Java 之数据类型与类型转换

发表时间：2022-03-25来源：网络

一、数据类型

　　1、数据类型分类

　　　　Java 中数据类型分为两大类：

　　　　　　基本数据类型：整数、浮点数、字符型、布尔型

　　　　　　引用数据类型（对象类型）：类、数组、字符串、接口等。

　　2、基本数据类型

　　　　四类八种基本数据类型：　　　　　　

数据类型 关键字 内存占用 取值范围 字节型 byte 1个字节 -128~127 短整形 short 2个字节 -32768~32767 整形 int(默认) 4个字节 -2的31次方~2的31次方-1 长整型 long 8个字节 -2的63次方~2的63次方-1 单精度浮点型 float 4个字节 1.4013E-45~3.4028E+38 双精度浮点型 double(默认) 8个字节 4.9E-324~1.7977E+308 字符型 char 2个字节 0~65535 布尔类型 boolean 1个字节 true、false

二、八种基本数据类型

　　1、整数类型

　　　　整数类型：byte、short、int、long

　　　　Java 各整数类型有固定的表示范围和字段长度，不受具体OS的影响，以保证Java程序的可移植性。

　　　　Java 的整型常量默认为 int 型，声明 long 型常量须后加 “l” 或 “L”。

　　　　Java 程序中变量通常声明为 int 型，除非不足以表达较大的数，才使用 long。

　　　 bit：计算机中最小的存储单位。

　　　　byte：计算机中基本的存储单元。

　　　　整数用来存储整数数值，可以是正整数、负数，有4种表示形式：

0B101 // 二进制 -88 // 十进制 0123 //八进制必须以 0 开头 0x25 // 十六进制必须以 0X 或 0x 开头

　　2、浮点数类型

　　　　浮点数类型：float、double

　　　　与整数类型类似， Java 浮点类型也有固定的表数范围和字段长度，不受具体操作系统的影响。

　　　　浮点型常量有两种表示形式：

　　　　　　十进制数形式：如：5.12 512.0f .512（必须有小数点）

　　　　　　科学计数法形式：如：5.12e2 512E2 100E-2

　　　　float：单精度，位数可以精确到7位有效数字。很多情况下，精度很难满足需求。

　　　　double：双精度，精度是 float 的两倍，通常采用此类型。

　　　　Java 的浮点型常量默认为 double 型，声明 float 型常量，后面必须加 ‘f’ 或 'F'。

　　　　例如：

　　　　通过上面的程序可以看出，最终的结果并非我们预料的结果，float和double类型运算可能造成精度丢失问题。

　　3、字符类型（Java中使用Unicode编码来表示）

　　　　char 型数据用来表示通常意义上“字符”（2个字节）

　　　　Java中的所有字符都使用Unicode编码，故一个字符可以存储一个字母，一个汉字，或其他书面语的一个字符。

　　　　字符串变量的三种表现形式：

　　　　　　（1）字符常量是用单引号（''）括起来的单个字符。

例如： char c1 = 'a'; char c2= '中'; char c3 = '9';

　　　　　　（2）Java中还允许使用转义字符 '\' 来将其后的字符转变为特殊字符常量。

例如： char c3 = ‘\n’; // '\n'表示换行符

　　　　　　（3）直接使用 Unicode 值来表示字符型常量。

‘\uXXXX’。其中， XXXX代表一个十六进制整数。如： \u000a 表示 \n。

　　　　　　（4）直接使用 ASCII 值来表示

例如：char a = 97; 会把对应的 ASCII码转成字符

　　　　　　常用转义字符：

　　　　　　 Tips：char类型是可以进行运算的。因为它都对应有Unicode码。

　　4、布尔类型

　　　　布尔类型：boolean

　　　　boolean 类型用来判断逻辑条件，一般用于程序流程控制。

　　　　boolean 类型数据只允许取值 true 和 false，无 null。

　　　　注意：不可以使用 0 或非0的整数替代 false 和 true。

　　　　Java虚拟机中没有任何供boolean值专用的字节码指令， Java语言表达所操作的boolean值，在编译之后都使用java虚拟机中的int数据类型来代替： true用1表示， false
用0表示。 ———《java虚拟机规范 8版》

　　5、小结

　　　　（1）Java中的默认类型：整形类型是 int、浮点类型是 double。

　　　　（2）字符串不是基本类型，而是引用类型。

　　　　（3）浮点型可能只是一个近似值，并非精确的值。

　　　　（4）数据范围与字节数不一定相关，例如float数据范围比long更加广泛，但是float是4字节，long是8字节。

　　　　（5）浮点数当中默认类型是double。如果一定要使用float类型，需要加上一个后缀F。如果是整数，默认为int类型，如果一定要使用long类型，需要加上一个后缀L。推荐使用大写字母后缀。

三、数据类型转换

　　类型转换是从一种类型更改为另一种类型的过程。如果从低精度数据类型向高精度转换，则永远不会溢出，总是成功。相反，从高精度向低精度转换，可能出现信息丢失，有可能失败。

　　1、自动类型转换（隐式转换）

　　　　容量小的类型自动转换为容量大的数据类型。

　　　　数据类型按容量大小排序为：

　　　　有多种类型的数据混合运算时，系统首先自动将所有数据转换成容量最大的那种数据类型，然后再进行计算。

　　　　 注意：

　　　　　　（1）byte、short、char 之间不会相互转换，他们三者在计算时首先转换成 int 类型。

　　　　　　（2）boolean 类型不能与其他数据类型运算。

　　　　　　（3）当把任何基本数据类型的值和字符串（String）进行连接运算时（+），基本数据类型的值将自动转化为字符串（String）类型。

　　　　Demo：

public static void main(String[] args) { int i =1; byte b = 2; // byte x = b + 1; 报错 // int类型和 byte 类型运算，结果是 int类型 int j = b + i; System.out.println(j); }

