伍——数据类型

一、数据类型的意义

在Java语言中，每个变量（常量）都有其数据类型。不同的数据类型可允许的操作也是不尽相同的。比如，对于整型数据，它们只能进行加减乘除和求余的操作。此外，不同的数据占据的内存空间大小也是不尽相同的。而在必要时，不同的数据类型也是可以做到强制类型转换的。

在Java之中，数据类型一共分为两大类：基本数据类型、引用数据类型。

在Java中规定了 8 种基本数据类型变量来存储、浮点数、字符和布尔值。如下所示：

不同类型的变量，其能表示的数据范围也是不同的。Java的基本数据类型占用内存位数及可表示的数据范围如下表所示：

二、整数类型

整数类型（Integer），简称整型，表示的是不带有小数点的数字。一共有 4 种不同类型的整型，按照占据空间大小的递增次序，分别为byte（位）、short（短整型）、int（整数）及long（长整数）。默认情况下，整型指 int 型。

1.byte 类型

在Java中，byte类型占据1字节内存空间，数据的取值范围为： -128 ~ 127。

每种基本的数据类型都有几个静态属性，如MAX_VALUE（最大值）、MIN_VALUE（最小值）、SIZE（大小）、TYPE（类型）等。要得到这些值，可用名称为该类型首字母大写对象（如 byte 类型对应 Byte 对象）通过点（ . ）操作符将其读取出来。Byte 类将基本类型 byte 的值包装在一个对象中。一个 Byte 类型的对象只包含一个类型为 byte 的字段。

Byte 类常见的静态属性如下：

2.short 类型

short 类型数据占据 2 个字节内存空间，取值范围为：-32768 ~ 32767。

例如：获得短整数所能表达的最大数值（Short.MAX_VALUE）。

3.int 类型

int 类型数据占据 4 个字节内存空间，取值范围为：-2147483648 ~ 2147483647。

注意：由于每一种类型都有其对应范围的最大或最小值，如果在计算的过程之中，超过了此范围（大于或小于最小值），那么就会产生数据溢出（overflow）的问题。

扩展：lang 是 language（语言）的简写。

4.long 类型

long类型数据占据 8 个字节内存空间，取值范围为：-9223372036854775808 ~ 9223372036854775807。

注意：想要解决数据溢出问题，那么最好的做法是扩大数据的操作范围，比 int 范围大的是 long 类型，所以可将其扩充为 long，有两种方式扩充。

（1）直接在数据前增加一个“（long）”；

（2）直接在数据后增加一个字母“ L ”。

例：max + (long)1；或者 max + 2L;

低字节类型数据与高字节数据运算，其结果自动转变为高字节数据，因此，int 型与 long 型运算的结果是 long 型。

三、浮点类型

Java浮点数据类型主要有双精度 double 和单精度 float 两个类型。

double 类型：共 8 个字节，64 位，第 1 位为符号位，中间 11 位表示指数，最后 52 位为尾数。

float 类型：共 4 个字节，32 位，第 1 位为符号位，中间 8 位表示指数，最后 23 位为尾数。

1.float 类型

含小数点的实数默认为 double 类型数据，如果定义的是 float 型数据，为其赋值的时候，必须执行强制转型，有两种方式。

（1）直接加上字母 “ F ”，或小写字母 “ f ”。例如：“ float num = 1.5F; ” 或 “ float num = 1.5f; ”。

（2）直接在数字前加强转型为 “ float ”。例如：“float num = (float) 1.2; ”。

2.double类型

当浮点数的表示范围不够大的时候，还有一种双精度（double）浮点数可供使用。双精度浮点数类型的长度为 64 个字节，有效范围为：-1.7E308（-1.7 x 10^308）~ 1.7E308（1.7 x 10^308）。

Java提供了浮点数类型的最大值与最小值的代码，其所使用的类全名与所代表的值的范围，可以通过下表查询：

在类全名中，可以省去类库 java.lang，直接取用类名称即可。

四、字符类型（ char ）

字符就是字母和符号的统称。

字符类型在内存中占有 2 个字节，定义时语法为：

    char a = ‘A‘;    //声明 a 为字符型，并赋初值为 ‘A‘ 。

字符要用一对单引号（ ‘ ‘ ）括起。但如果把一个字符变量赋值成一个单引号，就有了转义字符的概念。转义字符就是用不容易混淆的字符来代替那些敏感字符，它们作为一个整体使用。

