JAVA java学习（18）——————java数据类型介绍【内置（基本）数据类型和引用数据类型】

Java 语言是强类型语言，编译器存储在变量中的数值具有适当的数据类型。所有的变量都必须先明确定义其数据类型，然后才能使用。Java 中所有的变量、表达式和值都必须有自己的类型，没有“无类型”变量这样的概念。

Java 语言支持的数据类型分为两种：基本数据类型（Primitive Type）和引用数据类型（Reference Type）。

一. 基本数据类型

1.基本数据类型介绍

Java语言提供了八种基本类型，基本数据类型包括byte（字节型）、short（短整型）、int（整型）、long（长整型）、float（单精度浮点型）、double （双精度浮点型）、char（字符型）、 boolean（布尔型）共 8 种。

类型名称	关键字	占用内存	取值范围	介绍
字节型	byte	1 字节	-128~127	byte 数据类型是8位、有符号的，以二进制补码表示的整数；最小值是 -128（-2^7）；最大值是 127（2^7-1）；默认值是 0；byte 类型用在大型数组中节约空间，主要代替整数，因为 byte 变量占用的空间只有 int 类型的四分之一；
短整型	short	2 字节	-32768~32767	short 数据类型是 16 位、有符号的以二进制补码表示的整数；最小值是 -32768（-2^15）；最大值是 32767（2^15 - 1）；Short 数据类型也可以像 byte 那样节省空间。一个short变量是int型变量所占空间的二分之一；默认值是 0；
整型	int	4 字节	-2147483648~2147483647	int 数据类型是32位、有符号的以二进制补码表示的整数；最小值是 -2,147,483,648（-2^31）；最大值是 2,147,483,647（2^31 - 1）；一般地整型变量默认为 int 类型；默认值是 0 ；
长整型	long	8 字节	-9223372036854775808L~9223372036854775807L	long 数据类型是 64 位、有符号的以二进制补码表示的整数；最小值是 -9,223,372,036,854,775,808（-2^63）；最大值是 9,223,372,036,854,775,807（2^63 -1）；这种类型主要使用在需要比较大整数的系统上；默认值是 0L；注："L"理论上不分大小写，但是若写成"l"容易与数字"1"混淆，不容易分辩。所以最好大写。
单精度浮点型	float	4 字节	+/-3.4E+38F（6~7 个有效位）	float 数据类型是单精度、32位、符合IEEE 754标准的浮点数；float 在储存大型浮点数组的时候可节省内存空间；默认值是 0.0f；浮点数不能用来表示精确的值，如货币；
双精度浮点型	double	8 字节	+/-1.8E+308 (15 个有效位）	double 数据类型是双精度、64 位、符合IEEE 754标准的浮点数；浮点数的默认类型为double类型；
字符型	char	2 字节	ISO 单一字符集	char类型是一个单一的 16 位 Unicode 字符；最小值是 \u0000（即为0）；最大值是 \uffff（即为65,535）；char 数据类型可以储存任何字符；
布尔型	boolean	1 字节	true 或 false	boolean数据类型表示一位的信息；只有两个取值：true 和 false；这种类型只作为一种标志来记录 true/false 情况；默认值是 false；

提示：char 代表字符型，实际上字符型也是一种整数类型，相当于无符号整数类型。
所有的基本数据类型的大小（所占用的字节数）都已明确规定，在各种不同的平台上保持不变，这一特性有助于提高 Java 程序的可移植性。
基本数据类型又可分为 4 大类，即整数类型（包括 byte、short，int 和 long）、浮点类型（包括 float 和 double）、布尔类型和字符类型（char）

在这里插入图片描述

2.基本数据类型的取值范围

例1： 对于数值类型的基本类型的取值范围，我们无需强制去记忆，因为它们的值都已经以常量的形式定义在对应的包装类中了。


public class PrimitiveTypeTest {

	public static void main(String[] args) {
		//byte
		System.out.println("基本数据类型：byte 二进制位数："+Byte.SIZE);
		System.out.println("包装类：java.lang.Byte");
		System.out.println("最小值：Byte.MIN_VALUE="+Byte.MIN_VALUE);
		System.out.println("最大值：Byte.MAX_VALUE="+Byte.MAX_VALUE);
		System.out.println();  
		
