【轉】Java基礎資料型別 (Elementary Data Type)

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原文網址：http://blog.csdn.net/bingduanlbd/article/details/27790287

Java語言是靜態類型的（statical typed)，也就是說所有變數和運算式的類型再編譯時間就已經完全確定。由於是statical typed，導致Java語言也是強型別（Strong typed）的。強型別意味著每個變數都具有一種類型，每個運算式具有一種類型，並且每種類型都是嚴格定義的，類型限制了變數可以hold哪些值，運算式最終產生什麼值。同時限制了這些值可以進行的操作類型以及操作的具體方式。所有的賦值操作，無論是顯式的還是在方法調用中通過參數傳遞，都要進行類型相容性檢查。

1. 資料類型：

在java原始碼中，每個變數都必須聲明一種類型（type）。有兩種類型：primitive type和reference type。參考型別引用對象（reference to object），而基本類型直接包含值（directly contain value）。因此，Java資料類型（type）可以分為兩大類：基本類型（primitive types）和參考型別（reference types）。primitive types 包括boolean類型以及數實值型別（numeric types）。numeric types又分為整型（integer types）和浮點型（floating-point type）。整型有5種：byte short int long char(char本質上是一種特殊的int)。浮點類型有float和double。關係整理一下如：

對象是動態建立的類執行個體或者動態建立的數組。The value of reference types are references to objects，而引用一般是指記憶體位址。所有的對象（包括數組）支援Object類中定義的方法。String literals are presented by String object.

 

java有兩種類型（type），與之相對應的是兩種資料的值（two kinds of data values that can be stored in variable, pass as arguments and returned by methods)，這兩隻data values是：primitive values，reference values。也許這麼理解起來更方便（雖然不嚴謹），Java變數有兩種：primitive variable和reference variable，在變數中，它們分別儲存primitive value和reference value。

null是一種特殊的type，但是你不能聲明一個變數為null類型，null type的唯一取值就是null。null可以負值給任意的參考型別或者轉化成任意的參考型別。在實踐中，一般把null當做字面值（literal），這個字面值可是是任意的參考型別。

2. 基本類型：

Java為基本類型提供語言層級的支援，即已經在Java中預定義，用相應的保留關鍵字表示。基本類型是單個值，而不是複雜的對象，基本類型不是物件導向的，主要出去效率方面的考慮，但是同時也提供基本類型的對象版本，即基本類型的封裝器（wrapper）。可以直接使用這些基本類型，也可以使用基本類型構造數組或者其他自訂類型。基本類型具有明確的取值範圍和數學行為。

2.1 整型

整型有byte short int long char，分別用8、16、32、64、16bits表示。有些地方可能不會把char列入整型範疇，但本質上char類型是int的一個子集。整型的寬度不應該被看成整數所佔用的記憶體空間大小，而應當理解成定義為整型的變數或者運算式的行為。JVM可以自由使用它們希望的、任何大小的記憶體空間，只要類型的行為符合規範。byte short int long都是有符號的，用2的補碼（two‘s-complement）表示。而char用16位表示，它是無符號的，表示的是UTF-16編碼集。

2.1.1 byte

byte由1個位元組8位表示，是最小的整數類型。主要用於節省記憶體空間關鍵。當操作來自網路、檔案或者其他IO的資料流時，byte類型特別有用。取值範圍為:[-128, 127]. byte的預設值為(byte)0,如果我們試圖將取值範圍外的值賦給byte類型變數，則會出現編譯錯誤，例如 byte b = 128；這個語句是無法通過編譯的。一個有趣的問題，如果我們有個方法： public void test(byte b)。試圖這麼調用這個方法是錯誤的: test(0); 編譯器會報錯，類型不相容！！！我們記得byte b =0；這是完全沒有問題的，為什麼在這裡就出錯啦？

