教妹學(xué)Java第9講：Java中的數(shù)據(jù)類型

hello，小伙伴們，大家好，我是沉默王二，一枚沉默但有趣的程序員。又到了《教妹學(xué) Java》的時間，很開心，很期待，很舒適，有沒有？這是《教妹學(xué) Java》專欄的第 9 篇文章，我們來談?wù)劇癑ava 中的數(shù)據(jù)類型”。

強烈推薦：我在 GitHub 上發(fā)現(xiàn)了一個寶藏項目，里面羅列了幾百本 Java 經(jīng)典電子書，包含入門、工具、框架、數(shù)據(jù)庫、并發(fā)編程、底層、性能優(yōu)化、設(shè)計模式、計算機網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、面試、大數(shù)據(jù)、架構(gòu)等等方面，應(yīng)有盡有，需要的小伙伴可以到 GitHub 上自取：

https://github.com/itwanger/JavaBooks

上一篇文章發(fā)表后，就有小伙伴留言說“妹妹大一就開始學(xué)習(xí) Java 了，有點厲害。”我只能說從娃娃抓起，嘿嘿。專欄名你們也看到了，對，初衷真的是教我妹學(xué) Java。不過，我相信小伙伴們在閱讀的過程中也一定能感受到思維的樂趣，還能真的學(xué)習(xí)到知識。

再次強調(diào)，《教妹學(xué) Java》專欄面向的是零基礎(chǔ)的 Java 學(xué)習(xí)者，我希望這個專欄能夠帶領(lǐng) Java 初學(xué)者輕松邁進編程世界的大門，并且能夠讀寫編寫出規(guī)范、有用的 Java 代碼。同時，為后續(xù)的深入學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。

我妹（親妹）今年上大學(xué)了，學(xué)的計算機編程，沒成想，她的一名老師竟然是我的讀者，我妹是又驚喜又恐慌，驚喜是她哥我的讀者群體還挺廣泛的嘛，恐慌的是萬一學(xué)不好豈不是很丟他哥的臉？但我相信她一定能學(xué)好！

------我是正兒八經(jīng)的分割線--------

“二哥，上一節(jié)提到了 Java 變量的數(shù)據(jù)類型，是不是指定了類型就限定了變量的取值范圍啊？”三妹吸了一口麥香可可奶茶后對我說。

“三妹，你不得了啊，長進很大嘛，都學(xué)會推理判斷了。Java 是一種靜態(tài)類型的編程語言，這意味著所有變量必須在使用之前聲明好，也就是必須得先指定變量的類型和名稱。”

Java 中的數(shù)據(jù)類型可分為 2 種：

1）基本數(shù)據(jù)類型。

基本數(shù)據(jù)類型是 Java 語言操作數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，包括 boolean、char、byte、short、int、long、float 和 double，共 8 種。

2）引用數(shù)據(jù)類型。

除了基本數(shù)據(jù)類型以外的類型，都是所謂的引用類型。常見的有數(shù)組（對，沒錯，數(shù)組是引用類型）、class（也就是類），以及接口（指向的是實現(xiàn)接口的類的對象）。

來個思維導(dǎo)圖，感受下。

通過上一節(jié)的學(xué)習(xí)，我們知道變量可以分為局部變量、成員變量、靜態(tài)變量。

當變量是局部變量的時候，必須得先初始化，否則編譯器不允許你使用它。拿 int 來舉例吧，看下圖。

當變量是成員變量或者靜態(tài)變量時，可以不進行初始化，它們會有一個默認值，仍然以 int 為例，來看代碼：

/**
?*?@author?微信搜「沉默王二」，回復(fù)關(guān)鍵字?PDF
?*/
public?class?LocalVar?{
????private?int?a;
????static?int?b;

????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????LocalVar?lv?=?new?LocalVar();
????????System.out.println(lv.a);
????????System.out.println(b);
????}
}

來看輸出結(jié)果：

0
0

瞧見沒，int 作為成員變量時或者靜態(tài)變量時的默認值是 0。那不同的基本數(shù)據(jù)類型，是有不同的默認值和大小的，來個表格感受下。

那三妹可能要問，“比特和字節(jié)是什么鬼？”

比特幣聽說過吧？字節(jié)跳動聽說過吧？這些名字當然不是亂起的，確實和比特、字節(jié)有關(guān)系。

1）bit（比特）

比特作為信息技術(shù)的最基本存儲單位，非常小，但大名鼎鼎的比特幣就是以此命名的，它的簡寫為小寫字母“b”。

大家都知道，計算機是以二進制存儲數(shù)據(jù)的，二進制的一位，就是 1 比特，也就是說，比特要么為 0 要么為 1。

2）Byte（字節(jié)）

通常來說，一個英文字符是一個字節(jié)，一個中文字符是兩個字節(jié)。字節(jié)與比特的換算關(guān)系是：1 字節(jié) = 8 比特。

在往上的單位就是 KB，并不是 1000 字節(jié)，因為計算機只認識二進制，因此是 2 的 10 次方，也就是 1024 個字節(jié)。

（終于知道 1024 和程序員的關(guān)系了吧？狗頭保命）

接下來，我們再來詳細地了解一下 8 種基本數(shù)據(jù)類型。

01、布爾

布爾（boolean）僅用于存儲兩個值：true 和 false，也就是真和假，通常用于條件的判斷。代碼示例：

boolean?flag?=?true;

