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Java基础系列5-Java的数据类型

Java基础系列5-Java的数据类型

作者: 只是甲 | 来源:发表于2021-08-10 13:41 被阅读0次

    一.Java的基本数据类型

    1.1 计算机存储单元

      变量是内存中的小容器，用来存储数据。那么计算机内存是怎么存储数据的呢？无论是内存还是硬盘，计算机存储设备的最小信息单元叫“位（bit）”，我们又称之为“比特位”，通常用小写的字母b表示。而计算机最小的存储单元叫“字节（byte）”，通常用大写字母B表示，字节是由连续的8个位组成。

    1B（字节） = 8bit（位）
1KB = 1024B
1MB = 1024KB
1GB = 1024MB
1TB = 1024GB

    1.2 基本数据类型

    数据类型概要图

    image.png

    基本数据类型(4类8种)

    image.png

    注：数值类型取值范围计算方法为 -2(字节数*8)%2 ~ -2(字节数*8)%2-1
    举例： byte为1字节 则 -2(1*8)%2 ~ -2(1*8)%2-1= -128~127

    原理：
    1个字节有8位，而二进制每一位有（0，1）两种取值，按照排列组合原理，8位共有28=256 种可能取值。
    其中由于正负数原因，第一位要用于判断正负号，不用于计算二进制实际值，所以要%2。
    其中0归到正数范围中，所以正数取值范围要去掉0这个数，所以要-1。
    0 转二进制 => 0000 0000
    -128转二进制 => 1000 0000
    同理 int类型
    最小值：Integer.MIN_VALUE= -2147483648 （-2的31次方）
    最大值：Integer.MAX_VALUE= 2147483647 （2的31次方-1）

    1.3 机位数 真值

    1. 机位数
      1)一个数在计算机中的二进制表示形式, 叫做这个数的机器数。机器数是带符号的，在计算机用一个数的最高位存放符号, 正数为0, 负数为1.
      2)比如，十进制中的数 +3 ，计算机字长为8位，转换成二进制就是00000011。如果是 -3 ，就是 10000011 。
      3)那么，这里的 00000011 和 10000011 就是机器数。

    2. 真值
      1)0000 0001的真值 = +000 0001 = +1，1000 0001的真值 = –000 0001 = –1

    1.4 原码 反码 补码

    1. 概念
    1. 对于一个数, 计算机要使用一定的编码方式进行存储。 原码，反码，补码是机器存储一个具体数字的编码方式。
    2. 补码比源码和反码能多表示一位，是因为原码和反码中，1000 0000 表示-0，没有实际意义，补码中将其利用了起来。

    1.4.1 原码

    1. 作用：用于计算机识别

    2. 原码就是符号位加上真值的绝对值, 即用第一位表示符号, 其余位表示值. 比如如果是8位二进制:
      1)[+1]原 = 0000 0001
      2)[-1]原 = 1000 0001

    3. 第一位是符号位. 因为第一位是符号位, 所以8位二进制数的取值范围就是:
      [1111 1111 , 0111 1111]
      即
      [-127 , 127]


      image.png

    1.4.2 反码

    作用：

    1. 正数的反码是其本身
    2. 负数的反码是在其原码的基础上, 符号位不变，其余各个位取反.
      [+1] = [00000001]原 = [00000001]反
      [-1] = [10000001]原 = [11111110]反
      可见如果一个反码表示的是负数, 人脑无法直观的看出来它的数值. 通常要将其转换成原码再计算.

    1.4.3 补码

    1. 正数的补码就是其本身
    2. 负数的补码是在其原码的基础上, 符号位不变, 其余各位取反, 最后+1. (即在反码的基础上+1)
      [+1] = [00000001]原 = [00000001]反 = [00000001]补
      [-1] = [10000001]原 = [11111110]反 = [11111111]补
    3. 对于负数, 补码表示方式也是人脑无法直观看出其数值的. 通常也需要转换成原码在计算其数值.

