Java基础（2）数据类型与变量

上一篇我们学习了Java语言特性与main方法的创建等内容接下来将在本篇中和大家一起简单了解Java中的关键字并学习数据类型与变量。Java中的关键字上一篇文章我们学习了什么是标识符。在 IDEA 中编写 Java 代码时像 public、class、static 这类词会以特殊颜色高亮显示这些具有特殊含义的标识符就被称为关键字。关键字是 Java 语言预先定义好的所有关键字都由小写字母组成在程序中具有固定的含义和用途因此用户在自定义变量名、方法名、类名或包名等标识符时不能使用关键字。部分常用关键字1. 用于定义访问权限修饰符的关键字public— 公开访问权限任何类都可以访问。是最宽松的修饰符常用于需要对外暴露的 API 方法。protected— 受保护访问权限同包内的类以及不同包中的子类可以访问。适合希望在继承体系中共享的成员。default无修饰符— 默认访问权限只能被同包内的类访问。当不写任何访问修饰符时默认生效。private— 私有访问权限只能在本类内部访问。是实现封装性的关键保护数据不被外部直接修改。2. 用于定义类、函数、变量修饰符的关键字abstract— 声明抽象类或抽象方法。抽象方法没有方法体需要子类去具体实现。final— 声明最终类不能被继承、最终方法不能被重写或常量值不可修改。static— 声明静态成员属于类本身而不是某个实例。可以通过类名直接调用无需创建对象。synchronized— 声明同步方法或同步代码块用于控制多线程并发访问保证线程安全。3. 用于定义类与类之间关系的关键字extends— 表示继承关系一个类可以继承另一个类单继承从而获得父类的属性和方法。implements— 表示实现接口一个类可以实现多个接口从而获得接口中定义的行为规范。4. 用于定义建立实例、引用实例、判断实例的关键字new— 用于创建对象实例在堆内存中分配空间并调用构造方法初始化对象。this— 表示当前对象的引用可以用来区分成员变量和局部变量也可以在构造方法中调用其他构造方法。super— 表示父类对象的引用可以用来调用父类的构造方法或访问父类中被重写的方法。instanceof— 用于判断一个对象是否为某个类或接口的实例返回布尔值常用于类型检查。5. 用于异常处理的关键字try— 包裹可能抛出异常的代码块配合 catch 或 finally 使用。catch— 捕获 try 块中抛出的异常并定义处理逻辑。finally— 无论是否发生异常都会执行的代码块常用于释放资源如关闭文件流、数据库连接等。throw— 用于手动抛出一个异常对象可以在方法内部使用。throws— 用于方法声明上表示该方法可能抛出的异常类型提醒调用者进行处理。6. 用于包的关键字package— 声明当前类所属的包用于组织和管理类文件避免类名冲突。import— 导入其他包中的类或接口使得在当前文件中可以直接使用而不需要写完整包路径。数据类型Java 的数据类型分为两大类基本数据类型和引用数据类型。基本数据类型8 种byte1 字节取值范围 -128 ~ 127。short2 字节取值范围 -32768 ~ 32767。int4 字节取值范围约 -21 亿 ~ 21 亿是最常用的整数类型。long8 字节用于表示更大的整数赋值时需要在数字后加 L如100L。float4 字节单精度浮点数赋值时需要在数字后加 F如3.14F。double8 字节双精度浮点数是默认的浮点类型。char2 字节采用 Unicode 编码可以表示一个字符包括中文。boolean只有true和false两个值用于逻辑判断。也可分为四类整型、浮点型、字符型以及布尔型。注意整型和浮点型都是带有符号的整型默认为int浮点型默认为double引用数据类型包括类class、接口interface、数组array、字符串String等。引用类型的变量存储的是对象在内存中的地址而不是对象本身。Java与C语言的数据类型的比较在学习Java之前大家可能也学习过C语言那么C语言中的数据类型和Java中有什么区别呢我们先回顾一下C语言的数据类型C 语言的数据类型可以分为基本类型和派生类型。基本类型char通常 1 字节用于存储单个字符ASCII 编码。int通常 4 字节但具体大小依赖于编译器和平台16 位系统上可能为 2 字节。float4 字节单精度浮点数。double8 字节双精度浮点数。void表示无类型常用于函数返回值或通用指针void*。此外C 语言还提供了修饰符short、long、signed、unsigned来调整整数类型的大小和符号属性例如unsigned int、long long等。派生类型包括数组array、指针pointer、结构体struct、共用体union、枚举enum等。Java 与 C 语言数据类型的主要区别类型大小是否固定Java 中所有基本数据类型的大小是固定的与平台无关保证了跨平台的一致性而 C 语言中部分类型如 int、long的大小依赖于编译器和操作系统可能存在平台差异。有无 boolean 类型Java 有专门的boolean类型只能取 true 或 false不能用 0 或非 0 代替C 语言直到 C99 才引入_Bool类型传统上使用整数 0 表示假、非 0 表示真。char 类型的差异Java 的char固定占 2 字节采用 Unicode 编码可以表示中文等字符C 语言的char通常占 1 字节采用 ASCII 编码主要表示英文字符。