		//short 
		System.out.println("基本数据类型：short 二进制位数："+Short.SIZE);
		System.out.println("包装类：java.lang.Short");
		System.out.println("最小值：Short.MIN_VALUE="+Short.MIN_VALUE);
		System.out.println("最大值：Short.MAX_VALUE="+Short.MAX_VALUE);
		System.out.println();  
		
		//int  
        System.out.println("基本类型：int 二进制位数：" + Integer.SIZE);  
        System.out.println("包装类：java.lang.Integer");  
        System.out.println("最小值：Integer.MIN_VALUE=" + Integer.MIN_VALUE);  
        System.out.println("最大值：Integer.MAX_VALUE=" + Integer.MAX_VALUE);  
        System.out.println();  
        
     // long  
        System.out.println("基本类型：long 二进制位数：" + Long.SIZE);  
        System.out.println("包装类：java.lang.Long");  
        System.out.println("最小值：Long.MIN_VALUE=" + Long.MIN_VALUE);  
        System.out.println("最大值：Long.MAX_VALUE=" + Long.MAX_VALUE);  
        System.out.println();  
  
        // float  
        System.out.println("基本类型：float 二进制位数：" + Float.SIZE);  
        System.out.println("包装类：java.lang.Float");  
        System.out.println("最小值：Float.MIN_VALUE=" + Float.MIN_VALUE);  
        System.out.println("最大值：Float.MAX_VALUE=" + Float.MAX_VALUE);  
        System.out.println();  
  
        // double  
        System.out.println("基本类型：double 二进制位数：" + Double.SIZE);  
        System.out.println("包装类：java.lang.Double");  
        System.out.println("最小值：Double.MIN_VALUE=" + Double.MIN_VALUE);  
        System.out.println("最大值：Double.MAX_VALUE=" + Double.MAX_VALUE);  
        System.out.println();  
        
        // char  
        System.out.println("基本类型：char 二进制位数：" + Character.SIZE);  
        System.out.println("包装类：java.lang.Character");  
        // 以数值形式而不是字符形式将Character.MIN_VALUE输出到控制台  
        System.out.println("最小值：Character.MIN_VALUE="  
                + (int) Character.MIN_VALUE);  
        // 以数值形式而不是字符形式将Character.MAX_VALUE输出到控制台  
        System.out.println("最大值：Character.MAX_VALUE="  
                + (int) Character.MAX_VALUE);  
	}

}

运行结果：
在这里插入图片描述 Float和Double的最小值和最大值都是以科学记数法的形式输出的，结尾的"E+数字"表示E之前的数字要乘以10的多少次方。比如3.14E3就是3.14 × 103 =3140，3.14E-3 就是 3.14 x 10-3 =0.00314。

实际上，JAVA中还存在另外一种基本类型 void，它也有对应的包装类 java.lang.Void，不过我们无法直接对它们进行操作。

3.类型默认值

例2： 各个类型的默认值

数据类型	默认值
byte	0
short	0
int	0
long	0L
float	0.0f
double	0.0d
char	‘u0000’
String (or any object)	null
boolean	false


public class Test {
	
	static boolean bool;
    static byte by;
    static char ch;
    static double d;
    static float f;
    static int i;
    static long l;
    static short sh;
    static String str;
    
	public static void main(String[] args) {
       	
		System.out.println("Bool :" + bool);
        System.out.println("Byte :" + by);
        System.out.println("Character:" + ch);
        System.out.println("Double :" + d);
        System.out.println("Float :" + f);
        System.out.println("Integer :" + i);
        System.out.println("Long :" + l);
        System.out.println("Short :" + sh);
        System.out.println("String :" + str);
	}