02、byte

byte 的取值范圍在 -128 和 127 之間，包含 127。最小值為 -128，最大值為 127，默認值為 0。

在網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)倪^程中，為了節(jié)省空間，常用字節(jié)來作為數(shù)據(jù)的傳輸方式。代碼示例：

byte?a?=?10;
byte?b?=?-10;

03、short

short 的取值范圍在 -32,768 和 32,767 之間，包含 32,767。最小值為 -32,768，最大值為 32,767，默認值為 0。代碼示例：

short?s?=?10000;
short?r?=?-5000;

04、int

int 的取值范圍在 -2,147,483,648（-2 ^ 31）和 2,147,483,647（2 ^ 31 -1）（含）之間，默認值為 0。如果沒有特殊需求，整形數(shù)據(jù)就用 int。代碼示例：

int?a?=?100000;
int?b?=?-200000;

05、long

long 的取值范圍在 -9,223,372,036,854,775,808(-2^63) 和 9,223,372,036,854,775,807(2^63 -1)（含）之間，默認值為 0。如果 int 存儲不下，就用 long，整形數(shù)據(jù)就用 int。代碼示例：

long?a?=?100000L;?
long?b?=?-200000L;

為了和 int 作區(qū)分，long 型變量在聲明的時候，末尾要帶上大寫的“L”。不用小寫的“l(fā)”，是因為小寫的“l(fā)”容易和數(shù)字“1”混淆。

06、float

float 是單精度的浮點數(shù)，遵循 IEEE 754（二進制浮點數(shù)算術(shù)標準），取值范圍是無限的，默認值為 0.0f。float 不適合用于精確的數(shù)值，比如說貨幣。代碼示例：

float?f1?=?234.5f;

為了和 double 作區(qū)分，float 型變量在聲明的時候，末尾要帶上小寫的“f”。不需要使用大寫的“F”，是因為小寫的“f”很容易辨別。

07、double

double 是雙精度的浮點數(shù)，遵循 IEEE 754（二進制浮點數(shù)算術(shù)標準），取值范圍也是無限的，默認值為 0.0。double 同樣不適合用于精確的數(shù)值，比如說貨幣。代碼示例：

double?d1?=?12.3

那精確的數(shù)值用什么表示呢？最好使用 BigDecimal，它可以表示一個任意大小且精度完全準確的浮點數(shù)。針對貨幣類型的數(shù)值，也可以先乘以 100 轉(zhuǎn)成整形進行處理。

Tips：單精度是這樣的格式，1 位符號，8 位指數(shù)，23 位小數(shù)，有效位數(shù)為 7 位。

雙精度是這樣的格式，1 位符號，11 位指數(shù)，52 為小數(shù)，有效位數(shù)為 16 位。

取值范圍取決于指數(shù)位，計算精度取決于小數(shù)位（尾數(shù)）。小數(shù)位越多，則能表示的數(shù)越大，那么計算精度則越高。

一個數(shù)由若干位數(shù)字組成，其中影響測量精度的數(shù)字稱作有效數(shù)字，也稱有效數(shù)位。有效數(shù)字指科學(xué)計算中用以表示一個浮點數(shù)精度的那些數(shù)字。一般地，指一個用小數(shù)形式表示的浮點數(shù)中，從第一個非零的數(shù)字算起的所有數(shù)字。如 1.24 和 0.00124 的有效數(shù)字都有 3 位。

08、char

char 可以表示一個 16 位的 Unicode 字符，其值范圍在 '\u0000'（0）和 '\uffff'（65,535）（包含）之間。代碼示例：

char?letterA?=?'A';?//?用英文的單引號包裹住。

那三妹可能要問，“char 既然只有一個字符，為什么占 2 個字節(jié)呢？”

“主要是因為 Java 使用的是 Unicode 字符集而不是 ASCII 字符集。”

這又是為什么呢？我們留到下一節(jié)再講。

基本數(shù)據(jù)類型在作為成員變量和靜態(tài)變量的時候有默認值，引用數(shù)據(jù)類型也有的。

String 是最典型的引用數(shù)據(jù)類型，所以我們就拿 String 類舉例，看下面這段代碼：

/**
?*?@author?微信搜「沉默王二」，回復(fù)關(guān)鍵字?PDF
?*/
public?class?LocalRef?{
????private?String?a;
????static?String?b;

????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????LocalRef?lv?=?new?LocalRef();
????????System.out.println(lv.a);
????????System.out.println(b);
????}
}

輸出結(jié)果如下所示：

null
null

null 在 Java 中是一個很神奇的存在，在你以后的程序生涯中，見它的次數(shù)不會少，尤其是伴隨著令人煩惱的“空指針異常”，也就是所謂的 NullPointerException。