這裡涉及到一個叫字面值（literal）的問題，字面值就是表面上的值，例如整型字面值在原始碼中就是諸如 5 ， 0， -200這樣的。如果整型子面子後面加上L或者l，則這個字面值就是long類型，比如：1000L代表一個long類型的值。如果不加L或者l，則為int類型。基本類型當中的byte short int long都可以通過不加L的整型字面值（我們就稱作int字面值吧）來建立，例如 byte b = 100； short s = 5；對於long類型，如果大小超出int所能表示的範圍（32 bits），則必須使用L結尾來表示。整型字面值可以有不同的表示方式：16進位【0X or 0x】、10進位【nothing】、八進位【0】2進位【0B or 0b】等，二進位字面值是JDK 7以後才有的功能。在賦值操作中，int字面值可以賦給byte short int long，Java語言會自動處理好這個過程。如果方法調用時不一樣，調用test（0）的時候，它能匹配的方法是test（int），當然不能匹配test（byte）方法，至於為什麼Java沒有像支援賦值操作那樣支援方法調用，不得而知。注意區別封裝器與原始類型的自動轉換（anto-boxing，auto-unboxing）。byte d = ‘A‘；也是合法的，字元字面值可以自動轉換成16位的整數。

更多關於字面值的介紹，參考oracle文檔（http://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/nutsandbolts/datatypes.html）。

對byte類型進行數學運算時，會自動提升為int類型，如果運算式中有double或者float等類型，也是自動提升。所以下面的代碼是錯誤的：

 

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1. <span style="font-family:Microsoft YaHei;font-size:14px;"><span style="font-size:14px;"><span style="font-size:14px;">byte t s1 = 100;  
2. byte s2 = ‘a‘;  
3. byte sum = s1 + s2;//should cast by (byte)</span></span></span>  

 

2.1.2 short

用16為表示，取值範圍為：[- 2^15, 2^15 - 1]。short可能是最不常用的類型了。可以通過整型字面值或者字元字面值賦值，前提是不超出範圍（16 bit）。short類型參與運算的時候，一樣被提升為int或者更高的類型。（順序為 byte short int long float double).

2.1.3 int

32 bits, [- 2^31, 2^31 - 1].有符號的二進位補碼錶示的整數。常用語控制迴圈，注意byte 和 short在運算中會被提升為int類型或更高。Java 8以後，可以使用int類型表示無符號32位整數[ 0, 2^31 - 1]。

2.1.4 long

64 bits， [- 2^63, 2^63 - 1,預設值為0L].當需要計算非常大的數時，如果int不足以容納大小，可以使用long類型。如果long也不夠，可以使用BigInteger類。

2.1.5 char

16 bits, [0, 65535], [0, 2^16 -1],從‘\u0000‘到‘\uffff‘。無符號，預設值為‘\u0000‘。Java使用Unicode字元集表示字元，Unicode是完全國際化的字元集，可以表示全部人類語言中的字元。Unicode需要16位寬，所以Java中的char類型也使用16 bit表示。 賦值可能是這樣的：

char ch1 = 88;

char ch2 = ‘A‘;

ASCII字元集佔用了Unicode的前127個值。之所以把char歸入整型，是因為Java為char提供算術運算支援，例如可以ch2++;之後ch2就變成Y。當char進行加減乘除運算的時候，也被轉換成int類型，必須顯式轉化回來。

2.2 浮點類型

包含單精確度的float和雙精確度的double，分別用32、64bits表示，遵循IEEE 754規範。

2.2.1 float

使用32 bit表示，對應單精確度浮點數，運行速度相比double更快，占記憶體更小，但是當數值非常大或者非常小的時候會變得不精確。精度要求不高的時候可以使用float類型，聲明賦值樣本：

 

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1. <span style="font-family:Microsoft YaHei;font-size:14px;"><span style="font-size:14px;"><span style="font-size:14px;">float f1 =10;  
2. f1 = 10L;  
3. f1 = 10.0f;  
4. //f1 = 10.0;預設為double</span></span></span>  

可以將byte、short、int、long、char賦給float類型，java自動完成轉換。

 

