6. Java 中的基本数据类型【连载 6】

数据类型定义了变量可以采用的值，例如，定义变量为 `int` 类型，则只能取整数值。

**在 Java 中有两类数据类型：**

1）原始数据类型

2）非原始数据类型 - 数组和字符串是非原始数据类型，将在以后的教程中讨论它们。

这次我们将讨论Java中的原始数据类型和字符。

Java 变量必须先指定它的数据类型（变量声明），然后才能使用。

```java
int num;
```

> 像这种变量数据类型在编译时已知，则这种语言称为静态类型的。

## 1. 基本数据类型

**在Java中，我们有八种基本数据类型：**

1）boolean：布尔类型

2）char：字符类型

3）byte：字节类型

4）short：短类型

5）int：整数类型

6）long：长类型

7）float：浮点类型

8）double：双精度类型

**`byte`**、 **`short`** 、**`int`**、 **`long`** 类型用于存储整数类型数据。

**`float`** 和 **`double`** 用于存储分数或者小数类型数据，也可用于存储整数值。

**`char`**用于存储字符(字母)类型数据。

**`boolean`**类型存储 `true`和 `false`,用于逻辑判断。

**3. 常用到的数据类型**

1）**用于存储数值常用到的数据类型有**：`int`、`long`、`double`， `int`类型占用内存空间较小，程序运行速度快，`double`类型占用内存空间较大，程序运行速度相对慢。

![](http://on91wk3hn.bkt.clouddn.com/17-12-18/27114768.jpg)

**2）用于存储文本的常用数据类型**：`String`（非原始数据类型）和`char`

![](http://on91wk3hn.bkt.clouddn.com/17-12-18/1740664.jpg)

**3）用于决策的 `boolean`数据类型比较常用**：

![](http://on91wk3hn.bkt.clouddn.com/17-12-18/38609634.jpg)

### 1.1 byte 数据类型

可以保存在-128到127之间的整数。主要用于节省内存。

默认大小：1个字节

```java
class ByteExample {
public static void main(String[] args) {
byte num;
System.out.println("存储最大值：" + Byte.MAX_VALUE);
System.out.println("存储最小值：" + Byte.MIN_VALUE);
System.out.println("默认存储字节：" + Byte.BYTES);
num = 113;
System.out.println(num);
//num = 160;//编译会抛出错误：不兼容的类型: 从int转换到byte可能会有损失num = 160;
}
}
```

输出：

```
存储最大值：127
存储最小值：-128
默认存储字节：1
113
```

> 如果 num 的值超出范围会在编译时候抛出错误：不兼容的类型: 从int转换到byte可能会有损失

### 1.2. short 类型数据

它的存储数值范围是 -32,768 到 32767。

数据类型默认大小：2个字节。

```java
class ShortExample {
public static void main(String[] args) {
short num;
System.out.println("存储最大值：" + Short.MAX_VALUE);
System.out.println("存储最小值：" + Short.MIN_VALUE);
System.out.println("默认存储字节：" + Short.BYTES);
num = 150;
System.out.println(num);
}
}
```

输出：

```
存储最大值：32767
存储最小值：-32768
默认存储字节：2
150
```

### 1.3. int 数据类型

存储数值范围：-2147483648 到 2147483647

默认大小：4 字节

```java
class IntExample {
public static void main(String[] args) {
int num;
System.out.println("存储最大值：" + Integer.MAX_VALUE);
System.out.println("存储最小值：" + Integer.MIN_VALUE);
System.out.println("默认存储字节：" + Integer.BYTES);
num = 1500;
System.out.println(num);
num = -1500;
System.out.println(num);
}
}
```

输出：

```
存储最大值：2147483647
存储最小值：-2147483648
默认存储字节：4
1500
-1500
```

###

### 1.4. long 数据类型

数值存储范围：-9223372036854775808 到 9223372036854775807

默认大小：8 字节

```java
class LongExample {
public static void main(String[] args) {
long num;
System.out.println("存储最大值：" + Long.MAX_VALUE);
System.out.println("存储最小值：" + Long.MIN_VALUE);
System.out.println("默认存储字节：" + Long.BYTES);
num = 150000000000L;
System.out.println(num);
num = -150000000000L;
System.out.println(num);
}
}
```

> 注意：long类型变量赋值时，数值后面要加上字母`L`或者小写`l`

输出：

```
存储最大值：9223372036854775807
存储最小值：-9223372036854775808
默认存储字节：8
150000000000
-150000000000
```

