超详细讲解Java的数据类型与变量

字面常量

在System.Out.println(“Hello World”) 语句中，不论程序何时运行，输出的都是Hello
World，其实"Hello World"就是字面常量。
常量即程序运行期间，固定不变的量称为常量比如一个周一定有七天、一年一定是12个月等。

public class Demo{
public static void main(String[] args){
System.out.println("hello world!");
System.out.println(100);
System.out.println(3.14);
System.out.println('A');
System.out.println(true);
System.out.println(false);
}
}

在上述一段代码中，100、hellow world、A、3.14等都称之为字面常量。字面常量大致分为六大类，分别是：

1. 字符串常量：由""括起来的，比如“12345”、“hello”、“你好”。
2. 整形常量：程序中直接写的数字(注意没有小数点)，比如：100、1000
3. 浮点数常量：程序中直接写的小数，比如：3.14、0.49
4. 字符常量：由 单引号 括起来的当个字符，比如：‘A’、‘1’
5. 布尔常量：只有两种true和false
6. 空常量：null(后面了讲)

数据类型

在Java中数据类型主要分为两类：基本数据类型与引用数据类型。
基本数据类型有四类八种：

1. 四类：整型、浮点型、字符型以及布尔型
2. 八种：

注意：
1、不论是在16位系统还是32位系统，int都占用4个字节，long都占8个字节。
2、整形和浮点型都是带有符号的。
3、整型默认为int型，浮点型默认为double。
4、字符串属于引用类型，该中类型后序介绍。

其中在上表中整形int是4个字节，即32bit，而之所以是2^31是因为，在java中不存在所谓的有符号和无符号数据类型，例如C语言中char类型，也有unsigned char类型。所以对于java而言，几乎默认所有数据类型是有符号的，则32位bit中，第一位必然需要存储符号位，则实际有用于存储数值的仅有31位，因此是2 ^31。

变量

在程序中，除了有始终不变的常量外，有些内容可能会经常改变，比如：人的年龄、身高、成绩分数、数学函数的计算结果等。
对于这些经常改变的内容，在Java程序中，称为变量。而数据类型就是用来定义不同种类变量的。

定义变量的语法格式为：数据类型 变量名 = 初始值;

int a = 10; // 定义整形变量a，a是变量名也称为标识符，该变量中放置的值为10`在这里插入代码片
double d = 3.14;
char c = 'A';
boolean b = true;
System.Out.println(a);
System.Out.println(d);
System.Out.println(c);
System.Out.println(b);

System.Out.println(a);
// 注意：在一行可以定义多个相同类型的变量
int a1 = 10, a2 = 20, a3 = 30;
System.Out.println(a1);
System.Out.println(a2);
System.Out.println(a3);

整型变量

整型变量说明白了就是int数据类型。

// 方式一：在定义时给出初数据类型。始值
int a = 10;
System.Out.println(a);
// 方式二：在定义时没有给初始值，但使用前必须设置初值
int b;
b = 10;
System.Out.println(b);
// 使用方式二定义后，在使用前如果没有赋值，则编译期间会报错
int c;
System.Out.println(c);
c = 100;
// int型变量所能表示的范围：
System.Out.println(Integer.MIN_VALUE);
System.Out.println(Integer.MAX_VALUE);
// 注意：在定义int性变量时，所赋值不能超过int的范围
int d = 12345678901234; // 编译时报错，初值超过了int的范围

关于整形变量:

1. int不论在何种系统下都是4个字节.
2. 推荐使用方式一定义，如果没有合适的初始值，可以设置为0.
3. 在给变量设置初始值时，值不能超过int的表示范围，否则会导致溢出.
4. 变量在使用之前必须要赋初值，否则编译报错.
5. int的包装类型为 Integer.

长整型变量

int a = 10;
long b = 10; // long定义的长整型变量
long c = 10L; // 为了区分int和long类型，一般建议：long类型变量的初始值之后加L或者l
long d = 10l; // 一般更加以加大写L，因为小写l与1不好区分
// long型变量所能表示的范围：这个数据范围远超过 int 的表示范围. 足够绝大部分的工程场景使用.
System.Out.println(Long.MIN_VALUE);
System.Out.println(Long.MAX_VALUE);

长整型变量：

1. 长整型变量的初始值后加L或者l，推荐加L.
2. 长整型不论在那个系统下都占8个字节.
3. long的包装类型为Long.

