Java基础 - 数据类型和运算符

Java 语言支持的类型分为两类:基本数据类型(Primitive Type)和引用类型(Reference Type)。

基本数据类型

数值类型

整数类型

byte

一个 byte 类型在内存中占 8 位(1字节)范围-128(-2^7) ~ 127(2^7 -1)

short

一个 short 类型在内存中占 16 位(2字节)范围-32768(-2^15) ~ 32767(2^15-1)

int

一个 int 类型在内存占 32 位(4字节)范围-2147483648(-2^31) ~ 2147483647(2^31-1)

long

一个 long 类型在内存中占 64 位(8 字节)范围-2^63 ~ 2^63-1

如果直接将一个较小的整数值(在 byte 或者 short 类型的范围内)赋给一个 byte 或者 short 的变量,系统会自动把这个整数值当成 byte 或者 short 类型来处理.
如果使用一个巨大的整数值(超出 int 类型的范围)时,Java 不会自动把这个整数值当成 long 类型来处理。如果希望系统把一个整数值当成 long 类型来处理,应在这个整数值后增加 l 或者 L 做后缀。

浮点类型

Java 的浮点类型有固定的表数范围和字段长度,字段长度和表数范围与机器无关,Java 的浮点类型遵循 IEEE 标准,采用二进制的科学计数法来表示。

float

一个 float 类型在内存中占 4 字节,32 位,第 1 位是符号位,接下来的 8 位表示指数,在接下来的 23 位表示位数。

double

一个 double 类型在内存中占 8 字节,64 位,第 1 位表示符号位,接下来的 11 位表示指数,在接下来的 52 位表示尾数。

因为 Java 浮点数是用二进制的科学计数法来表示浮点数,因此可能不能精确表示一个浮点数。例如把 5.12345f赋值给一个 float 类型的变量,接着输出这个变量时看到这个变量的值已经发生了改变。 如果需要一个精确的浮点数,可以使用 BigDecimal 类。
浮点类型默认的是 double 如果希望 Java 把一个浮点类型值当成 float 来处理,应当在这个浮点类型值后面紧跟一个 f 或者 F
Java 还提供了三个特殊的浮点数值:正无穷大,负无穷大和非数,用于表示溢出或者出错。正浮点数除以 0(Java会自动把和浮点数进行运算的整数 0 当成浮点数 0.0 处理)得到正无穷大(Double/Float 类中的 POSITIVE_INFINITY).使用一个负浮点数除以 0 得到负无穷大(Double/Float 类中的 NEGATIVE_INFINITY)
表示。0.0/0.0 将得到一个非数 NaN.
所有的正无穷大以及负无穷大都相等,所有的非数都不相等。
100_000_000_000数值中的_方便阅读。无实际含义。

Java的基本数据类型

字符型

char

字符型有三种表示形式

  • 直接通过单个字符来指定字符型值,例如'A''9''0' 等.
  • 通过转移字符标识特殊字符型值,例如'\n''\t'
  • 直接使用 Unicode 值来表示字符型值,格式是'\uXXXX',其中 XXXX 代表 一个十六进制的整数。

Java 语言中常用的转移字符

字符类型也可以使用十六进制编码方式来表示,范围是'\u0000'~'\uFFFF',一共可以表示 65535 个字符,其中前 256 个('\u0000'~'\u00FF')字符和 ASCII 码中的字符完全重合。
计算机底层保存字符时,实际上保存的是该字符对应的编号,因此 char 类型的值可以直接作为整形使用,它相当于一个 16 位的无符号整数,表数范围是 0~65535.
如果把 0~65535 范围内的一个 int 整数赋给 char 类型变量,系统自动会把这个 int 整数当成 char 类型来处理

布尔类型

boolean

用于表示逻辑上的, boolean类型的数值只能是 true 或者 false, 不能用 0 或者非0 来表示,其他基本数据类型也不能转换成 boolean 类型。

Java 规范没有强制指定 boolean 类型的变量所占用的内存空间。由于大部分计算机在内存分配时允许的最小内存单元是字节(8 位),因此 bit 大部分时候实际占用 8 位。
Java虚拟机规范一书提到 :

