int会被提升为long
2. byte与byte的运算

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byte a = 10;
byte b = 20;
byte c = a + b;
System.out.println(c);
// 编译报错
Test.java:5: 错误: 不兼容的类型: 从int转换到byte可能会有损失

结论: 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, 这是赋给 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
正确的写法:

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byte a = 10;
byte b = 20;
byte c = (byte)(a + b);
System.out.println(c);

【类型提升小结】

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.

字符串类型

在Java中使用String类定义字符串类型，比如：

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public static void main(String[] args) {
String s1 = "hello";
String s2 = " world";
System.out.println(s1);
System.out.println(s2);
System.out.println(s1+s2); // s1+s2表示：将s1和s2进行拼接
}

在有些情况下，需要将字符串和整形数字之间进行转换：

1. int 转成 String

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int num = 10;
// 方法1
String str1 = num + ""; 
// 方法2
String str2 = String.valueOf(num);

2. String 转成 int

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String str = "100";
int num = Integer.parseInt(str);
int num1 = Integer.valueOf(str);