    1.5 溢出问题【数值类型】

    以byte类型为例：

    1. 在java中 byte 127 再加1等于-128，已知byte的范围为-128~127
    2. 字节长度为8位，最左边的是符号位，而127的二进制为：0111 1111，所以执行++a时，0111 111变为1000 0000。最高位存放符号, 正数为0, 负数为1。
    3. 在一些数据库中（没有完全测试），数值类型达到最大后再+1会溢出报错，而一些数据库会像java一样循环变为负数。

    代码:

    package Java_study;

public class yichu {
    public static void main(String[] args) {
        //不可以直接给 byte 类型赋值一个溢出值，会报错
        // byte b1 = 130
        // 127 二进制取值为 0111 1111
        byte b = 127;
        // 0111 1111 + 0000 00001 = 1000 0000 = -128
        b++;
        System.out.println("a: " + b);
        // 1000 0000 + 0000 0001 = 1000 0001 = -127
        b += 1;
        System.out.println("b: " + b);
        // 1000 0001 + 0000 0001 = 1000 0010 = -126
        b = (byte)(b+1);
        System.out.println("c "+ b);
    }

}

    测试记录:

    a: -128
b: -127
c -126

    1.6 标识符

    1. 作用
      给包,类,方法,变量等起名字

    2. 组成规则
      1)由字符，下划线_，美元符$组成
      这里的字符采用的是unicode字符集，所以包括英文大小写字母，中文字符，数字字符等。
      2)注意事项
      不能以数字开头
      不能是Java中的关键字

    3. 命名规则
      1)包
      最好是域名倒过来,要求所有的字母小写
      举例： com.itcast
      2)类或者接口
      如果是一个单词首字母大写
      举例：User
      如果是多个单词每个单词首字母大写(驼峰标识)
      举例：UserOrder
      3)方法或者变量
      如果是一个单词全部小写
      如果是多个单词,从第二个单词首字母大写
      4)常量
      如果是一个单词,所有字母大写
      如果是多个单词,所有的单词大写,用下划线区分每个单词

    1.7 类型转换

    1. 由小到大隐式转换，由大到小强制转换
    2. 精度由小到大顺序：byte,short,char -> int -> long -> float -> double

    1.7.1 隐式转换

    取值范围小的数据类型与取值范围大的数据类型进行运算,会先将小的数据类型提升为大的,再运算

    代码:

    package Java_study;

public class zhuanhuan1 {
    public static void main(String[] args) {
        //定义两个int 类型的变量
        int a = 10;
        int b = 20;
        System.out.println(a + b);
        //我可以把a+b的结果进行输出，说明这个计算的结果是没有问题
        //那么，我应该也可以把这个结果接收一下
        int c = a + b;
        System.out.println(c);
        System.out.println("---------------");
        
        //定义两个变量,一个 int 类型，一个 byte 类型
        int aa = 10;
        byte bb = 20;
        System.out.println(aa + bb);
        //byte cc = aa + bb;
        int cc = aa + bb;
        System.out.println(cc);
    }

}

    测试记录:

    30
30
---------------
30
30

    1.7.2 强制转换

    代码:

    package Java_study;
/*
 * 强制转换：
 *      目标类型 变量名= (目标类型)(被转换的数据);
 * 
 *      虽然可以做强制转换，但是不建议。因为强制转换可能会有数据的丢失。
 */

public class zhuanhuan2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 定义两个变量,一个int类型，一个byte类型
        int a = 10;
        byte b = 20;
        int c = a + b;
        System.out.println(c);
        
        byte d = 30;
        byte e = (byte)(a + b);
        System.out.println(e);
    }
}

    测试记录:

    30
30

    1.7.3 特殊转换 【字符 - 数值】

    代码:

    package Java_study;
/** 隐式转换
 *    char 隐式转换为 int时，只是将该字符的 Unicode 序号作为int值，然后输出
 * 强制转换：
 *    把 int 数做 char 强制转化时，只是转化成其在 Unicode 上的字符，然后输出
 */

public class zhuanhuan3 {
    public static void main(String[] args) {
        //定义四个变量
        char c = '6';
        int i = 54;
        