下表为常用的转义字符：

不管使用变量存放转义字符，还是直接使用转义字符的方式来输出字符串。

Java 中默认采用的编码方式为 Unicode 编码，此编码是一种采用十六进制编码方案，可以表示出世界上的任意的文字信息。所以在 Java 中，单个字符里面是可以保存中文字符的，一个中文字符占据 2 个字节。这点是与 C/C++ 对字符型的处理是有区别的，在 C/C++中，中文字符只能当做长度为 2 的字符串处理。

注意：char 和 int 型数据的互相转换的问题。遵循 C 语言常用的 ASCII 码的习惯，字母的表示范围是：  大写字母 A ~ Z对应整数 65 ~ 90、小写字母 a ~ z 对应整数 97 ~ 122、字符 0 ~ 9 对应整数 49 ~ 57。

提示：ASCII（American Standard Code for Information Interchange，美国标准信息交换码）是计算机中用的最广泛的字符集及其编码，由美国国家标准局（ANSI）指定，已被国际标准化组织（ISO）定为国际标准。

五、布尔类型（ boolean ）

布尔（ Boolean ）本是一位英国数学家的名字。在 Java 中使用关键字 boolean来声明布尔类型。被声明为布尔类型的变量，只有 true（真）和 false（假）两种。除此之外，没有其他的值可以赋值给这个变量。

声明布尔类型语句为true：

    boolean 变量名 = ture;    //声明布尔变量，并赋值为 true

布尔类型主要用于逻辑判断，通常用来控制程序的流程。

六、数据类型的转换

数据类型的转换方式可分为 “ 自动类型转换 ” 及 “ 强制类型转换 ” 两种。

1.自动类型转换

在程序中已定义好了的数据类型的变量，若想转换用另一种数据类型表示时，Java 会在下面 2 个条件皆成立时，自动进行数据类型的转换。

（1）转换前后的数据类型要相互兼容。在 C/C++ 中，整型和布尔类型的关系是 “ 非零即为真 ” —— 凡是不是零的整数都可以认为布尔值为真变量，二者是兼容的，所以可以相互转换。而在 Java 中，由于 boolean 类型只能存放 true 或 false ，与整数及字符不兼容，因此 boolean 类型不可能与其他任何数据类型进行转换。整数与浮点数亦是兼容的，所以可以相互转换。

（2）转换后的数据类型的表示范围不小于转换前的类型。Java 在进行数值运算时，以尽量不损失精度（正确性）为原则。因此需要将字符型的变量转换为整型变量，否则将 4 字节整型变量转换为 2 字节的字符型，很有可能导致整型变量的值会溢出，从而导致计算错误。字符与整数是可使用自动类型转换的。

其相互转换的规则如下：

所以，自动数据类型转换的规律为：byte → short → char → int → long → float → double，按照范围由小到大实现自动转型操作。

2.强制类型转换

当程序需要转换数据类型时，可实施强制性的类型转换，其语法如下：

    （欲转换的数据类型）变量名称；

当两个整数相除时，小数点以后的数字会被阶段，使得运算的结果保持为整数。而想得到浮点数结果，就必须将两个整数中的一个（或是两个）强制转换为浮点数，以下为 3 种正确的写法：

（1）(float)a/b;    //将整数 a 强制转换成浮点数，再与整数 b 相除

（2）a/(float)b;    //将整数 b 强制转换成浮点数，再与整数 a 除以

（3）(float)a/(float)b;    //将整数 a 与 b 同时强制转换成浮点数，再相除

只要在变量前面加上欲转换的数据类型，运行时就会自动将此行语句里的变量做类型转换的处理，但这并不影响原先所定义的数据类型。此外，讲一个超出该变量可表示范围的值赋给这个变量，这种转换称为缩小转换。由于在转换的过程中可能会丢失数据的精确度，因此 Java 并不会 “ 自动 ” 做这些类型的转换，此时就必须要做强制性的转换。

七、基本数据类型的默认值

在 Java 中，若在变量的声明时没有赋初始值，则会给该变量赋默认值。

下表为各类型的默认值：

在某些情况下，Java 会给予这些没有赋初始值的变量一个确切的默认值，这个值没有任何意义，只是保证程序执行时，不运行有这种没有初始化值的变量存在。

八、本文注意事项

1.整型数的除法要注意。

整数与整数运算，其结果还是整数。

2.C/C++ 语言和 Java 语言在布尔类型上存在显著差别。

C/C++遵循的规则是 “ 非零即为真 ”，即所有不是零的数，都可认为是 “ true ” ，而仅把 0 当做 false。

而 Java 语言的布尔类型变量，其赋值只能是 true（真）和 false（假）两种，所以，Java 语言中的布尔类型与整型无关。