No 3. 變量與數(shù)據(jù)類(lèi)型

前情回顧

1. No 1. 搭建 Java 開(kāi)發(fā)環(huán)境
2. No 2. 玩轉(zhuǎn) IDEA

在之前的文章中，我們已經(jīng)介紹了如何搭建 Java 開(kāi)發(fā)環(huán)境以及如何使用 IDEA，現(xiàn)在就開(kāi)始正式學(xué)習(xí) Java 語(yǔ)言的相關(guān)語(yǔ)法吧！??

本文內(nèi)容預(yù)告如下：

1. 變量
2. 數(shù)據(jù)類(lèi)型
3. 變量作用域
4. 常量

變量

什么是變量？

所謂變量，就是用來(lái)命名一個(gè)數(shù)據(jù)的標(biāo)識(shí)符，在 Java 中，變量又可以分為兩種：

• 基本類(lèi)型的變量
• 引用類(lèi)型的變量

// 基本類(lèi)型的變量
int id = 1;
// 引用類(lèi)型的變量
String name = "村雨遙";

其中 int 是基本數(shù)據(jù)類(lèi)型，表示這是一個(gè)整型數(shù)；而 String 則是引用類(lèi)型，表示這是一個(gè)引用類(lèi)型；

id 和 name 則是標(biāo)識(shí)符，也就是我們所說(shuō)的 變量；

= 則是賦值操作符，而 1 則是基本類(lèi)型的值，村雨遙 則是引用類(lèi)型的值；

變量的特點(diǎn)

變量的最重要的一個(gè)特點(diǎn)就是可以重新賦值；

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
  // 定義int類(lèi)型變量id，并賦予初始值1
        int id = 1;
  // 打印該變量的值，觀察是否為1
        System.out.println(id);
   // 重新賦值為2
        id = 2;
        // 打印該變量的值，觀察是否為2
        System.out.println(id);
    }
}

變量命名規(guī)則

變量命名也是一門(mén)學(xué)問(wèn)，并不是我們想怎么命名就怎么命名，日常開(kāi)發(fā)中最常見(jiàn)的變量命名規(guī)則主要有如下幾條：

1. 強(qiáng)制：變量命名只能使用 字母（大小寫(xiě)均可）、數(shù)字、$、_；
2. 強(qiáng)制：變量名不能使用關(guān)鍵字（就是 Java 中內(nèi)置的一些關(guān)鍵字，如 int、for、long…）；
3. 強(qiáng)制：變量第一個(gè)字符不能使用數(shù)字，只能用字母、$、_；
4. 更多命名規(guī)則推薦參考阿里巴巴推出的《Java 開(kāi)發(fā)手冊(cè)》，下載鏈接：https://github.com/cunyu1943/amazing-books

常見(jiàn)關(guān)鍵字

這是一種事先定義好的，有特定意義的標(biāo)識(shí)符，也叫做保留字。對(duì)于 Java 編譯器有著特殊意義，用來(lái)表示一種數(shù)據(jù)類(lèi)型，或者表示程序的結(jié)構(gòu)等。此外，關(guān)鍵字不能用作變量名、方法名、類(lèi)名、包名和參數(shù)名。常見(jiàn)的關(guān)鍵字可以分為如下幾類(lèi)，具體的關(guān)鍵字如下圖所示：

• 訪問(wèn)控制類(lèi)
• 類(lèi)、方法及變量修飾符類(lèi)
• 程序控制類(lèi)
• 錯(cuò)誤處理
• 包相關(guān)
• 基本類(lèi)型
• 變量引用
• 保留字

數(shù)據(jù)類(lèi)型

基本數(shù)據(jù)類(lèi)型

Java 中，共有 8 中基本數(shù)據(jù)類(lèi)型，由 Java 語(yǔ)言預(yù)定好的，每個(gè)數(shù)據(jù)類(lèi)型都屬于關(guān)鍵字，而且每種基本變量都有其對(duì)應(yīng)的封裝類(lèi)，這 8 中基本數(shù)據(jù)類(lèi)型分別是：

• 整型（4 種）
• 浮點(diǎn)型（2 種）
• 字符型（1 種）
• 布爾型（1 種）

注意：

1. boolean 一般用 1 bit 來(lái)存儲(chǔ)，但是具體大小并未規(guī)定，JVM 在編譯期將 boolean 類(lèi)型轉(zhuǎn)換為 int，此時(shí) 1 代表 true，0 代表 false。此外，JVM 還指出 boolean 數(shù)組，但底層是通過(guò) byte 數(shù)組來(lái)實(shí)現(xiàn);
2. 使用 long 類(lèi)型時(shí)，需要在后邊加上 L，否則將其作為整型解析，可能會(huì)導(dǎo)致越界；
3. 浮點(diǎn)數(shù)如果沒(méi)有明確指定 float 還是 double，統(tǒng)一按 double 處理；
4. char 是用 單引號(hào) '' 將內(nèi)容括起來(lái)，只能存放一個(gè)字符，相當(dāng)于一個(gè)整型值（ASCII 值），能夠參加表達(dá)式運(yùn)算；而 String 是用 雙引號(hào) "" 將內(nèi)容括起來(lái)，代表的是一個(gè)地址值；
5. Java 在內(nèi)存中是采用 Unicode 表示，所以無(wú)論是一個(gè)中文字符還是英文字符，都能用 char 來(lái)表示；