有无指针C 语言有指针类型可以直接操作内存地址灵活但容易出错Java 没有指针的概念用引用类型代替。struct 与类的区别C 语言用struct结构体来组织多个数据字段但它只能包含数据不能包含方法Java 用类class来封装数据和行为面向对象特性更强。有无无符号类型C 语言支持unsigned修饰符来表示无符号整数只能取非负值Java 中所有整数类型都是有符号的没有无符号类型。变量在我们学习变量之前先简单了解一下什么是常量常量常量就是在程序运行期间固定不变的量public class Test{ public static void main(String[] args){ System.out.println(hello); System.out.println(a); System.out.println(10); System.out.println(3.14); System.out.println(true); } }上述代码中“hello”、‘a’、10、3.14、true都是常量称为字面常量。字面常量字面常量也称字面量是指在程序中直接写出的固定值它们在编译时就已经确定并且在整个程序运行期间都不会改变。字面常量的分类根据数据类型的不同Java 中的字面常量可以分为以下几类整数字面量没有小数部分的数值常量如10、-20、0。默认为int类型如果在数字后加L或小写l则表示long类型如100L。浮点数字面量带有小数点的数值常量如3.14、-0.5。默认为double类型如果在数字后加F或f则表示float类型如3.14F。字符字面量用单引号括起来的单个字符如a、中、1。字符串字面量用双引号括起来的字符序列如hello、你好。字符串在 Java 中属于引用类型不是基本类型其底层是一个String对象。布尔字面量只有true和false两个值用于表示逻辑上的真和假。需要区分的是a是字符字面量而a是字符串字面量两者类型不同在内存中的存储方式也不一样。变量什么是变量变量是程序中最基本的存储单元其值在程序运行期间可以改变比如人的身高、年龄等。而数据类型就是用来定义不同种类变量的。在 Java 中使用变量前需要先声明定义变量类型和名称然后赋值给变量一个具体的值。变量的声明与赋值声明变量的基本语法数据类型 变量名 初始值;例如int age; // 声明一个整型变量 age double d; // 声明一个双精度浮点型变量 d String name; // 声明一个字符串变量 name声明的同时可以赋值初始化int age 25; // 声明并初始化 double d 8000.50; // 声明并初始化 String name 张三; // 声明并初始化也可以先声明后赋值int score; score 95; // 后续赋值变量的作用存储数据保存程序运行过程中需要使用的数据。数据共享同一个变量可以在程序的不同位置被访问和修改。提高可读性通过有意义的变量名让代码更容易理解。便于维护当需要修改某个值时只需修改变量的值而不需要修改所有使用该值的地方。变量与常量的区别与前面学习的常量程序运行期间固定不变的值不同变量的值可以在程序运行过程中被改变int count 10; // 初始值为 10 count 20; // 可以修改为 20 count count 5; // 可以参与运算并重新赋值而常量一旦赋值就不能再改变final int MAX_VALUE 100; // 使用 final 关键字定义常量 // MAX_VALUE 200; // 错误常量不能重新赋值整型变量Java 中的整型变量用于存储整数根据存储空间和取值范围的不同分为四种字节型byte、短整型short、整型int和长整型long。它们都是基本数据类型且都是有符号的可表示正负。1. 字节型变量byte内存占用1 字节8 位取值范围-128 ~ 127特点占用空间最小常用于处理二进制数据如文件、网络流或节省内存的大数组。包装类型byte的包装类型为Byte//byte型变量所能表示的范围 System.out.println(Byte.MIN_VALUE);//最小值 System.out.println(Byte.MAX_VALUE);//最大值2. 短整型变量short内存占用2 字节16 位取值范围-32768 ~ 32767特点比 int 省空间但使用频率较低。包装类型short的包装类型为Short//short型变量所能表示的范围 System.out.println(Short.MIN_VALUE);//最小值 System.out.println(Short.MAX_VALUE);//最大值3. 整型变量int内存占用4 字节32 位取值范围约 -21 亿 ~ 21 亿-2^31 ~ 2^31-1特点最常用的整数类型。Java 中整数字面量如 10、-5默认就是 int 类型。包装类型int的包装类型为Integer//int型变量所能表示的范围 System.out.println(Integer.MIN_VALUE);//最小值 System.out.println(Integer.MAX_VALUE);//最大值4. 长整型变量long内存占用8 字节64 位取值范围约 -9.22×1018 ~ 9.22×1018-2^63 ~ 2^63-1特点用于表示非常大的整数。