**总结：**

从 **`byte`**到 **`long`** 类型变量存储范围越来越大，存储空间（字节数）越来越大，程序运行速度越来越小。所以编码过程中根据数值大小选择合适数据类型变量，可以优化程序运行速度。

### 1.5. double 数据类型

足够保存15位十进制数字

默认大小：8 字节

```java
class DoubleExample {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("存储最大值：" + Double.MAX_VALUE);
System.out.println("存储最小值：" + Double.MIN_VALUE);
System.out.println("默认存储字节" + Double.BYTES);
double num = -42937737.9d;
}
}
```

> 注意：double 类型变量赋值时，数值后面要加上字母`D`或者小写`d`

输出：

```
存储最大值：1.7976931348623157E308
存储最小值：4.9E-324
默认存储字节8
-4.29377379E7
```

### 1.6 float 数据类型

足够保存6至7位十进制数字

默认大小：4 字节

```java
class DoubleExample {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("存储最大值：" + Double.MAX_VALUE);
System.out.println("存储最小值：" + Double.MIN_VALUE);
System.out.println("默认存储字节" + Double.BYTES);
double num = -42937737.9d;
}
}
```

> 注意：float 类型变量赋值时，数值后面要加上字母`F`或者小写`f`

输出：

```
存储最大值：3.4028235E38
存储最小值：1.4E-45
默认存储字节4
-18.9
```

### 1.7. boolean 数据类型

只存储 `true` 和 `false`

```java
class BooleanExample {
public static void main(String[] args) {
boolean b = true;
System.out.println(b);
b = false;
System.out.println(b);
}
}
```

输出：

```
true
false
```

### 1.8. char 数据类型

只存储一个字符

默认存储大小：2 个字节

```java
class CharExample {
public static void main(String[] args) {
char ch = 'z';
System.out.println("默认存储字节：" + Character.BYTES);
System.out.println(ch);
ch = '1';
System.out.println(ch);
//ch = '10';//编译不过，因为char 类型只能存储一个字符
}
}
```

输出：

```
默认存储字节：2
z
1
```

## 2. 整数的不同进制

`byte`、`short`、`int`和`long`都可以用十进制、二进制、八进制以及十六进制的方式来表示。当使用常量字面量时，前缀`0b`表示二进制，`0`表示八进制，而前缀`0x`代表十六进制。比如：

```java
int decimal = 174;
int binary = 0b10101110;
int octal = 0256;
int hexa = 0xAE;
```

为什么`174`用二进制表示就是`10101110`呢？

`174`是由个位数的`4`、十位数的`7`和百位数的`1`构成：

![](http://on91wk3hn.bkt.clouddn.com/17-12-17/63703615.jpg)

如果使用二进制，则可以表达为：

![](http://on91wk3hn.bkt.clouddn.com/17-12-17/74664123.jpg)

上面图片中所有红色的数字就构成了二进制表示`10101110`。

哪如何将一个十进制数转换为二进制数呢？

将十进制数不断除以2，直到等于0，每次除法产生的余数从后往前合并在一起就是对应的二进制表示：

![](http://on91wk3hn.bkt.clouddn.com/17-12-17/61889701.jpg)

对于八进制和十六进制，原理是类似的。

## 3. 类型转换

一个浮点数字面量默认是`double`类型，如果要定义`float`类型则要在字面量最后添加`f`或者`F`：

```java
double a = 1.23;
float b = 1.23F;
float c = 1.23; // 编译错误
```

以上代码中，第三行代码将出现编译错误，因为`1.23`这个字面量是`double`类型的，不能将其赋值给`float`类型。

一个整数字面量默认是`int`类型，如果要定义长整形(`long`)则要在字面量最后添加`l`或者`L`。但是

```java
int a = 100;
long b = 100000L;
long c = 100000;
```

第三行代码`long c = 100000;`不会有编译错误，虽然字面量`100000`是`int`类型的，但是当`int`类型赋值给`long`类型时，可以**自动转换**为`long`类型。

占用内存空间小的类型可以自动转换为占用空间大的类型，反之则不成立。你把一个变量的想象成一个箱子，更小的箱子里的东西可以放入到更大的箱子中，将更大的箱子里的东西放到更小的箱子则可能装不下。比如：

- `b = a;`是合法的赋值
- `a = b;`则是非法的赋值，会有编译错误，这其实也是代码`float c = 1.23;`会发生编译错误的原因

如果一定要将`b`的值(`long`类型)赋值给`a`，则要进行**强制转换**：

```java
a = (int)b;
```

`b`变量前的`(int)`表示将`b`的值强制转换为`int`类型。注意强制类型转换时，可能导致数据错误，比如`b`的值超过了`int`类型的表示范围，此时就会进行数据截断（丢掉箱子装不下的东西），我们应该尽量避免这种情况。