那么如何個(gè)一個(gè)基本類(lèi)型變量賦值呢？

在 Java 中，基本數(shù)據(jù)類(lèi)型屬于 Java 的一種內(nèi)置的特殊數(shù)據(jù)類(lèi)型，不屬于任何類(lèi)，所以可以直接對(duì)其進(jìn)行賦值；給基本類(lèi)型的變量賦值的方式就叫做 字面值；

float score = 89.0f;
int age = 26;

引用數(shù)據(jù)類(lèi)型

常見(jiàn)引用數(shù)據(jù)類(lèi)型

而對(duì)于引用數(shù)據(jù)類(lèi)型，我們經(jīng)常是需要 new 關(guān)鍵字來(lái)進(jìn)行賦值，但是引用類(lèi)型中的 接口是不能被實(shí)例化的，我們需要對(duì)其進(jìn)行實(shí)現(xiàn)；

// 初始化一個(gè)對(duì)象
Pet dog = new Pet();
// 初始化一個(gè)數(shù)組
int[] arr = new int[10];

String

對(duì)于引用數(shù)據(jù)類(lèi)型中的 String，我們需要特別關(guān)注。

String 不同于 char，它屬于引用類(lèi)型，而 char 屬于基本數(shù)據(jù)類(lèi)型。用雙引號(hào) "" 括起來(lái)表示字符串，一個(gè)字符串能夠保存 0 個(gè)到任意個(gè)字符，它一旦創(chuàng)建就不能被改變。

而針對(duì)字符串，如果我們要打印一些特殊的字符，比如字符串本來(lái)就包含 "，那么這個(gè)時(shí)候就需要借助于轉(zhuǎn)義字符 \，最常見(jiàn)的轉(zhuǎn)義字符主要有：

那多個(gè)字符串之間或者字符串和其他類(lèi)型數(shù)據(jù)之間，該如何進(jìn)行連接呢？

Java 編譯器中，對(duì)于字符串和其他數(shù)據(jù)類(lèi)型之間，可以使用 + 進(jìn)行連接，編譯器會(huì)自動(dòng)將其他數(shù)據(jù)類(lèi)型自動(dòng)轉(zhuǎn)換為字符串，然后再進(jìn)行連接；

String 既然是不可變，那有什么優(yōu)點(diǎn)呢？

1. 用于緩存 hash 值

由于 String 的 hash 值被頻繁使用，它的不可變性使得 hash 值也不可變，此時(shí)只需要進(jìn)行一次計(jì)算；

2. 字符串常量池（String Pool）的需要

如果一個(gè) String 對(duì)象已經(jīng)被創(chuàng)建過(guò)，那么就會(huì)優(yōu)先從字符串常量池中獲取其引用，其不可變性確保了不同引用指向同一 String 對(duì)象；

3. 安全性

我們經(jīng)常用 String 作為我們方法的參數(shù)，其不變性能夠保證參數(shù)不可變；

4. 線程安全

String 的不可變性讓它天生 具備線程安全，能夠在多個(gè)線程中方便使用而不用考慮線程安全問(wèn)題。

String、StringBuilder、StringBuffer 對(duì)比，該如何選擇？

通過(guò) new String(“xxx”) 創(chuàng)建字符串的兩種情況？

使用 new 的方式創(chuàng)建字符串對(duì)象，會(huì)有兩種不同的情況：

1. String Pool 中不存在 “xxx”

此時(shí)會(huì)創(chuàng)建兩個(gè)字符串對(duì)象，“xxx” 屬于字符串字面量，因此在編譯期會(huì)在 String Pool 中創(chuàng)建一個(gè)字符串對(duì)象，用于指向該字符串的字面量 “xxx”；然后 new 會(huì)在堆中創(chuàng)建一個(gè)字符串對(duì)象；

2. String Pool 中存在 “xxx”

此時(shí)只需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)字符串對(duì)象，由于 String Pool 中已經(jīng)存在指向 “xxx” 的對(duì)象，所以直接在堆中創(chuàng)建一個(gè)字符串對(duì)象；

