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Java数据类型

Java 是一种类型安全语言,编译器存储在变量中的数值具有适当的数据类型。学习任何一种编程语言都要了解其数据类型,本文将详细介绍 Java 中的数据类型。

数据类型的分类

Java 语言的数据类型分为两种:基本数据类型和引用数据类型。

(1) 基本数据类型包括 boolean(布尔型)、float(单精度浮点型)、char(字符型)、byte(字节型)、short(短整型)、int(整型)、long(长整型)和 double (双精度浮点型)共 8 种,详见表 1 所示。

表1 Java的基本数据类型
类型名称 关键字 占用内存 取值范围
字节型 byte 1 字节 -128~127
短整型 short 2 字节 -32768~32767
整型 int 4 字节 -2147483648~2147483647
长整型 long 8 字节 -9223372036854775808L~9223372036854775807L
单精度浮点型 float 4 字节 +/-3.4E+38F(6~7 个有效位)
双精度浮点型 double 8 字节 +/-1.8E+308 (15 个有效位)
字符型 char 2 字节 ISO 单一字符集
布尔型 boolean 1 字节 true 或 false

所有的基本数据类型的大小(所占用的字节数)都已明确规定,在各种不同的平台上保持不变,这一特性有助于提高 Java 程序的可移植性。

(2) 引用数据类型建立在基本数据类型的基础上,包括数组、类和接口。引用数据类型是由用户自定义,用来限制其他数据的类型。另外,Java 语言中不支持 C++ 中的指针类型、结构类型、联合类型和枚举类型。

Java 数据类型的结构如图 1 所示。

图1 Java数据类型结构图

Java 是一种强制类型的语言,所有的变量都必须先明确定义其数据类型,然后才能使用。Java 中所有的变量、表达式和值都必须有自己的类型,没有“无类型”变量这样的概念。

基本数据类型又可分为 4 大类,即整数类型(包括 byte、short,int 和 long)、浮点类型(包括 float 和 double)、布尔类型和字符类型(char),下面分别介绍这 4 大类数据类型。

整数类型

Java 定义了 4 种整数类型变量:字节型(byte)、短整型(short)、整型(int)和长整型(long)。这些都是有符号的值,正数或负数。

字节型(byte)

byte 类型是最小的整数类型。当用户从网络或文件中处理数据流时,或者处理可能与 Java 的其他内置类型不直接兼容的未加工的二进制数据时,该类型非常有用。

短整型(short)

short 类型限制数据的存储为先高字节,后低字节,这样在某些机器中会出错,因此该类型很少被使用。

整型(int)

int 类型是最常使用的一种整数类型。

长整型(long)

对于大型程序常会遇到很大的整数,当超出 int 类型所表示的范围时就要使用 long 类型。

例 1

创建一个 Java 程序,在 main() 方法中声明各种整型的变量并赋予初值,最后将变量相加并输出结果,代码如下:
public static void main(String[] args)
{ 
    byte a=20;    //声明一个byte类型的变量并赋予初始值为20
    short b=10;    //声明一个short类型的变量并赋予初始值为10 
    int c=30;    //声明一个int类型的变量并赋予初始值为30
    long d=40;    //声明一个long类型的变量并赋予初始值为40
    long sum=a+b+c+d;
    System.out.println("20+10+30+40="+sum);
}

保存该段代码并运行,输出的最终结果如下:
20+10+30+40=100

在该示例中,首先依次定义了 byte 类型、short 类型、int 类型和 long 类型的 4 个变量,并赋予了初始值,然后定义了一个 long 类型、名称为 sum 的变量。sum 变量的值为前 4 个变量之和,最后输出 sum 变量的值,即相加之后的结果。

提示:因为 byte 类型、short 类型、int 类型和 long 类型都是整数类型,故可以使用“+”相加,而非字符串之间的连接。

浮点类型

浮点类型是带有小数部分的数据类型,也叫实型浮点型数据包括单精度浮点型(float)和双精度浮点型(double),代表有小数精度要求的数字。

单精度浮点型(float)和双精度浮点型(double)之间的区别主要是所占用的内存大小不同,float 类型占用 4 字节的内存空间,double 类型占用 8 字节的内存空间。双精度类型 double 比单精度类型 float 具有更高的精度和更大的表示范围。

Java 默认的浮点型为 double,例如,11.11 和 1.2345 都是 double 型数值。如果要说明一个 float 类型数值,就需要在其后追加字母 f 或 F,如 11.11f 和 1.2345F 都是 float 类型的常数。

例如,可以使用如下方式声明 float 类型的变量并赋予初值。
float price=12.2f;    //定义float类型并赋予初值

也可以使用如下的任意一种方式声明 double 类型的变量并赋予初值。
double price=12.254d;    //定义double类型的变量并赋予初值
double price=12.254;    //定义double类型的变量并赋予初值

注意:一个值要能被真正看作 float,它必须以 f(或 F)后缓结束;否则,会被当作 double 值。对 double 值来说,d(或 D)后缓是可选的。

例 2

假设从 A 地到 B 地路程为 2348.4 米,那么往返 A 和 B 两地需要走多少米?