　　　　转换原理图解：

　　　　byte 类型内存占有1个字节，在和 int 类型运算会提升为 int 类型，自动补充 3个字节，因此计算后的结果是 int 类型。

　　　　转换规则：范围小的类型向范围大的类型提升，byte、short、char 进行算术运算时直接提升为 int 类型。

　　　　总结：

　　　　　　a、特点：代码不需要进行特殊处理，自动完成；

　　　　　　b、规则：数据范围从小到大；

　　2、强制类型转换（显示转换）

　　　　（1）自动类型转换的逆过程，将容量大的数据类型转换为容量小的数据类型。使用时要加上强制转换符：()，但可能造成精度降低或溢出,格外要注意。

　　　　（2）字符串类型不能直接转换为基本类型，但通过基本类型对应的包装类则可以实现把字符串转换成基本类型。

如： String a = “43”; int i = Integer.parseInt(a);

　　　　（3）boolean 类型不可以转换为其他的数据类型。

　　　　强制类型转换：

数据类型变量名 = （数据类型）被转数据值;

　　　　　　Demo：

public static void main(String[] args){ // short 类型变量，内存中2个字节 short s = 1; /* 出现编译失败 s 和 1做运算的时候，1是int类型，s 会被提升为 int 类型 s+1 后的结果是 int 类型，将结果在赋值 short 类型时发生错误 short 内存2个字节，int 类型4个字节必须将 int 强制转成 short 才能完成赋值 */ s = s + 1; // 编译失败 s= (short) (s+1); // 编译成功 }

　　　　转换原理图解：

　　　　 注意：

　　　　　　a、浮点转成整数，直接取掉小数点，可能造成数据损失精度。

　　　　　　b、int 强制转成 short 取掉2个字节（溢出），可能造成数据丢失。

　　　　总结：

　　　　　　a、特点：代码需要进行特殊的格式处理，不能自动完成。

　　　　　　b、格式：范围小的类型范围小的变量名 = (范围小的类型) 原本范围大的数据;

　　　 注意事项：

　　　　　　a、强制类型转换一般不推荐使用，因为有可能发生精度损失、数据溢出。
　　　　　　b、 byte/short/char 这三种类型都可以发生数学运算，例如加法“+”.
　　　　　　c、 byte/short/char 这三种类型在运算的时候，都会被首先提升成为int类型，然后再计算。
　　　　　　d、 boolean 类型不能发生数据类型转换

　　3、 ASCII 编码表

　　　　字符与数字的对照关系表（编码表）：当有字符类型的变量参与运算的时候，会把字符转变为相应的数字，然后再进行计算。

　　　　将所有的英文字母，数字，符号都和十进制进行了对应，因此产生了世界上第一张编码表ASCII（ American Standard Code for Information Interchange 美国标准信息交换码），里面只有字母数字和常用符号，并没有汉字。

　　　　Unicode码表：万国码。也是数字和符号的对照关系，开头0-127部分和ASCII完全一样，但是从128开始包含有更多字符。　　

　　　　Tips:

　　　　　在 char 类型和 int 类型计算的过程中，char 类型的字符先查询编码表，得到97，再和1求和，结果为98。char类型提升为了int类型。char类型内存2个字节，int类型内存4个字节。

四、String 类型

　　1、String 不是基本数据类型，属于引用数据类型。

　　2、使用方式与基本数据类型一致。

　　　　例如：

String str = “abcd”;

　　3、一个字符串可以串接另一个字符串，也可以直接串接其他类型的数据。

str = str + “xyz” ; int n = 100; str = str + n;

五、扩展知识（编译器的两点优化）

　1、自动类型转换问题

　　　　对于byte/short/char三种类型来说，如果右侧赋值的数值没有超过范围，那么javac编译器将会自动隐含地为我们补上一个(byte)(short)(char)。

　　　（1）如果没有超过左侧的范围，编译器补上强转。

　　　（2）如果右侧超过了左侧范围，那么直接编译器报错。

　　　　Demo：

　　　　// 右侧确实是一个int数字，但是没有超过左侧的范围，就是正确的。　　　　// int --> byte，不是自动类型转换　　byte num1 = /*(byte)*/ 30; // 右侧没有超过左侧的范围　　System.out.println(num1); // 30 　　　　　// byte num2 = 128; // 右侧超过了左侧的范围，编译不通过　　　　　// int --> char，没有超过范围　　　　 // 编译器将会自动补上一个隐含的(char) char zifu = /*(char)*/ 65; System.out.println(zifu); // A

　 2、编译器的常量优化

　　　在给变量进行赋值的时候，如果右侧的表达式当中全都是常量，没有任何变量，那么编译器javac将会直接将若干个常量表达式计算得到结果。

　　　short result = 5 + 8; // 等号右边全都是常量，没有任何变量参与运算编译之后，得到的 .class字节码文件当中相当于【直接就是】：short result = 13; （右侧的常量结果数值，没有超过左侧范围，所以正确。）

　　　注意：一旦表达式当中有变量参与，那么就不能进行这种优化了。

　　　Demo：

public static void main(String[] args) { short num1 = 10; // 正确写法，右侧没有超过左侧的范围， short a = 5; short b = 8; // short + short --> int + int --> int // short result = a + b; // 错误写法！左侧需要是int类型，含有两个变量 // 右侧不用变量，而是采用常量，而且只有两个常量，没有其他 short result = 5 + 8; System.out.println(result); short result2 = 5 + a + 8; // 18 错误，里面有变量 }