定义 long 类型字面量时需要在数字后加L或l建议大写 L避免与数字 1 混淆。包装类型long的包装类型为Long//long型变量所能表示的范围 System.out.println(Long.MIN_VALUE);//最小值 System.out.println(Long.MAX_VALUE);//最大值浮点型变量浮点型变量用于存储带有小数部分的数值。Java中有两种精度的浮点类型单精度浮点型float和双精度浮点型double。它们都遵循 IEEE 754 标准。1. 单精度浮点型float内存占用4 字节32 位取值范围约 ±3.4×1038有效位数约 6-7 位十进制数字特点精度较低但占用空间小。在给float类型变量赋值时需要在数字后加F或f如3.14F否则编译器会将其视为double类型而报错。包装类型float的包装类型为Float// float型变量的声明与赋值 float f1 3.14F; // 正确使用F后缀 float f2 2.718f; // 正确使用f后缀 // float f3 3.14; // 错误默认浮点字面量是double类型需要强制类型转换或使用F后缀 // float型变量所能表示的范围 System.out.println(Float.MIN_VALUE); // 最小正非零值 System.out.println(Float.MAX_VALUE); // 最大值 System.out.println(Float.MIN_NORMAL); // 最小正规格化值2. 双精度浮点型double内存占用8 字节64 位取值范围约 ±1.8×10308有效位数约 15-16 位十进制数字特点默认的浮点类型精度更高是 Java 中最常用的浮点类型。浮点数字面量如3.14、2.71828默认就是double类型。包装类型double的包装类型为Double// double型变量的声明与赋值 double d1 3.141592653589793; // 正确默认就是double double d2 2.71828D; // 正确也可以使用D后缀可选 double d3 1.0e-10; // 科学计数法表示 // double型变量所能表示的范围 System.out.println(Double.MIN_VALUE); // 最小正非零值 System.out.println(Double.MAX_VALUE); // 最大值 System.out.println(Double.MIN_NORMAL); // 最小正规格化值注意事项浮点型运算可能存在精度损失不适合用于需要精确计算的场景。比较两个浮点数是否相等时不要直接使用而应判断它们的差值是否小于一个很小的阈值。布尔型变量布尔型变量用于存储逻辑值只有两个可能的取值true真和false假。它主要用于条件判断和逻辑运算。内存占用没有明确指定JVM 实现相关通常为 1 位到 1 字节取值范围true或false特点不能与整数类型如int相互转换。是控制流语句如if、while、for的条件表达式的基础。支持逻辑运算符逻辑与、||逻辑或、!逻辑非。包装类型boolean的包装类型为Boolean// boolean型变量的声明与赋值 boolean isReady true; boolean isFinished false; boolean result (10 5); // 关系运算的结果是boolean类型 // 用于条件判断 if (isReady) { } else { } // 逻辑运算 boolean a true; boolean b false; System.out.println(a b); // 输出: false (逻辑与) System.out.println(a || b); // 输出: true (逻辑或) System.out.println(!a); // 输出: false (逻辑非)注意事项在 Java 中boolean类型不能参与算术运算也不能强制转换为其他基本数据类型。关系运算符、、、!等的结果总是boolean类型。Java的boolean类型不存在1表示true0表示false这样的用法。字符型变量字符型变量用于存储单个字符。Java 使用char类型它采用Unicode编码可以表示世界上大多数语言的字符。内存占用2 字节16 位取值范围0 ~ 65535即 Unicode 码点范围 0x0000 ~ 0xFFFF特点使用单引号 表示字符字面量如A、中、1。可以表示转义字符如\n换行、\t制表符、\\反斜杠。可以直接用 Unicode 转义序列表示。可以进行算术运算因为char本质上是一个无符号整数。包装类型char的包装类型为Character// char型变量的声明与赋值 char c1 A; // 英文字母 char c2 中; // 中文字符 char c3 \n; // 转义字符换行 char c4 \u0041; // Unicode转义序列也表示A // char型变量可以进行算术运算 char letter A; System.out.println(letter); // 输出: A System.out.println(letter 1); // 输出: 66 (字符A的Unicode码点65 1) System.out.println((char)(letter 1)); // 输出: B // 常用Character类方法 System.out.println(Character.isDigit(5)); // true判断是否为数字 System.out.println(Character.isLetter(A)); // true判断是否为字母 System.out.println(Character.toUpperCase(a)); // 输出: A注意字符字面量必须用单引号括起来且只能包含一个字符转义字符算一个字符。