        //隐式转换: '6'的Unicode为54,得出 i1 = 54
        int i1 = c;
        //强制转换: 54 在Unicode中表示字符'6',得出c1 = '6'
        char c1 = (char)i;
        System.out.println("======int与char的转换======");
        System.out.println("i1:" + i1);
        System.out.println("c1:" + c1);
        
        //byte与char的转换
        byte b = 44;
        //强制转换: '54'的unicode序号为54, 得出 b1 = 54
        byte b1 = (byte)c;
        //强制转换: 44在unicode中表示字符'',得出c1 = ','
        c1 = (char)b;
        System.out.println("======byte与char的转换======");
        System.out.println("b1:" + b1);
        System.out.println("c1:" + c1);
        
        //short与char的转换
        short s = 34;
        //强制转换+隐式转换： '54' 的unicode序号为54，得出 s1 = (byte)54
        //byte 向 short 为隐式转换 所以 s1 = 54
        short s1 = (byte)c;
        //强制转换： '54' 的unicode序号为54，得出 s1 = 54
        short s2 = (short)c;
        //强制转换： 44 在Unicode中表示字符'"'，得出c1 = '"'
        c1 = (char)s;
        System.out.println("======short与char的转换======");
        System.out.println("s1:" + s1);
        System.out.println("s2:" + s2);
        System.out.println("c1:" + c1);
        
        //string与int的转换
        //st = "54" =  String.valueOf(c) 
        String st = "54";
        int in = 54;
        //stringC = Integer.toString(54) = "54";
        String stringC = Integer.toString(i);
        //inti = Integer.valueof("54") = 54;
        int inti = Integer.valueOf(st);
        System.out.println("=====int与string的转换======");
        System.out.println("inti:" + inti);
        System.out.println("stingC:" + stringC);
    }

}

    测试记录:

    ======int与char的转换======
i1:54
c1:6
======byte与char的转换======
b1:54
c1:,
======short与char的转换======
s1:54
s2:54
c1:"
=====int与string的转换======
inti:54
stingC:54

    二.关键字

    关键字是被Java语言赋予特定含义的单词，不能被当成变量来使用。

    关键字特点:

    1. 组成关键字的字母全部小写

    2. 常用的代码编辑器,针对关键字有特殊的颜色标记，非常直观，所以我们不需要去死记硬背，在今后的学习中重要的关键字也会不断的出来。


      image.png
    image.png

    三.常量

    常量定义:
    在程序执行的过程中，其值不可以发生改变的量

    常量分类:

    1. 字符串常量 用双引号括起来的内容(“HelloWorld”)
    2. 整数常量 所有整数(12,-23)
    3. 小数常量 所有小数(12.34)
    4. 字符常量 用单引号括起来的内容(‘a’,’A’,’0’)
    5. 布尔常量 较为特有，只有true和false
    6. 空常量 null

    代码:

    package Java_study;

public class changliang {
    
    public static void main(String[] args) {
        //声明局部常量
        final double x = 3.3;
        
        System.out.println(x);
    }
    
}

    测试记录:

    3.3

    四.变量

    变量定义:
    在程序执行的过程中，在某个范围内其值可以发生改变的量.

    变量定义格式:

    1. 数据类型 变量名 = 初始化值;
      eg)byte b = 127;
    2. 数据类型 变量名1,变量名2,…
      eg)byte b1,b2,b3;

    代码:

    package Java_study;

public class bianliang {
    public static void main(String[] args) {
        // 定义一个变量
        int a = 10;
        System.out.println(a);
        
        int b;
        b = 20;
        System.out.println(b);
        
        {
            // 代码块
            int c = 30;
            System.out.println(c);
        }
        
    }

}

    测试记录:

    10
20
30

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