Java Grammar（一）：数据类型

Java的数据类型

我们知道，Java是一种强类型语言，类型对于Java语言来说非常的重要不言而喻，在Java中，分为基础数据类型和引用数据类型，其中基础数据类型分为了四类八种：

下面，我们来分别说一下这四类八种

整形

首先，需要说明一点，在Java的整形中不存在unsigned类型的数值，也就是说Java的整形都是有符号的可为正，可为负的整数

名称	取值范围	字节数	位数	包装类
byte	$-2^7$ 到 $2^7-1$	1	8	Byte
short	$-2^{15}$ 到 $2^{15}-1$	2	16	Short
int	$-2^{31}$ 到 $2^{31}-1$	4	32	Integer
long	$-2^{63}$ 到 $2^{63}-1$	8	64	Long

可以看出，取值范围取决于该类型的位数，由于Java的代码是运行在JVM中，所以该类型是独立于机器之外存在的，与机器的关系并没有很大，大大的提高了代码的可移植性。

在书写代码的时候，我们需要注意，在我们定义一个long类型的变量时，一定要记得在代码后加上大写的L（小写的l在某些字体下容易被认证1，给代码的可读性带来影响）。

整形默认类型

我们的整数默认类型是int类型，在我们进行计算的时候，会默认按照int类型进行计算。

byte a = 127; //right

byte b = 1; //right

byte c = a + b; // wrong

byte d = 127 + 1; //wrong

编译器报错两处，均是下面的这个错误信息：

HelloWorld.java:7: 错误: 不兼容的类型: 从int转换到byte可能会有损失
byte c = a + b; // wrong
           ^
HelloWorld.java:9: 错误: 不兼容的类型: 从int转换到byte可能会有损失
byte d = 127 + 1; //wrong

这是一道很常见的面试题，其中错误的原因有两点：

• 编译器可以识别常量，但是无法识别变量，常量可以在编译期间判断是否超出范围，但是两个变量相加，编译器在编译期间无法得知，所以会报错。
• 编译器在编译期将该值作为int类型进行预编译计算后发现超出byte的取值范围，但是又是通过一个byte类型的变量去接收，所以就会出现可能会损失精度的异常。

这里很好的体现了整数类型的默认计算类型就是int类型~

浮点类型

浮点型有两种，一种是32位的float类型（单精度），一种是64位的double类型（双精度）。

名称	取值范围	字节数	位数	包装类
float	大约$-3.4E+38$ 到 $+3.4E38$	8	32	Float
double	大约$-1.7E-308$ 到 $1.7E308$	16	64	Double

因为double的取值范围更广，精度更高，所以我们日常都是使用double，默认的浮点类型也是double。

关于float和long

从上面我们可以知道float是32位的，而long是64位的，下意识的我们会认为64位的取值范围必定要大于32位的，但事实并非如此：

float占了4个字节，也就是32位，其中第一位是符号位，23位是尾数位，剩下的8位都是指数位，$2^{8}$为256，由于（signed）符号数的原因，也就是说，float的取值范围大致位于$2^{-126}$到${2^{127}}$，是要远远的大于long的取值范围的。

其实，这也诠释了另外一个浮点数问题，因为计算机是二进制的，所以无法精确的表示出浮点数，但是Java也给我们了一种解决方案，那就是我们在涉及到浮点数比较敏感的地方（比如经纬度，金钱）的时候，一定要注意使用BigDecimal传参为字符串的方式！

三个特殊的浮点数值：

1. 正无穷大（Double.POSITIVE_INFINITY）
2. 负无穷大（Double.NEGATIVE_INFINITY）
3. NAN（Double.NaN）

字符型

char关键字所修饰的类型是字符型，需要由单引号引起来，一个或两个char类型的数值可以表示一个Unicode字符，我们所熟知的字符串底层数据结构正是一个字符数组常量：

    /** The value is used for character storage. */
    private final char value[];

char类型其实是由\u+十六进制数据的组成的，最大值为\uffff(65535)，最小值为\u0000(0)。

这里需要注意一些特殊的转义字符：

转义序列	名称	Unicode值
b	退格	u0008
t	制表	u0009
n	换行	u000a
r	回车	u000d
\"	双引号	u0022
\'	单引号	u0027
\\	反斜杠	u005c

布尔型

boolean修饰的变量就是布尔型，布尔类型很简单，只有true false两个值，但是这里需要注意，和C++不同的地方是它不能由数字0或1转换成布尔型。

强制类型转换

byte a = 127; //right

byte b = 1; //right

byte c = a + b; // wrong

byte d = (byte)(a + b) // right

System.out.println(d);

还是这个熟悉的例子，刚刚我们已经分析了第三种情况为什么会报错，这里我们可以通过强制类型转换来强制完成这个操作。

强制类型转换只发生在位数较多的类型（int，64位）转为位数较少（byte，8位）的类型。

果不其然，我们将第三句注释掉之后，代码可以正常编译通过，然后我们去运行的时候，发现打印的d的值如下：

-128

这里就说到了强制类型转换会发生的一种情况，如果被转换的数值超出目标类型的取值范围，就会发生数据的丢失。

二进制在计算的时候，发生了超出数据范围的进位操作，随着强制类型转换，进位的部分被咔嚓掉，然后就发生这种情况了（熟悉原反补的同学应该明白这一点）。

var

JDK 10中推出了一种新的类型var，猛地看起来很像javascript中的var，它可以这么玩：

var list = new ArrayList<String>();
var x = 3;

乍一看，还真的和javascript有些像，但其实并不然，并不会影响Java是一个强类型语言的事实，它是基于局部变量推断机制来完成的，编译器在处理var时，先读构造器，并将它作为变量的类型，然后将该类型写入字节码当中。也就是说，该类型是无法更改的。

var a = 3;
a = [1,2,3];

这样的写法在javascript中毫无问题，但是在Java中就不行。但是需要注意，var只能作用于带有构造器的局部变量和for循环中。

本篇重点总结

• 数据类型四类八种
• float取值范围要大于long
• 强制转换只发生在高位转低位
• var类型的原理是局部类型推断

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