Java Grammer：資料型別

Vi的技術部落格發表於2019-08-07
Java資料型別

Java的資料型別

我們知道，Java是一種強型別語言，型別對於Java語言來說非常的重要不言而喻，在Java中，分為基礎資料型別和引用資料型別，其中基礎資料型別分為了四類八種：

Java Grammer：資料型別

下面，我們來分別說一下這四類八種

整形

首先，需要說明一點，在Java的整形中不存在unsigned型別的數值，也就是說Java的整形都是有符號的可為正，可為負的整數

名稱 取值範圍 位元組數 位數 包裝類
byte \(-2^7\) 到 \(2^7-1\) 1 8 Byte
short \(-2^{15}\) 到 \(2^{15}-1\) 2 16 Short
int \(-2^{31}\) 到 \(2^{31}-1\) 4 32 Integer
long \(-2^{63}\) 到 \(2^{63}-1\) 8 64 Long

可以看出，取值範圍取決於該型別的位數，由於Java的程式碼是執行在JVM中，所以該型別是獨立於機器之外存在的，與機器的關係並沒有很大，大大的提高了程式碼的可移植性。

在書寫程式碼的時候，我們需要注意，在我們定義一個long型別的變數時，一定要記得在程式碼後加上大寫的L（小寫的l在某些字型下容易被認證1，給程式碼的可讀性帶來影響）。

整形預設型別

我們的整數預設型別是int型別，在我們進行計算的時候，會預設按照int型別進行計算。

byte a = 127; //right

byte b = 1; //right

byte c = a + b; // wrong

byte d = 127 + 1; //wrong

編譯器報錯兩處，均是下面的這個錯誤資訊：

HelloWorld.java:7: 錯誤: 不相容的型別: 從int轉換到byte可能會有損失
byte c = a + b; // wrong
           ^
HelloWorld.java:9: 錯誤: 不相容的型別: 從int轉換到byte可能會有損失
byte d = 127 + 1; //wrong

這是一道很常見的面試題，其中錯誤的原因有兩點：

  • 編譯器可以識別常量，但是無法識別變數，常量可以在編譯期間判斷是否超出範圍，但是兩個變數相加，編譯器在編譯期間無法得知，所以會報錯。
  • 編譯器在編譯期將該值作為int型別進行預編譯計算後發現超出byte的取值範圍，但是又是通過一個byte型別的變數去接收，所以就會出現可能會損失精度的異常。

這裡很好的體現了整數型別的預設計算型別就是int型別~

浮點型別

浮點型有兩種，一種是32位的float型別（單精度），一種是64位的double型別（雙精度）。

名稱 取值範圍 位元組數 位數 包裝類
float 大約\(-3.4E+38\) 到 \(+3.4E38\) 8 32 Float
double 大約\(-1.7E-308\) 到 \(1.7E308\) 16 64 Double

因為double的取值範圍更廣，精度更高，所以我們日常都是使用double，預設的浮點型別也是double。

關於float和long

從上面我們可以知道float是32位的，而long是64位的，下意識的我們會認為64位的取值範圍必定要大於32位的，但事實並非如此：

float佔了4個位元組，也就是32位，其中第一位是符號位，23位是尾數位，剩下的8位都是指數位，\(2^{8}\)為256，由於（signed）符號數的原因，也就是說，float的取值範圍大致位於\(2^{-126}\)到\({2^{127}}\)，是要遠遠的大於long的取值範圍的。

其實，這也詮釋了另外一個浮點數問題，因為計算機是二進位制的，所以無法精確的表示出浮點數，但是Java也給我們了一種解決方案，那就是我們在涉及到浮點數比較敏感的地方（比如經緯度，金錢）的時候，一定要注意使用BigDecimal傳參為字串的方式！

三個特殊的浮點數值：

  1. 正無窮大（Double.POSITIVE_INFINITY）
  2. 負無窮大（Double.NEGATIVE_INFINITY）
  3. NAN（Double.NaN）

字元型

char關鍵字所修飾的型別是字元型，需要由單引號引起來，一個或兩個char型別的數值可以表示一個Unicode字元，我們所熟知的字串底層資料結構正是一個字元陣列常量：

    /** The value is used for character storage. */
    private final char value[];

char型別其實是由\u+十六進位制資料的組成的，最大值為\uffff(65535)，最小值為\u0000(0)。

這裡需要注意一些特殊的轉義字元：

轉義序列 名稱 Unicode值
\b 退格 \u0008
\t 製表 \u0009
\n 換行 \u000a
\r 回車 \u000d
\" 雙引號 \u0022
\' 單引號 \u0027
\\ 反斜槓 \u005c

布林型

boolean修飾的變數就是布林型，布林型別很簡單，只有true false兩個值，但是這裡需要注意，和C++不同的地方是它不能由數字0或1轉換成布林型。

強制型別轉換


byte a = 127; //right

byte b = 1; //right

byte c = a + b; // wrong

byte d = (byte)(a + b) // right

System.out.println(d);

還是這個熟悉的例子，剛剛我們已經分析了第三種情況為什麼會報錯，這裡我們可以通過強制型別轉換來強制完成這個操作。

強制型別轉換隻發生在位數較多的型別（int，64位）轉為位數較少（byte，8位）的型別。

果不其然，我們將第三句註釋掉之後，程式碼可以正常編譯通過，然後我們去執行的時候，發現列印的d的值如下：

-128

這裡就說到了強制型別轉換會發生的一種情況，如果被轉換的數值超出目標型別的取值範圍，就會發生資料的丟失。

二進位制在計算的時候，發生了超出資料範圍的進位操作，隨著強制型別轉換，進位的部分被咔嚓掉，然後就發生這種情況了（熟悉原反補的同學應該明白這一點）。

var

JDK 10中推出了一種新的型別var，猛地看起來很像javascript中的var，它可以這麼玩：

var list = new ArrayList<String>();
var x = 3;

乍一看，還真的和javascript有些像，但其實並不然，並不會影響Java是一個強型別語言的事實，它是基於區域性變數推斷機制來完成的，編譯器在處理var時，先讀構造器，並將它作為變數的型別，然後將該型別寫入位元組碼當中。也就是說，該型別是無法更改的。

var a = 3;
a = [1,2,3];

這樣的寫法在javascript中毫無問題，但是在Java中就不行。但是需要注意，var只能作用於帶有構造器的區域性變數和for迴圈中。

本篇重點總結

  • 資料型別四類八種
  • float取值範圍要大於long
  • 強制轉換隻發生在高位轉低位
  • var型別的原理是區域性型別推斷

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Java Grammer：資料型別

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