數(shù)據(jù)類(lèi)型轉(zhuǎn)換

對(duì)于基本數(shù)據(jù)類(lèi)型，不同類(lèi)型之間是可以相互轉(zhuǎn)換的，但是需要滿(mǎn)足一定的條件；

從小到大自動(dòng)轉(zhuǎn)，從大到小強(qiáng)制轉(zhuǎn)。

即就是，對(duì)于低精度的數(shù)據(jù)類(lèi)型，如果要轉(zhuǎn)換為高精度的數(shù)據(jù)類(lèi)型，直接將低精度的值賦給高精度的值即可；

但對(duì)于高精度的數(shù)據(jù)類(lèi)型，如果想要轉(zhuǎn)換為低精度的數(shù)據(jù)類(lèi)型，則需要采用 強(qiáng)制轉(zhuǎn)換 的手段，但此時(shí)需要承擔(dān)精度丟失的風(fēng)險(xiǎn)，就像從一個(gè)大杯子往一個(gè)小杯子里倒水，你要做好小杯子可能裝不下溢出的情況；

int a = 110;
long b = 113;
// 低精度轉(zhuǎn)高精度，由于 long 的范圍比 int 大，所以可以自動(dòng)轉(zhuǎn)
b = a;
// 高精度住哪低精度，由于 long 的范圍比 int 大，所以需要強(qiáng)制轉(zhuǎn)
a = (int)b;

隱式轉(zhuǎn)換（自動(dòng)類(lèi)型轉(zhuǎn)換）

當(dāng)滿(mǎn)足如下條件時(shí)，如果將一種類(lèi)型的數(shù)據(jù)賦值給另一種數(shù)據(jù)類(lèi)型變量時(shí)，將執(zhí)行自動(dòng)類(lèi)型轉(zhuǎn)換：

1. 兩種數(shù)據(jù)類(lèi)型彼此兼容；
2. 目標(biāo)數(shù)據(jù)類(lèi)型的取值范圍大于源數(shù)據(jù)類(lèi)型；

一般而言，隱式轉(zhuǎn)換的規(guī)則是從低級(jí)類(lèi)型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為高級(jí)類(lèi)型數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)規(guī)則如下：

• 數(shù)值類(lèi)型：byte -> short -> int -> long -> float -> double
• 字符類(lèi)型轉(zhuǎn)整型：char -> int

顯式轉(zhuǎn)換（強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換）

那既然滿(mǎn)足上述兩個(gè)條件時(shí)會(huì)發(fā)生隱式轉(zhuǎn)換，那不滿(mǎn)足同時(shí)我們又想進(jìn)行數(shù)據(jù)類(lèi)型轉(zhuǎn)換時(shí)，我們?cè)撛趺崔k呢？

這個(gè)時(shí)候就需要我們的 顯式轉(zhuǎn)換 登場(chǎng)了，其語(yǔ)法格式如下：

(type) variableName;

我們舉個(gè) ?? 來(lái)說(shuō)下：

int num = 3;
double ans = 5.0;
// 要將 double 類(lèi)型的值賦值給 int，則需要強(qiáng)制轉(zhuǎn)換
num = (int)ans;

注意： 強(qiáng)制轉(zhuǎn)換可能會(huì)導(dǎo)致精度丟失，所以一般情況下盡量能不用就不用。

常見(jiàn)數(shù)據(jù)類(lèi)型轉(zhuǎn)換方法

1. 字符串與其他類(lèi)型之間的轉(zhuǎn)換

• 其他類(lèi)型 -> 字符串

1. 調(diào)用類(lèi)的串轉(zhuǎn)換方法：X.toString()；
2. 自動(dòng)轉(zhuǎn)換："" + X；
3. 利用 String 的方法：String.valueOf(X)；

// 方法 1
String str1 = Integer.toString(int num);
String str2 = Long.toString(long num);
String str3 = Float.toString(flaot num);
String str4 = Double.toString(double num);
// 方法 2
String str = "" + num ; // num 是 int、long、float、double 類(lèi)型

// 方法 3
String str1 = String.valueOf(int num);
String str2 = String.valueOf(long num);
String str3 = String.valueOf(float num);
String str4 = String.valueOf(double num);

• 字符串 - > 其他類(lèi)型

1. 調(diào)用 parseXXX 方法，比如 parseLong、parseFloat、parseDouble...；
2. 先調(diào)用 valueOf()，方法，然后再調(diào)用 xxxValue() 方法；

// 方法 1
int num1 = Integer.parseInt(String str);
Long num2 = Long.parseLong(String str);
Float num3 = Float.parseFloat(String str);
Double num4 = Double.parseDouble(String str);

// 方法 2
int num1 = Integer.valueOf(String str).intValue();
Long num2 = Long.valueOf(String str).longValue();
Float num1 = Float.valueOf(String str).floatValue();
Double num1 = Double.valueOf(String str).doubleValue();

2. int、float、double 之間的轉(zhuǎn)換

• float -> double

float num = 1.0f;
Float num1 = new Float(num);
double num2 = num1.doubleValue();