}

运行结果：
在这里插入图片描述

3.类型详解

（1）整数类型

Java 定义了 4 种整数类型变量：字节型（byte）、短整型（short）、整型（int）和长整型（long）。这些都是有符号的值，正数或负数。

名称	说明
字节型（byte）	byte 类型是最小的整数类型。当用户从网络或文件中处理数据流时，或者处理可能与 Java 的其他内置类型不直接兼容的未加工的二进制数据时，该类型非常有用。
整型（short）	short 类型限制数据的存储为先高字节，后低字节，这样在某些机器中会出错，因此该类型很少被使用。
型（int）	int 类型是最常使用的一种整数类型。
整型（long）	对于大型程序常会遇到很大的整数，当超出 int 类型所表示的范围时就要使用 long 类型。

例3： 创建一个 Java 程序，在 main() 方法中声明各种整型的变量并赋予初值，最后将变量相加并输出结果，代码如下：


public class Add {

	public static void main(String[] args) {
		byte a = 20; // 声明一个byte类型的变量并赋予初始值为20
	    short b = 20; // 声明一个short类型的变量并赋予初始值为10
	    int c = 10; // 声明一个int类型的变量并赋予初始值为30
	    long d = 1; // 声明一个long类型的变量并赋予初始值为40
	    long sum = a + b + c + d;
	    System.out.println("20+20+10+1=" + sum);

	}

}

在这里插入图片描述在该示例中，首先依次定义了 byte 类型、short 类型、int 类型和 long 类型的 4 个变量，并赋予了初始值，然后定义了一个 long 类型、名称为 sum 的变量。sum 变量的值为前 4 个变量之和，最后输出 sum 变量的值，即相加之后的结果。

提示：因为 byte 类型、short 类型、int 类型和 long 类型都是整数类型，故可以使用“+”相加，而非字符串之间的连接（字符串和字符串直接“+”的作用是拼接字符串）。

（2）浮点类型

例4： 浮点类型案例：

浮点类型是带有小数部分的数据类型，也叫实型。浮点型数据包括单精度浮点型（float）和双精度浮点型（double），代表有小数精度要求的数字。

单精度浮点型（float）和双精度浮点型（double）之间的区别主要是所占用的内存大小不同，float 类型占用 4 字节的内存空间，double 类型占用 8 字节的内存空间。双精度类型 double 比单精度类型 float 具有更高的精度和更大的表示范围。

注意：一个值要能被真正看作 float，它必须以 f（或 F）后缓结束；否则，会被当作 double 值。对 double 值来说，d（或 D）后缓是可选的。

案例：
假设从 A 地到 B 地路程为124.4 米，那么往返 A 和 B 两地需要走多少米？
由于路径数据为浮点类型，在这里定义一个类型为 double 的变量来存储单程距离，并定义一个 int 类型的变量来存储次数。另外，因为计算得到的值为 float 类型，所以可以定义一个 float 类型的变量来存储总距离。


public class location {

	public static void main(String[] args) {
	    double lutu = 124.4; // 定义 double 类型的变量，用于存储单程距离
	    int num = 2; // 定义 int 类型的变量，用于存储次数
	    float total = (float) (lutu * 2); // 定义 float 类型的变量，用于存储总距离
	    System.out.println("往返 AB 两地共需要行驶：" + total + " 米");

	}

}

在这里插入图片描述该示例中首先定义了一个类型为 double、名称为 lutu 的变量用于存储单程距离，然后定义了一个类型为 int、名称为 num 的变量用于存储经过的次数，最后定义了一个类型为 float、名称为 total 的变量用于存储总距离。

其实一个 double 类型的数据与一个 int 类型的数据相乘后得到的结果类型为 double，但是由于单程距离乘以次数为一个单精度浮点型（float 类型）的数，因此可以将总距离转换为 float 类型的数据。

（3）布尔类型

布尔类型（boolean）用于对两个数值通过逻辑运算，判断结果是“真”还是“假”。Java 中用保留字 true 和 false 来代表逻辑运算中的“真”和“假”。因此，一个 boolean 类型的变量或表达式只能是取 true 和 false 这两个值中的一个。