字符串字面量如Hello是String类型属于引用类型不是char类型。计算机中的字符本质上是⼀个整数。在 C 语⾔中使⽤ ASCII 表⽰字符, ⽽ Java 中使⽤ Unicode 表⽰字符。类型转换Java 是一门强类型编程语言这意味着在编译阶段会对数据类型进行严格的检查。当参与运算的数据类型不一致时就会发生类型转换。Java中的类型转换主要分为两类自动类型转换隐式转换和强制类型转换显式转换。1. 自动类型转换隐式转换自动类型转换就是代码不需要经过任何处理在代码编译时编译器会自动进行处理。当数据范围⼩的转为数据范围⼤的时会⾃动进⾏。这种转换也称为“向上转型”或“宽化转换”。自动转换的方向从小到大byte → short → int → long → float → double ↑ char示例int a 100; long b 10L; b a;// 自动转换int类型 → long类型 (范围扩大) System.out.println(b); // 输出: 100 float f 3.14F; double d 4.31; d f;// 自动转换float类型 → double类型 (精度提高) System.out.println(d); // 输出: 3.140000104904175 (注意浮点精度) char c A; int i 0; i c; // 自动转换char类型 → int类型 (字符的Unicode码点) System.out.println(i); // 输出: 652. 强制类型转换显式转换强制类型转换就是代码需要经过一定的格式处理不能自动完成类型转换。当数据范围大的转为数据范围小的时需要强制类型转换。这种转换也称为“向下转型”或“窄化转换”可能会导致数据丢失或精度降低。示例int a 10; long b 100L; a (int)b;// 强制类型转换long类型 → int类型 (范围缩小) System.out.println(a); // 输出: 100 float f 3.14F; double d 4.31; f (float)d;// 强制类型转换double类型 → float类型 (精度降低) System.out.println(f); byte i 123; byte j (byte)456;//456默认为int类型超出了byte的范围如果不进行强制类型转换就会报错注意boolean类型不能与其他任何基本数据类型进行转换。不同数字类型的变量之间赋值, 表⽰范围更⼩的类型能自动转换成范围较⼤的类型。将范围⼤的类型赋值给范围⼩的, 需要强制类型转换, 但可能导致精度丢失。强制类型转换不一定能成功给一个变量赋一个字面常量时Java编译器会进行类型兼容性检查对于整数字面量如果值在目标类型如byte、short、char的取值范围内编译器会自动进行隐式转换如果超出范围则编译报错需要进行强制类型转换。3. 自动类型提升在表达式中不同类型的数据之间相互运算时数据类型小的会被提升为数据类型大的。比如如果操作数的类型小于int如byte、short、char它们会先被自动提升为int类型然后再参与运算。byte b1 10; byte b2 20; // byte c b1 b2; // 编译错误b1 b2 的结果是 int 类型 int c b1 b2; // 正确 byte b (byte)(b1 b2);//正确 System.out.println(c); // 输出: 30 short s 100; char c A; // Unicode 65 int sum s c; // s 和 c 都提升为 int 后相加 System.out.println(sum); // 输出: 1654. 字符串与基本数据类型的转换在Java中使用String类来定义字符串类型。例如public static void main(String[] args){ String s hello; System.out.println(s); }基本类型转字符串使用String.valueOf()或 。int num 123; String str1 String.valueOf(num); // 推荐 String str2 num ; // 简洁但会产生临时字符串 System.out.println(str1); // 123字符串转基本类型使用包装类的parseXxx()方法。String str 456; int i Integer.parseInt(str); double d Double.parseDouble(3.14); boolean b Boolean.parseBoolean(true);感谢阅读下一篇文章我们将继续学习Java中的基础知识希望这篇文章对你有帮助