2.2.2 double

64為表示，將浮點子面子賦給某個變數時，如果不顯示在字面值後面加f或者F，則預設為double類型。java.lang.Math中的函數都採用double類型。

如果double和float都無法達到想要的精度，可以使用BigDecimal類。

2.3 boolean類型

boolean類型只有兩個值true和false，預設為false。boolean與是否為0沒有任何關係，但是可以根據想要的邏輯進行轉換。許多地方都需要用到boolean類型。

3. 字面值

在Java原始碼中，字面值用於表示固定的值（fixed value）。數值型的字面值是最常見的，字串字面值可以算是一種，當然也可以把特殊的null當做字面值。字面值大體上可以分為整型字面值、浮點字面值、字元和字串字面值、特殊字面值。

3.1. 整型字面值

從形式上看是整數的字面值歸類為整型字面值。例如： 10, 100000L, ‘B‘、0XFF這些都可以稱為字面值。整型字面值可以用十進位、16、8、2進位來表示。十進位很簡單，2、8、16進位的表示分別在最前面加上0B（0b）、0、0X（0x）即可，當然基數不能超出進位的範圍，比如09是不合法的，八進位的基數只能到7。一般情況下，字面值建立的是int類型，但是int字面值可以賦值給byte short char long int，只要字面值在目標範圍以內，Java會自動完成轉換，如果試圖將超出範圍的字面值賦給某一類型（比如把128賦給byte類型），編譯通不過。而如果想建立一個int類型無法表示的long類型，則需要在字面值最後面加上L或者l。通常建議使用容易區分的L。所以整型字面值包括int字面值和long字面值兩種。

3.2. 浮點字面值

浮點字面值簡單的理解可以理解為小數。分為float字面值和double字面值，如果在小數後面加上F或者f，則表示這是個float字面值，如11.8F。如果小數後面不加F（f），如10.4。或者小數後面加上D（d），則表示這是個double字面值。另外，浮點字面值支援科學技術法表示。下面是一些例子：

 

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1. <span style="font-family:Microsoft YaHei;font-size:14px;">double d1 = 10；  
2. double d2  = 11.4;  
3. double d3 = 1.23E3;  
4. double d4 = 10D;  
5. double d5 = 0.4D;  
6. float f1 = 10;  
7. float f2 = 11.1F;  
8. float f3 = 1.23e-4F;  
9. float f4 = 1.23E0F;</span>  

 

3.3 字元及字串字面值

Java中字元字面值用單引號括起來，如‘@’‘1’。所有的UTF-16字元集都包含在字元字面值中。不能直接輸入的字元，可以使用逸出字元，如‘\n’為換行字元。也可以使用八進位或者十六進位表示字元，八進位使用反斜線加3位元字表示，例如‘\141‘表示字母a。十六進位使用\u加上4為十六進位的數表示，如‘\u0061‘表示字元a。也就是說，通過使用逸出字元，可以表示鍵盤上的有的或者沒有的所有字元。常見的逸出字元序列有：

\ddd(八進位) 、 \uxxxx(十六進位Unicode字元)、\‘（單引號）、\"（雙引號）、\\ （反斜線）\r（斷行符號符） \n（分行符號） \f（換頁符） \t（定位字元） \b（回格符）

字串字面值則使用雙引號，字串字面值中同樣可以包含字元字面值中的逸出字元序列。字串必須位於同一行或者使用+運算子，因為java沒有續行逸出序列。

3.4 特殊字面值

null是一種特殊的類型（type），可以將它賦給任何參考型別變數，表示這個變數不引用任何東西。如果一個參考型別變數為null，表示這個變數不可用。

還有一種特殊的class literal，用type name加上.class表示,例如String.class。首先，String是類Class（java.lang.Class)的一個執行個體（對象），而"This is a string"是類String的一個對象。然後，class literal用於表示類Class的一個對象，比如String.class用於表示類Class的對象String。簡單地說，類子面子（class literal）就是諸如String.class 、Integer.class這樣的字面值，它所表示的就是累String、類Integer。如果輸出Integer.class，你會得到class java.lang.Integer。List.class的輸出為interface java.util.List。總之，class literal用於表示類型本身！