在 Java 语言中，布尔类型的值不能转换成任何数据类型，true 常量不等于 1，而 false 常量也不等于 0。这两个值只能赋给声明为 boolean 类型的变量，或者用于布尔运算表达式中。

例如，可以使用以下语句声明 boolean 类型的变量。

    boolean isable;    // 声明 boolean 类型的变量 isable
    boolean b = false;    // 声明 boolean 类型的变量 a，并赋予初值为 false

（4）字符类型

Java 语言中的字符类型（char）使用两个字节的 Unicode 编码表示，它支持世界上所有语言，可以使用单引号字符或者整数对 char 型赋值。

一般计算机语言使用 ASCII 编码，用一个字节表示一个字符。ASCII 码是 Unicode 码的一个子集，用 Unicode 表示 ASCII 码时，其高字节为 0，它是其前 255 个字符。

Unicode 字符通常用十六进制表示。例如“\u0000”~“\u00ff”表示 ASCII 码集。“\u”表示转义字符，它用来表示其后 4 个十六进制数字是 Unicode 码。

字符型变量的类型为 char，用来表示单个的字符，例如：

    char letter = 'G';
    char numChar = '1';

第一条语句将字符 G 赋给字符型变量 letter；第二条语句将数字字符 1 赋给字符型变量 numChar。

例5： 字符类型案例
下面代码在 main() 方法中定义两个字符类型的变量，并使之相对应的 ASCII（Unicode）值相加，最后将相加后的结果输出。

    public static void main(String[] args) {
        char a = 'A';    // 向 char 类型的 a 变量赋值为 A，所对应的 ASCII 值为 65
        char b = 'B';    // 向 char 类型的 b 变量赋值为 B，所对应的 ASCII 值为 66
        System.out.println("A 的 ASCII 值与 B 的 ASCII 值相加结果为："+(a+b));
    }

保存该段代码并运行，输出结果如图所示：
在这里插入图片描述
在该程序中，a 变量首先被赋值为“A”，字母 A 在 ASCII（和 Unicode）中对应的值为 65。接着又定义了一个类型为 char 的变量 b，赋值为“B”，字母 B 在 ASCII（和 Unicode）中所对应的值为 66。因此相加后得出的结果为 131。

提示：字符通常用 16 进制表示，范围从“\uOOOO”~“\uFFFF”，即从 0~65535。\uOOOO 和 \uFFFF 中的 u 告诉编译器是用两个字节（16 位）字符信息表示一个 Unicode 字符。

二.引用数据类型

引用数据类型建立在基本数据类型的基础上，包括数组、类和接口。引用数据类型是由用户自定义，用来限制其他数据的类型。另外，Java 语言中不支持 C++ 中的指针类型、结构类型、联合类型和枚举类型。
在Java中，引用类型的变量非常类似于C/C++的指针。引用类型指向一个对象，指向对象的变量是引用变量。这些变量在声明时被指定为一个特定的类型，比如 Employee、Puppy 等。变量一旦声明后，类型就不能被改变了。
对象、数组都是引用数据类型。
所有引用类型的默认值都是null。
一个引用变量可以用来引用任何与之兼容的类型。
引用类型还有一种特殊的 null 类型。所谓引用数据类型就是对一个对象的引用，对象包括实例和数组两种。实际上，引用类型变量就是一个指针，只是 Java 语言里不再使用指针这个说法。
空类型（null type）就是 null 值的类型，这种类型没有名称。因为 null 类型没有名称，所以不可能声明一个 null 类型的变量或者转换到 null 类型。
空引用（null）是 null 类型变量唯一的值。空引用（null）可以转换为任何引用类型。
在实际开发中，可以忽略 null 类型，假定 null 只是引用类型的一个特殊直接量。
注意：空引用（null）只能被转换成引用类型，不能转换成基本类型，因此不要把一个 null 值赋给基本数据类型的变量。

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