短整型变量

short a = 10;
System.Out.println(a);
// short型变量所能表示的范围：
System.Out.println(Short.MIN_VALUE);
System.Out.println(Short.MAX_VALUE);

短整型变量:

1. short在任何系统下都占2个字节。
2. short的表示范围为：-32768 ~ 32767.。
3. short的包装类型为Short。

字节型变量

byte b = 10;
System.Out.println(b);
// byte型变量所能表示的范围：
System.Out.println(Byte.MIN_VALUE);
System.Out.println(Byte.MAX_VALUE);

字节型变量：

1. byte在任何系统下都占1个字节。
2. byte的范围是：-128 ~ 127。
3. 字节的包装类型为Byte。

byte、short、int、long都可以定义整形变量，为什么要给出4中不同类型呢？这就好比我们买衣服时会有着不同的尺寸一样，具体问题具体分析。

浮点型变量

双精度浮点型

double d = 3.14;
System.Out.println(d);

让我们来看一下下面这一段的代码：

int a = 1;
int b = 2;
System.out.println(a / b); // 输出 0.5 吗

最终的结果并不会输出0.5，而是0，因此我们需要使用的是1.0/2.0，否则无法读到0.5。
在 Java 中, int 除以 int 的值仍然是 int(会直接舍弃小数部分)。如果想得到 0.5, 需要使用 double 类型计算，而这同C语言略微有些不同。

注意事项：

1. double在任何系统下都占8个字节
2. 浮点数与整数在内存中的存储方式不同，不能单纯使用 的形式来计算
3. double的包装类型为Double
4、double 类型的内存布局遵守 IEEE 754 标准(和C语言一样)。因此，在java中浮点数仍然是不能精确的表达出来的，因此浮点数是个近似值，并不是精确值。

例如下面的代码：

double num = 1.1;
System.out.println(num * num); 
// 执行结果
1.2100000000000002

单精度浮点型

举例如下：

float num = 1.0f; // 
System.out.println(num);

float 类型在 Java 中占四个字节, 同样遵守 IEEE 754 标准. 由于表示的数据精度范围较小, 一般在工程上用到浮点数都优先考虑 double, 不太推荐使用 float. float的包装类型为Float。

字符型变量

char c1 = 'A'; // 大写字母
char c2 = '1'; // 数字字符
System.out.println(c1);
System.out.println(c2);
char c3 = '帅';
System.out.println(c3);

注意事项:

1. Java 中使用 单引号 + 单个字母 的形式表示字符字面值.
2. 计算机中的字符本质上是一个整数. 在 C 语言中使用 ASCII 表示字符, 而 Java 中使用 Unicode 表示字符. 因此一个字符占用两个字节, 表示的字符种类更多, 包括中文。即最重要的是，java中的char数据类型是2个bit的，因此java中的char可以表达一个中文文字。

在 Java 中，使用基本类型 int 在底层 API 中表示代码点；所有形式的 char 序列均解释为 UTF-16 序列。而相关的Unicode编码方法，
编码字符集是一个字符集，它为每个字符分配一个唯一数字。 Unicode 标准的核心是一个编码字符集， 字母 “A” 的编码为0041（16） 、字符 “€” 的编码为 20AC（16） 。Unicode 标准始终使用十六进制数字，而且在书写时在前面加上前缀 “U+” ，所以 “A” 的编码书写为 “U+0041” 。

布尔型变量

boolean b = true;
System.out.println(b);
b = false;
System.out.println(b);

布尔型变量需要注意如下：

1. boolean 类型的变量只有两种取值, true 表示真, false 表示假.
2. Java 的 boolean 类型和 int 不能相互转换, 不存在 1 表示 true, 0 表示 false 这样的用法.
3. Java虚拟机规范中，并没有明确规定boolean占几个字节，也没有专门用来处理boolean的字节码指令，在Oracle公司的虚拟机实现中，boolean占1个字节。
4. boolean的包装类型为Boolean

转换

java中的数据类型转换比C语言更为严格。

自动类型转换(隐式)