由于路径数据为浮点类型,在这里定义一个类型为 double 的变量来存储单程距离,并定义一个 int 类型的变量来存储次数。另外,因为计算得到的值为 float 类型,所以可以定义一个 float 类型的变量来存储总距离。

代码如下:
public static void main(String[] args)
{ 
    double lutu=2348.4;    //定义double类型的变量,用于存储单程距离
    int num=2;    //定义int类型的变量,用于存储次数
    float total=(float)(lutu*2);    //定义float类型的变量,用于存储总距离
    System.out.println("往返 AB 两地共需要行驶:"+total+" 米");
}

保存文件并运行,输出的结果如下:
往返 AB 两地共需要行驶:4696.8 米

该示例中首先定义了一个类型为 double、名称为 lutu 的变量用于存储单程距离,然后定义了一个类型为 int、名称为 num 的变量用于存储经过的次数,最后定义了一个类型为 float、名称为 total 的变量用于存储总距离。

其实一个 double 类型的数据与一个 int 类型的数据相乘后得到的结果类型为 double,但是由于单程距离乘以次数为一个单精度浮点型(float 类型)的数,因此可以将总距离转换为 float 类型的数据。

布尔类型

布尔类型(boolean)用于对两个数值通过逻辑运算,判断结果是“真”还是“假”。Java 中用保留字 true 和 false 来代表逻辑运算中的“真”和“假”。因此,一个 boolean 类型的变量或表达式只能是取 true 和 false 这两个值中的一个。

在 Java 语言中,布尔类型的值不能转换成任何数据类型,true 常量不等于 1,而 false 常量也不等于 0。这两个值只能赋给声明为 boolean 类型的变量,或者用于布尔运算表达式中。

例如,可以使用以下语句声明 boolean 类型的变量。
boolean isable;    //声明boolean类型的变量 isable
boolean b=false;    //声明boolean类型的变量a,并赋予初值为false

字符类型

Java 语言中的字符类型(char)使用两个字节的 Unicode 编码表示,它支持世界上所有语言,可以使用单引号字符或者整数对 char 型赋值。

一般计算机语言使用 ASCII 编码,用一个字节表示一个字符。ASCII 码是 Unicode 码的一个子集,用 Unicode 表示 ASCII 码时,其高字节为 0,它是其前 255 个字符。

Unicode 字符通常用十六进制表示。例如“\u0000”~“\u00ff”表示 ASCII 码集。“\u”表示转义字符,它用来表示其后 4 个十六进制数字是 Unicode 码。

字符型变量的类型为 char,用来表示单个的字符,例如:
char letter='D';
char numChar='5';

第一条语句将字符 D 赋给字符型变量 letter;第二条语句将数字字符 5 赋给字符型变量 numChar。

例 3

下面代码在 main() 方法中定义两个字符类型的变量,并使之相对应的 ASCII(Unicode)值相加,最后将相加后的结果输出。
public static void main(String[] args)
{
    char a='A';    //向char类型的a变量赋值为A,所对应的ASCII值为65
    char b='B';    //向char类型的b变量赋值为B,所对应的ASCII值为66
    System.out.println("A 的 ASCII 值与 B 的 ASCII 值相加结果为:"+(a+b));
}

保存该段代码并运行,输出结果如下所示。
A 的 ASCII 值与 B 的 ASCII 值相加结果为:131

在该程序中,a 变量首先被赋值为“A”,字母 A 在 ASCII(和 Unicode)中对应的值为 65。接着又定义了一个类型为 char 的变量 b,赋值为“B”,字母 B 在 ASCII(和 Unicode)中所对应的值为 66。因此相加后得出的结果为 131。

提示:字符通常用 16 进制表示,范围从“\uOOOO”~“\uFFFF”,即从 0~65535。\uOOOO 和 \uFFFF 中的 u 告诉编译器是用两个字节(16 位)字符信息表示一个 Unicode 字符。