![](http://on91wk3hn.bkt.clouddn.com/17-12-17/95094729.jpg)

基本类型之间的自动转换关系如下：

![](http://on91wk3hn.bkt.clouddn.com/17-12-17/47689568.jpg)

## 4. 包装类

以上8种基本类型都不是类，Java提供了对应的类，称之为包装类。包装类可以认为是将基本类型转换成的一个引用类型。

| 基本类型 | 包装类 |
| ------- | --------- |
| byte | Byte |
| short | Short |
| int | Integer |
| long | Long |
| float | Float |
| double | Double |
| boolean | Boolean |
| char | Character |

每种基本类型所占用的内存空间大小，最大值和最小值，可以通过其包装类来访问。比如为了我们可以这样访问`int`类型的相关信息：

```java
System.out.println("int类型的二进制位数：" + Integer.SIZE);
System.out.println("int类型的最小值：Integer.MIN_VALUE=" + Integer.MIN_VALUE);
System.out.println("int类型的最大值：Integer.MAX_VALUE=" + Integer.MAX_VALUE);
```

注意，将一个整数和字符串通过`+`号拼接起来，整数可以自动转换为字符串。

以`Integer`和`int`为例，我们可以将两者进行转换，例如：

```java
Integer in = new Integer(100); // 将int转换为包装类
int m = in.intValue(); // 获取Integer的int值
String s = “123”;
int n = Integer.parseInt(s); // 将字符串转换为整数
String s2 = Integer.toString(n); // 将整数转换为字符串
```

其它数据类型的操作是类似的，不再一一赘述。

`Integer in = new Integer(100);`将int转换为包装类，本质就是通过`new`创建包装类`Integer`，调用`Integer`的构造函数并将`100`这个`int`类型的数作为参数传给构造函数。关于构造函数的细节在后续教程中讲解。

## 5. 数组

数组（Array）是程序设计语言中必不可少的一种结构，它用来描述一系列相同类型的数据。一个数组一旦创建后，它的长度是固定的。

下面的代码，定义了一个长度为10的数组，数据的下标编号从0开始，9是最后一个元素。下面是一个Java语言数组的例子：

```java
int[] anArray;
anArray = new int[10];//初始化一个长度为10的整形数组

anArray[0] = 100;//初始化第一个变量
anArray[1] = 200;
anArray[2] = 300;
anArray[3] = 400;
anArray[4] = 500;
anArray[5] = 600;
anArray[6] = 700;
anArray[7] = 800;
anArray[8] = 900;
anArray[9] = 1000;
```

数组下标和元素的关系如下所示：

![](http://on91wk3hn.bkt.clouddn.com/17-12-17/6616789.jpg)

这样初始化数组比较麻烦，下面是另外一种更加便捷的方式：

```java
int[] anArray = { 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000};
```

这样会自动创建一个长度为10的`int`数组。我们通过`anArray.length`可以得到数组的长度。

## 6. String 类型数据

一个字符串就是一个字符序列，字符串被广泛应用于 Java 编程。Java语言将字符串作为`String`类型的对象进行处理。

`String`并不是基本的数据类型，是一个类。最常用的创建字符串对象的方法如下：

```java
String str = "abc";
```

字符串可以通过`+`和`+=`操作符进行拼接，比如：

```java
String str1 = "abc";
String str2 = str1 + "def";
str1 += "def";
```

最后`str1`和`str2`所指向的字符串内容为"abcdef"。

字符串和基本数据类型也能通过`+`进行拼接操作，比如：

```java
int a = 100;
String str = "a=" + a;
```

`str`字符串的内容为"a=100"。即基本类型和字符串类型相加时，基本类型会自动转换为其字符串表示，在这个例子中相当于：

```java
String str = "a=" + "100";
```

回顾包装类这一小节的代码：

```java
System.out.println("int类型的最大值：Integer.MAX_VALUE=" + Integer.MAX_VALUE);
```

就是将字符串和数据类型的拼接。

`String`类的实例是一个不可变的对象，意味着对`String`的操作都会产生一个新的`String`对象。

例如，`String`有一个`substring()`方法

```java
String str = "123456";
str.substring(3); // 从下标3（注意下标从0开始）开始截取一个子字符串
System.out.println(str); // str本身不可变，所以打印出来依然是123456
String str2 = str.substring(3); // 将产生的新对象赋值给一个新的引用变量
System.out.println(str2); // str2的内容为456

```

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6. Java 中的基本数据类型 【连载 6】

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