Java数据类型及各种类型的存储方式

Java 的两大数据类型:
1、内置数据类型
2、引用数据类型
Java语言提供了八种基本类型。六种数字类型(四个整数型,两个浮点型),一种字符类型,还有一种布尔型。

数据类型 默认值 占用空间 取值范围
byte 0 8位 2 7 2 7 1 -2^7-2^7-1
short 0 16位 2 15 2 15 1 -2^{15}-2^{15}-1
int 0 32位 2 31 2 31 1 -2^{31}-2^{31}-1
long 0L 64位 2 63 2 63 1 -2^{63}-2^{63}-1
float 0.0F 32位 3. 4 38 3. 4 38 -3.4^{38}-3.4^{38}
double 0.0D 64位 1.7 9 308 2 1 . 7 9 308 -1.79^{308}-2^1.79^{308}
char 空字符,’\u0000’ 16位 0-65535间的整数
boolean false 8位 true \ false

引用类型
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。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。
内存中的存储方式
基本数据类型
java的基本数据类型存储在栈中,基本数据类型变量定义是通过诸如int a = 3;long b = 255L;的形式来定义的。如int a = 3;这里的a是一个指向int类型的引用,指向3这个字面值。这些字面值的数据,由于大小可知,生存期可知(这些字面值定义在某个程序块里面,程序块退出后,字段值就消失了),出于追求速度的原因,就存在于栈中。
另外,栈有一个很重要的特殊性,就是存在栈中的数据可以共享。比如: 我们同时定义:
int a=3; int b=3;
编译器先处理int a = 3;首先它会在栈中创建一个变量为a的引用,然后查找有没有字面值为3的地址,没找到,就开辟一个存放3这个字面值的地址,然后将a指向3的地址。接着处理int b = 3;在创建完b这个引用变量后,由于在栈中已经有3这个字面值,便将b直接指向3的地址。这样,就出现了a与b同时均指向3的情况。
定义完a与b的值后,再令a = 4;那么,b不会等于4,还是等于3。在编译器内部,遇到时,它就会重新搜索栈中是否有4的字面值,如果没有,重新开辟地址存放4的值;如果已经有了,则直接将a指向这个地址。因此a值的改变不会影响到b的值。
引用数据类型
在java中,创建一个对象包括对象的声明和实例化两步,下面用一个例题来说明对象的内存模型。假设有类Rectangle定义如下:

public class Rectangle {
double width;
double height;
public Rectangle( double w, double h){
width = w;
height = h;
}
}
(1)声明对象时的内存模型 用Rectangle rect;声明一个对象rect时,将在栈内存为对象的引用变量rect分配内存空间,但Rectangle的值为空,称rect是一个空对象。空对象不能使用,因为它还没有引用任何”实体”。 (2)对象实例化时的内存模型 当执行rect=new Rectangle(3,5);时,会做两件事:在堆内存中为类的成员变量width,height分配内存,并将其初始化为各数据类型的默认值;接着进行显式初始化(类定义时的初始化值);最后调用构造方法,为成员变量赋值。返回堆内存中对象的引用(相当于首地址)给引用变量rect,以后就可以通过rect来引用堆内存中的对象了。

c)创建多个不同的对象实例

一个类通过使用new运算符可以创建多个不同的对象实例,这些对象实例将在堆中被分配不同的内存空间,改变其中一个对象的状态不会影响其他对象的状态。例如:

Rectangle r1= new Rectangle(3,5);
Rectangle r2= new Rectangle(4,6);
此时,将在堆内存中分别为两个对象的成员变量 width 、 height 分配内存空间,两个对象在堆内存中占据的空间是互不相同的。如果有:

Rectangle r1=new Rectangle(3,5);
Rectangle r2=r1;
则在堆内存中只创建了一个对象实例,在栈内存中创建了两个对象引用,两个对象引用同时指向一个对象实例,改变了其中一个的值,另一个的值也改变了。
包装类

基本类型都有对应的包装类:如int对应Integer类,double对应Double类等,基本类型的定义都是直接在栈中,如果用包装类来创建对象,就和普通对象一样了。例如:int i=0;i直接存储在栈中。Integer i(i此时是对象)= new Integer(5);这样,i对象数据存储在堆中,i的引用存储在栈中,通过栈中的引用来操作对象。
String

String是一个特殊的包装类数据。可以用以下两种方式创建:String str = new String(“abc”);String str = “abc”; 第一种创建方式,和普通对象的的创建过程一样; 第二种创建方式,java内部将此语句转化为以下几个步骤: (1)先定义一个名为str的对String类的对象引用变量:String str; (2)在栈中查找有没有存放值为”abc”的地址,如果没有,则开辟一个存放字面值为”abc” 地址,接着创建一个新的String类的对象o,并将o的字符串值指向这个地址,而且在栈 这个地址旁边记下这个引用的对象o。如果已经有了值为”abc”的地址,则查找对象o,并 回o的地址。 (3)将str指向对象o的地址。 值得注意的是,一般String类中字符串值都是直接存值的。但像String str = “abc”;这种 合下,其字符串值却是保存了一个指向存在栈中数据的引用。 为了更好地说明这个问题,我们可以通过以下的几个代码进行验证。

String str1=“abc”;
String str2=“abc”;
System.out.println(s1==s2);//true
注意,这里并不用 str1.equals(str2);的方式,因为这将比较两个字符串的值是否相等。==号,根据JDK的说明,只有在两个引用都指向了同一个对象时才返回真值。而我们在这里要看的是,str1与str2是否都指向了同一个对象。 我们再接着看以下的代码。

String str1= new String(“abc”);
String str2= “abc”;
System.out.println(str1==str2);//false
创建了两个引用。创建了两个对象。两个引用分别指向不同的两个对象。 以上两段代码说明,只要是用new()来新建对象的,都会在堆中创建,而且其字符串是单独存值的,即使与栈中的数据相同,也不会与栈中的数据共享。

数组

当定义一个数组,int x[];或int[] x;时,在栈内存中创建一个数组引用,通过该引用(即数组名)来引用数组。x=new int[3];将在堆内存中分配3个保存 int型数据的空间,堆内存的首地址放到栈内存中,每个数组元素被初始化为0。

静态变量

用static的修饰的变量和方法,实际上是指定了这些变量和方法在内存中的”固定位置”-static storage,可以理解为所有实例对象共有的内存空间。static变量有点类似于C中的全局变量的概念;静态表示的是内存的共享,就是它的每一个实例都指向同一个内存地址。把static拿来,就是告诉JVM它是静态的,它的引用(含间接引用)都是指向同一个位置,在那个地方,你把它改了,它就不会变成原样,你把它清理了,它就不会回来了。

那静态变量与方法是在什么时候初始化的呢?对于两种不同的类属性,static属性与instance属性,初始化的时机是不同的。instance属性在创建实例的时候初始化,static属性在类加载,也就是第一次用到这个类的时候初始化,对于后来的实例的创建,不再次进行初始化。

我们常可看到类似以下的例子来说明这个问题:

class Student{
static int numberOfStudents =0;
Student()
{
numberOfStudents ++;
}
}
每一次创建一个新的Student实例时,成员numberOfStudents都会不断的递增,并且所有的Student实例都访问同一个numberOfStudents变量,实际上intnumberOfStudents变量在内存中只存储在一个位置上

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