  • 在Java虚拟机中没有任何供 boolean值专用的字节码指令,Java语言表达式所操作的
    boolean值,在编译之后都使用Java虚拟机中的int数据类型来代替。
  • Java虚拟机直接支持 boolean类型的数组,虚拟机的 navarra指令参见第6章的newarray小节可以创建这种数组。boolean类型数组的访问与修改共用byte类型数组的baload和 bastore指令。
    因为在虚拟机规范中说了,boolean值在编译之后都使用Java虚拟机中的int数据类型来代替,而int是4个字节,那么boolean值就是4个字节。
  • boolean类型数组的访问与修改共用byte类型数组的baload和 bastore指令,因为两者共用,只有两者字节一样才能通用呀,所以byte数组中一个byte是1个字节,那么boolean数组中boolean是1个字节。

总结:boolean在数组情况下为1个字节,单个boolean为4个字节。

引用数据类型

接口

数组

运算符

算术运算符

  • +: 加法运算符(还可以作为字符串的连接运算符)
  • -: 减法运算符
  • *: 乘法运算符
  • /: 除法运算符
    如果除法运算的两个操作数都是整数类型,则计算结果也是整数,就是将自然除法的结果截取取整。如果除法运算两个操作数都是整数类型,则除数不可以是 0,否则将引发除以 0 异常。如果一个或两个操作数是浮点数,则计算结果也是浮点数,这个结果就是自然除法的结果,而且此时允许除数是 0 或者 0.0,得到的结果是正无穷大挥着负无穷大。
  • %: 求余运算符
  • ++: 自加。
    1. 自加是单目运算符,只能操作一个数。
    2. 自加运算符只能操作单个数值型(整形、浮点型)变量,不能操作常量或表达式。
    3. 如果 ++ 放在左边,则先把操作数加 1,然后才把操作数放入表达式中运算。如果 ++ 放在右边,则先把操作数放入表达式中运算,然后才把操作数加 1
  • --: 自减。单目运算符。与++ 类似,只是将操作数 -1

位运算符

  • &: 按位与。当两位同时为 1 时才返回 1.
  • |: 按位或。只要有一位为 1 即可返回 1。
  • ~: 按位非。单目运算符,将操作数的每个位(包括符号位)全部取反。
  • ^: 按位异或。当两位相同时返回0,不同时返回 1。
  • <<: 左移运算符。
  • >>: 右移运算符.
  • >>>: 无符号右移运算符.

位运算符运算法则

逻辑运算符

  • &&: 与,前后两个操作数必须都是 true 才返回 true,否则饭后 false.
  • &: 不短路与,与 &&作用相同,但不会短路.
  • ||:或,只要两个操作数一个为true,则返回 true,否则返回 false
  • |: 不短路或, 作用与 ||相同,但不会短路.
  • !: 非. 取反
  • ^: 异或. 当两个操作数不同时返回 true,相同时返回 false

三目运算符

  • ?: 三目运算符只有一个,语法格式为(expression) ? if-true-statement : if-false-statement

注意:
自加和自减只能用于惭怍变量,不能用于操作数值直接量、常量或表达式。

赋值运算符

  • =

扩展后的赋值运算符

  • +=: 对于 x+=y,即对应于 x = x + y
  • -=: 对于 x-=y,即对应于 x = x - y
  • *=: 对于 x*=y,即对应于 x = x * y
  • /=: 对于 x/=y,即对应于 x = x / y
  • %=: 对于 x%=y,即对应于 x = x % y
  • |=: 对于 x|=y,即对应于 x = x | y
  • ^=: 对于 x^=y,即对应于 x = x ^ y
  • <<=: 对于 x<<=y,即对应于 x = x << y
  • >>=: 对于 x>>=y,即对应于 x = x >> y
  • >>>=: 对于 x>>>=y,即对应于 x = x >>> y

比较运算符

  • >: 大于,只支持左右两边操作数是数值类型.
  • >=: 大于等于,只支持左右两边操作数是数值类型.
  • <: 小于,只支持左右两边操作数是数值类型.
  • <=: 小于等于,只支持左右两边操作数是数值类型.
  • ==: 等于,如果比较的两个操作数都是数值类型,即使两个操作数的类型不同,只要他们值相等,也返回true. 如果两个操作数都是引用类型,那么比较的是两个操作数的引用地址.
  • !=: 不等于.数据类型比较,无关类型,只进行值比较.引用类型比较对象的引用地址.

运算符的优先级

运算符的优先级

  • 不要把一个表达式写的过于复杂,如果一个表达式复杂,则应该拆成几步来执行
  • 不要过多的依赖运算符的优先级来控制表达式的执行顺序,尽量用 () 来控制

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