• double -> float

double num = 100.0;
float num1 = (float)num;

• double -> int

double num = 100.0;
Double num1 = new Double(num);
int num2 = num1.intValue();

• int -> double

int num = 200;
double num1 = num;

變量作用域

我們已經(jīng)學(xué)會(huì)了如何定義變量，也知道了使用各種數(shù)據(jù)類(lèi)型來(lái)定義變量。但是還有一點(diǎn)不知道大家有沒(méi)有注意到，如果我們的定義變量在不同的位置，其作用是不是相同的呢？

這就涉及到變量的作用域，一般根據(jù)其作用域的不同，可以分為：

• 成員變量：定義在方法體和語(yǔ)句塊外，不屬于任何一個(gè)方法，能在整個(gè)類(lèi)中起作用；
• 局部變量：定義在方法或方法體中的變量，作用域是其所在的代碼塊；

成員變量

成員變量又可以分為 全局變量（又叫實(shí)例變量） 和 靜態(tài)變量（也叫類(lèi)變量），兩者的區(qū)別如下：

public class Person {
    // 成員變量，全局變量
    String name;
    // 成員變量，全局變量
    int age;

    // 成員變量，靜態(tài)變量
    public static final String wechatPublic = "公眾號(hào)：村雨遙";
    // 成員變量，靜態(tài)變量
    public static final String website = "http://cunyu1943.site";
}

局部變量

成員變量指定義在方法或方法體中的變量，作用域是其所在的代碼塊，可以分為如下三種：

• 形參

public class Main {
    // 方法中的參數(shù)
    public static void func(int num) {
        System.out.println("num = " + num);
    }

    public static void main(String[] args) {
        func(3);
    }
}

• 方法內(nèi)定義

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int num = 10;
        if (num > 5) {
            // 聲明一個(gè) int 類(lèi)型的局部變量
            int tmp = 5;
            System.out.println("tmp = " + tmp);
            System.out.println("num = " + num);
        }
        System.out.println("num = " + num);
    }
}

• 代碼塊定義

public class Main {
    public static void func() {
        try {
            System.out.println("Hello!Exception!");
        } catch (Exception e) { // 異常處理塊，參數(shù)為 Exception 類(lèi)型
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        func();
    }
}

常量

簡(jiǎn)介

既然有變量，那就有與之相對(duì)的常量（也就是值是固定的，不能再變）。

常量又叫做字面常量，是通過(guò)數(shù)據(jù)直接來(lái)表示的，在程序運(yùn)行過(guò)程中不能發(fā)生改變。通常我們把 Java 中用 final 關(guān)鍵字所修飾的成員變量叫做常量，它的值一旦給定就無(wú)法再進(jìn)行改變！

分類(lèi)

Java 中使用 final 關(guān)鍵字來(lái)聲明常量，其語(yǔ)法格式如下：

final 數(shù)據(jù)類(lèi)型 常量名 = 常量初始值;

public class Main{
    public static void main(String[] args){
        // 聲明一個(gè)常量并賦值
        final int num = 1024;

        // 再次賦值，將導(dǎo)致編譯錯(cuò)誤
        num = 1943;

        // 聲明一個(gè)常量但不賦值
        final int id;
        // 因?yàn)槁暶鲿r(shí)未賦值，所以可以進(jìn)程初次賦值
        id = 1;
        // 常量已經(jīng)賦值過(guò)了，再次賦值將導(dǎo)致編譯錯(cuò)誤
        id = 2;
    }
}

常量可以分為如下 3 種類(lèi)型：

• 靜態(tài)常量：final 之前用 public staic 修飾，表示該常量的作用域是全局的，我們不用創(chuàng)建對(duì)象就能夠訪問(wèn)它。
• 成員常量：類(lèi)似于成員變量，但是最大的不同在于它不能被修改。
• 局部常量：作用類(lèi)似于局部變量，不同之處也在于不能修改。

public class Main{
    // 靜態(tài)變量
    public static final dobule PI = 3.14;

    // 成員常量
    final int num = 1024;

    public static void main(String[] args){
        // 局部變量
        final long count = 1000;
    }
}

PS：final 修飾變量后，該變量則變?yōu)槌Ａ?。?final 也還可以用來(lái)修飾類(lèi)和方法，修飾方法時(shí)，表示這個(gè)方法不能被重寫(xiě)（但可以重載）；修飾類(lèi)時(shí)，則表明該類(lèi)無(wú)法被繼承。這些東西這時(shí)候你可能會(huì)覺(jué)得很陌生，不過(guò)等我們后續(xù)學(xué)習(xí)了面向?qū)ο笾?，你就?huì)發(fā)現(xiàn)其實(shí)很簡(jiǎn)單。

總結(jié)

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