3.5 在數值型字面值中使用底線。

JDK7開始，可以在數值型字面值（包括整型字面值和浮點字面值）插入一個或者多個底線。但是底線只能用於分隔數字，不能分隔字元與字元，也不能分隔字元與數字。例如 int x = 123_456_789.在編譯的時候，底線會自動去掉。可以連續使用底線，比如float f = 1.22___33__44.二進位或者十六進位的字面值也可以使用底線，記住一點，底線只能用於數字與數字之間，初次以外都是非法的。例如1._23是非法的，_123、11000_L都是非法的。

4. 基本類型之間的轉換

我們看到，將一種類型的值賦給另一種類型是很常見的。在Java中，boolean類型與所有其他7種類型都不能進行轉換，這一點很明確。對於其他7中數實值型別，它們之間都可以進行轉換，但是可能會存在精度損失或者其他一些變化。轉換分為自動轉換和強制轉換。對於自動轉換（隱式），無需任何操作，而強制類型轉換需要顯式轉換，即使用轉換操作符（type）。首先將7種類型按下面順序排列一下：

byte <（short=char）< int < long < float < double

如果從小轉換到大，可以自動完成，而從大到小，必須強制轉換。short和char兩種相同類型也必須強制轉換。

4.1 自動轉換

自動轉換時發生擴寬（widening conversion）。因為較大的類型（如int）要儲存較小的類型（如byte），記憶體總是足夠的，不需要強制轉換。如果將字面值儲存到byte、short、char、long的時候，也會自動進行類型轉換。注意區別，此時從int（沒有帶L的整型字面值為int）到byte/short/char也是自動完成的，雖然它們都比int小。在自動類型轉化中，除了以下幾種情況可能會導致精度損失以外，其他的轉換都不能出現精度損失。

》int--> float

》long--> float

》long--> double

》float -->double without strictfp

除了可能的精度損失外，自動轉換不會出現任何運行時（run-time）異常。

4.2 強制類型轉換

如果要把大的轉成小的，或者在short與char之間進行轉換，就必須強制轉換，也被稱作縮小轉換（narrowing conversion）,因為必須顯式地使數值更小以適應目標類型。強制轉換採用轉換操作符（）。嚴格地說，將byte轉為char不屬於narrowing conversion），因為從byte到char的過程其實是byte-->int-->char，所以widening和narrowing都有。強制轉換除了可能的精度損失外，還可能使模（overall magnitude）發生變化。強制轉換格式如下：

（target-type） value

 

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1. <span style="font-family:Microsoft YaHei;font-size:14px;">int a=257;   
2. byte b;   
3. b = (byte)a;//1</span>  

 

如果整數的值超出了byte所能表示的範圍，結果將對byte類型的範圍取餘數。例如a=256超出了byte的[-128,127]的範圍，所以將257除以byte的範圍（256）取餘數得到b=1；需要注意的是，當a=200時，此時除了256取餘數應該為-56，而不是200.

將浮點類型賦給整數類型的時候，會發生截尾（truncation）。也就是把小數的部分去掉，只留下整數部分。此時如果整數超出目標類型範圍，一樣將對目標類型的範圍取餘數。

7中基本類型轉換總結如：

4.3 賦值及運算式中的類型轉換：4.3.1 字面值賦值

在使用字面值對整數賦值的過程中，可以將int literal賦值給byte short char int，只要不超出範圍。這個過程中的類型轉換時自動完成的，但是如果你試圖將long literal賦給byte，即使沒有超出範圍，也必須進行強制類型轉換。例如 byte b = 10L；是錯的，要進行強制轉換。

4.3.2 運算式中的自動型別提升

除了賦值以外，運算式計算過程中也可能發生一些類型轉換。在運算式中，型別提升規則如下：

》所有byte/short/char都被提升為int。

》如果有一個運算元為long，整個運算式提升為long。float和double情況也一樣。

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