java中的变量和数据类型

变量和javascript的变量含义一样

在Java中,变量分为两种:基本类型的变量和引用类型的变量。(javascript中同样是这样的)

基本数据类型

基本数据类型是CPU可以直接进行运算的类型。Java定义了以下几种基本数据类型:

  • 整数类型:byte,short,int,long

  • 浮点数类型:float,double

  • 字符类型:char

  • 布尔类型:boolean

Java定义的这些基本数据类型有什么区别呢?要了解这些区别,我们就必须简单了解一下计算机内存的基本结构。

计算机内存的最小存储单元是字节(byte),一个字节就是一个8位二进制数,即8个bit。它的二进制表示范围从00000000~11111111,换算成十进制是0~255,换算成十六进制是00~ff

内存单元从0开始编号,称为内存地址。每个内存单元可以看作一间房间,内存地址就是门牌号。

一个字节是1byte,1024字节是1K,1024K是1M,1024M是1G,1024G是1T。一个拥有4T内存的计算机的字节数量就是:

4T = 4 x 1024G
= 4 x 1024 x 1024M
= 4 x 1024 x 1024 x 1024K
= 4 x 1024 x 1024 x 1024 x 1024
= 4398046511104

不同的数据类型占用的字节数不一样。我们看一下Java基本数据类型占用的字节数:

       ┌───┐
byte │ │
└───┘
┌───┬───┐
short │ │ │
└───┴───┘
┌───┬───┬───┬───┐
int │ │ │ │ │
└───┴───┴───┴───┘
┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐
long │ │ │ │ │ │ │ │ │
└───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘
┌───┬───┬───┬───┐
float │ │ │ │ │
└───┴───┴───┴───┘
┌───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐
double │ │ │ │ │ │ │ │ │
└───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘
┌───┬───┐
char │ │ │
└───┴───┘

byte恰好就是一个字节,而longdouble需要8个字节。

整型

对于整型类型,Java只定义了带符号的整型,因此,最高位的bit表示符号位(0表示正数,1表示负数)。各种整型能表示的最大范围如下:

  • byte:-128 ~ 127
  • short: -32768 ~ 32767
  • int: -2147483648 ~ 2147483647
  • long: -9223372036854775808 ~ 9223372036854775807

我们来看定义整型的例子:

定义整型

public class Main {
public static void main(String[] args) {
int i = 2147483647;
int i2 = -2147483648;
int i3 = 2_000_000_000; // 加下划线更容易识别
int i4 = 0xff0000; // 十六进制表示的16711680
int i5 = 0b1000000000; // 二进制表示的512
long l = 9000000000000000000L; // long型的结尾需要加L
}
}

特别注意:同一个数的不同进制的表示是完全相同的,例如15=0xf0b1111

浮点型

浮点类型的数就是小数,因为小数用科学计数法表示的时候,小数点是可以“浮动”的,如1234.5可以表示成12.345x102,也可以表示成1.2345x103,所以称为浮点数。

下面是定义浮点数的例子:

float f1 = 3.14f;
float f2 = 3.14e38f; // 科学计数法表示的3.14x10^38
double d = 1.79e308;
double d2 = -1.79e308;
double d3 = 4.9e-324; // 科学计数法表示的4.9x10^-324

对于float类型,需要加上f后缀。

浮点数可表示的范围非常大,float类型可最大表示3.4x1038,而double类型可最大表示1.79x10308。

布尔类型

布尔类型boolean只有truefalse两个值,布尔类型总是关系运算的计算结果:

boolean b1 = true;
boolean b2 = false;
boolean isGreater = 5 > 3; // 计算结果为true
int age = 12;
boolean isAdult = age >= 18; // 计算结果为false

ava语言对布尔类型的存储并没有做规定,因为理论上存储布尔类型只需要1 bit,但是通常JVM内部会把boolean表示为4字节整数。

字符类型

字符类型char表示一个字符。Java的char类型除了可表示标准的ASCII外,还可以表示一个Unicode字符:

public class Main {
public static void main(String[] args) {
char a = 'A';
char zh = '中';
System.out.println(a);
System.out.println(zh);
}
}

注意char类型使用单引号',且仅有一个字符,要和双引号"的字符串类型区分开。

常量

定义变量的时候,如果加上final修饰符,这个变量就变成了常量:

final double PI = 3.14; // PI是一个常量
double r = 5.0;
double area = PI * r * r;
PI = 300; // compile error!

常量在定义时进行初始化后就不可再次赋值,再次赋值会导致编译错误。

常量的作用是用有意义的变量名来避免魔术数字(Magic number),例如,不要在代码中到处写3.14,而是定义一个常量。如果将来需要提高计算精度,我们只需要在常量的定义处修改,例如,改成3.1416,而不必在所有地方替换3.14

根据习惯,常量名通常全部大写。

var关键字

有些时候,类型的名字太长,写起来比较麻烦。例如:

StringBuilder sb = new StringBuilder();

这个时候,如果想省略变量类型,可以使用var关键字:

var sb = new StringBuilder();

编译器会根据赋值语句自动推断出变量sb的类型是StringBuilder。对编译器来说,语句:

var sb = new StringBuilder();

实际上会自动变成:

StringBuilder sb = new StringBuilder();

因此,使用var定义变量,仅仅是少写了变量类型而已。

变量的作用范围

在Java中,多行语句用{ }括起来。很多控制语句,例如条件判断和循环,都以{ }作为它们自身的范围,例如:

if (...) { // if开始
...
while (...) { while 开始
...
if (...) { // if开始
...
} // if结束
...
} // while结束
...
} // if结束

只要正确地嵌套这些{ },编译器就能识别出语句块的开始和结束。而在语句块中定义的变量,它有一个作用域,就是从定义处开始,到语句块结束。超出了作用域引用这些变量,编译器会报错。举个例子:

{
...
int i = 0; // 变量i从这里开始定义
...
{
...
int x = 1; // 变量x从这里开始定义
...
{
...
String s = "hello"; // 变量s从这里开始定义
...
} // 变量s作用域到此结束
...
// 注意,这是一个新的变量s,它和上面的变量同名,
// 但是因为作用域不同,它们是两个不同的变量:
String s = "hi";
...
} // 变量x和s作用域到此结束
...
} // 变量i作用域到此结束

定义变量时,要遵循作用域最小化原则,尽量将变量定义在尽可能小的作用域,并且,不要重复使用变量名。

小结

Java提供了两种变量类型:基本类型和引用类型

基本类型包括整型,浮点型,布尔型,字符型。

变量可重新赋值,等号是赋值语句,不是数学意义的等号。

常量在初始化后不可重新赋值,使用常量便于理解程序意图。

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