也就是說，引用數(shù)據(jù)類型的默認值為 null，包括數(shù)組和接口。

那三妹是不是很好奇，為什么數(shù)組和接口也是引用數(shù)據(jù)類型啊？

先來看數(shù)組：

/**
?*?@author?微信搜「沉默王二」，回復(fù)關(guān)鍵字?java
?*/
public?class?ArrayDemo?{
????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????int?[]?arrays?=?{1,2,3};
????????System.out.println(arrays);
????}
}

arrays 是一個 int 類型的數(shù)組，對吧？打印結(jié)果如下所示：

[I@2d209079

[I 表示數(shù)組是 int 類型的，@ 后面是十六進制的 hashCode——這樣的打印結(jié)果太“人性化”了，一般人表示看不懂！為什么會這樣顯示呢？查看一下 java.lang.Object 類的 toString() 方法就明白了。

數(shù)組雖然沒有顯式定義成一個類，但它的確是一個對象，繼承了祖先類 Object 的所有方法。那為什么數(shù)組不單獨定義一個類來表示呢？就像字符串 String 類那樣呢？

一個合理的解釋是 Java 將其隱藏了。假如真的存在一個 Array.java，我們也可以假想它真實的樣子，它必須要定義一個容器來存放數(shù)組的元素，就像 String 類那樣。

public?final?class?String
????implements?java.io.Serializable,?Comparable<String>,?CharSequence?{
????/**?The?value?is?used?for?character?storage.?*/
????private?final?char?value[];
}

數(shù)組內(nèi)部定義數(shù)組？沒必要的！

再來看接口：

/**
?*?@author?微信搜「沉默王二」，回復(fù)關(guān)鍵字?Java
?*/
public?class?IntefaceDemo?{
????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????List?list?=?new?ArrayList<>();
????????System.out.println(list);
????}
}

List 是一個非常典型的接口：

public?interface?List<E>?extends?Collection<E>?{}

而 ArrayList 是 List 接口的一個實現(xiàn)：

public?class?ArrayList<E>?extends?AbstractList<E>
????????implements?List<E>,?RandomAccess,?Cloneable,?java.io.Serializable
{}

對于接口類型的引用變量來說，你沒法直接 new 一個：

只能 new 一個實現(xiàn)它的類的對象——那自然接口也是引用數(shù)據(jù)類型了。

來看一下基本數(shù)據(jù)類型和引用數(shù)據(jù)類型之間最大的差別。

基本數(shù)據(jù)類型：

1、變量名指向具體的數(shù)值。2、基本數(shù)據(jù)類型存儲在棧上。

引用數(shù)據(jù)類型：

1、變量名指向的是存儲對象的內(nèi)存地址，在棧上。2、內(nèi)存地址指向的對象存儲在堆上。

看到這，三妹是不是又要問，“堆是什么，棧又是什么？”

堆是堆（heap），棧是棧（stack），如果看到“堆棧”的話，請不要懷疑自己，那是翻譯的錯，堆棧也是棧，反正我很不喜歡“堆棧”這種叫法，容易讓新人掉坑里。

堆是在程序運行時在內(nèi)存中申請的空間（可理解為動態(tài)的過程）；切記，不是在編譯時；因此，Java 中的對象就放在這里，這樣做的好處就是：

當需要一個對象時，只需要通過 new 關(guān)鍵字寫一行代碼即可，當執(zhí)行這行代碼時，會自動在內(nèi)存的“堆”區(qū)分配空間——這樣就很靈活。

棧，能夠和處理器（CPU，也就是腦子）直接關(guān)聯(lián)，因此訪問速度更快。既然訪問速度快，要好好利用啊！Java 就把對象的引用放在棧里。為什么呢？因為引用的使用頻率高嗎？

不是的，因為 Java 在編譯程序時，必須明確的知道存儲在棧里的東西的生命周期，否則就沒法釋放舊的內(nèi)存來開辟新的內(nèi)存空間存放引用——空間就那么大，前浪要把后浪拍死在沙灘上啊。

這么說就理解了吧？

“好了，三妹，關(guān)于 Java ?中的數(shù)據(jù)類型就先說這么多吧，你是不是已經(jīng)清楚了？”轉(zhuǎn)動了一下僵硬的脖子后，我對三妹說。

“差不多，二哥，我覺得還得再消化會。”

這是《教妹學(xué) Java》專欄的第 9 篇文章，能看到這里的小伙伴都是最帥的，最美的，升職加薪就是你了?。

寫這個專欄的初衷就是為了幫助那些零基礎(chǔ)學(xué) Java，或者自學(xué) Java 感覺特別痛苦，特別難入門的小伙伴。

另外，我還創(chuàng)建了一些「技術(shù)交流群」，群里氛圍很不錯，有不少小伙伴會分享一些校招或者社招經(jīng)驗，更重要的是，群里時不時會有「紅包」等福利，當然，群里不允許任何形式的廣告。掃描下方的二維碼，回復(fù)「加群」即可。