自动类型转换即：代码不需要经过任何处理，在代码编译时，编译器会自动进行处理。特点：数据范围小的转为数范围大的时会自动进行。

int a = 100;
long b = 10L;
b = a; // a和b都是整形，a的范围小，b的范围大，当将a赋值给b时，编译器会自动将a提升为long类型，然后赋值
a = b; // 编译报错，long的范围比int范围大，会有数据丢失，不安全
float f = 3.14F;
double d = 5.12;
d = f; // 编译器会将f转换为double，然后进行赋值
f = d; // double表示数据范围大，直接将float交给double会有数据丢失，不安全
byte b1 = 100; // 编译通过，100没有超过byte的范围，编译器隐式将100转换为byte
byte b2 = 257; // 编译失败，257超过了byte的数据范围，有数据丢失

综上所述，java的数据类型转换的本质便是：不能将范围大的数据转换为数据范围较小的从而导致数据情况的丢失，这将会是数据存在安全的隐患，而这也正是java语言安全的原因之一。正如上述代码而言，int可以转换为long，long却不能转换为int。小范围能变大范围，反之大范围不能变小范围。

那么，java中数据范围较大的数据就无法转换为数据范围小的了吗？显然不是，强制类型转换(显式)可以帮我们解决这个问题。

强制类型转换(显式)

强制类型转换：当进行操作时，代码需要经过一定的格式处理，不能自动完成。
特点：数据范围大的到数据范围小的。

int a = 10;
long b = 100L;
b = a; // int-->long，数据范围由小到大，隐式转换
a = (int)b; // long-->int, 数据范围由大到小，需要强转，否则编译失败

float f = 3.14F;
double d = 5.12;
d = f; // float-->double，数据范围由小到大，隐式转换
f = (float)d; // double-->float, 数据范围由大到小，需要强转，否则编译失败
a = d; // 报错，类型不兼容
a = (int)d; // int没有double表示的数据范围大，需要强转，小数点之后全部丢弃
byte b1 = 100; // 100默认为int，没有超过byte范围，隐式转换
byte b2 = (byte)257; // 257默认为int，超过byte范围，需要显示转换，否则报错
boolean flag = true;
a = flag; // 编译失败：类型不兼容
flag = a; // 编译失败：类型不兼容

1. 不同数字类型的变量之间赋值, 表示范围更小的类型能隐式转换成范围较大的类型。
2. 如果需要把范围大的类型赋值给范围小的, 需要强制类型转换, 但是可能精度丢失。
3. 将一个字面值常量进行赋值的时候, Java 会自动针对数字范围进行检查。
4. 强制类型转换不一定能成功，不相干的类型不能互相转换。

类型提升

不同类型的数据之间相互运算时，数据类型小的会被提升到数据类型大的。

1、int与long之间：int会被提升为long，即以大范围的数据类型为主。例如：

int a = 10;
long b = 20;
int c = a + b; // 编译出错: a + b==》int + long--> long + long 赋值给int时会丢失数据
long d = a + b; // 编译成功：a + b==>int + long--->long + long 赋值给long

2. byte与byte的运算。

byte a = 10;
byte b = 20;
byte c = a + b;
System.out.println(c);

上述的代码会出现编译错误。
这是因为byte 和 byte 都是相同类型, 虽然 a 和 b 都是 byte, 但是计算 a + b 会先将 a和 b 都提升成 int, 再进行计算, 得到的结果也是 int, 而这时赋给 c, 就会出现上述错误。
由于计算机的 CPU 通常是按照 4 个字节为单位从内存中读写数据. 为了硬件上实现方便, 诸如 byte 和 short这种低于 4 个字节的类型, 一般都会先提升成 int, 再参与计算。

因此应该修改如下：

byte a = 10;
byte b = 20;
byte c = (byte)(a + b);
System.out.println(c);

归根结底：
1. 不同类型的数据混合运算, 范围小的会提升成范围大的.
2. 对于 short, byte 这种比 4 个字节小的类型, 会先提升成 4 个字节的 int , 再运算.

字符串类型上，int 可以转成 String，反之亦然，例如：

int num = 10;
// 方法1
String str1 = num + ""; 
// 方法2
String str2 = String.valueOf(num);

那么，今天的Java的数据类型与变量的使用详解的相关内容我就讲述完啦，因为个人能力有限，文章难免会出现纰漏，届时有错误可以私信发给我以及时更正，谢谢大家！