(三)Java数据类型与进制详解
一、Java数据类型概述
Java是一种强类型语言,这意味着每个变量和表达式在编译时都必须有明确的类型。Java的数据类型系统是其核心基础之一,它决定了如何存储数据、能存储什么样的数据以及能对数据执行哪些操作。
1.1 为什么需要数据类型
数据类型在编程语言中扮演着至关重要的角色,主要原因包括:
-
内存分配:不同类型的数据需要不同大小的内存空间。例如,一个整数和一个浮点数在内存中的表示方式完全不同。
-
操作定义:数据类型决定了可以对数据执行哪些操作。例如,数字可以进行算术运算,而字符串可以进行连接操作。
-
错误预防:类型系统可以在编译时捕获许多错误,防止不合理的操作(如将字符串与数字相加)。
-
性能优化:使用适当的数据类型可以提高程序效率,例如使用整型而非浮点型进行整数运算。
1.2 Java数据类型分类
Java数据类型可以分为两大类:基本数据类型(Primitive Types)和引用数据类型(Reference Types)。
Java数据类型 ├── 基本数据类型(8种) │ ├── 数值型 │ │ ├── 整数类型(byte, short, int, long) │ │ └── 浮点类型(float, double) │ ├── 字符型(char) │ └── 布尔型(boolean) └── 引用数据类型├── 类(class)├── 接口(interface)└── 数组
基本数据类型是Java语言内置的、最简单的数据类型,它们不是对象,直接存储在栈内存中。而引用数据类型则指向对象的引用(类似于指针),实际对象存储在堆内存中。
二、Java基本数据类型详解
Java有8种基本数据类型,它们的大小和取值范围都是固定的,不随硬件平台的变化而变化,这保证了Java程序的可移植性。
2.1 整数类型
整数类型用于存储整数值,Java提供了四种不同大小的整数类型:
类型 | 大小 | 取值范围 | 默认值 | 示例 |
---|---|---|---|---|
byte | 8位 | -128 ~ 127 | 0 | byte b = 100; |
short | 16位 | -32,768 ~ 32,767 | 0 | short s = 1000; |
int | 32位 | -2,147,483,648 ~ 2,147,483,647 | 0 | int i = 100000; |
long | 64位 | -9,223,372,036,854,775,808 ~ 9,223,372,036,854,775,807 | 0L | long l = 100000L; |
使用建议:
-
一般情况下使用int类型,它最常用且处理速度通常最快
-
只有在内存非常紧张时(如大型数组)才考虑使用byte或short
-
需要处理非常大的整数时使用long类型
注意事项:
-
直接写的整数常量默认为int类型。如果要表示long类型,需要在数字后加L或l(推荐大写L,因为小写l容易与数字1混淆)。
java
long bigNumber = 2147483648L; // 必须加L,因为2147483648超过了int范围
-
整数除法会截断小数部分:
java
int a = 5 / 2; // 结果是2,不是2.5
-
整数溢出不会报错,但会导致结果不正确:
java
int max = Integer.MAX_VALUE; // 2147483647 int overflow = max + 1; // -2147483648(溢出)
2.2 浮点类型
浮点类型用于表示有小数部分的数值,Java有两种浮点类型:
类型 | 大小 | 取值范围 | 默认值 | 示例 |
---|---|---|---|---|
float | 32位 | 约±3.40282347E+38F | 0.0f | float f = 3.14f; |
double | 64位 | 约±1.79769313486231570E+308 | 0.0d | double d = 3.14159; |
使用建议:
-
默认情况下使用double类型,它的精度是float的两倍
-
只有在内存非常紧张且不需要高精度时才考虑使用float
-
金融计算等需要精确计算的场景应使用BigDecimal而非浮点类型
注意事项:
-
直接写的小数常量默认为double类型。如果要表示float类型,需要在数字后加F或f。
java
float pi = 3.14f; // 必须加f
-
浮点数比较不能直接使用==,因为存在精度问题:
java
double a = 0.1 + 0.2; double b = 0.3; System.out.println(a == b); // 输出false,因为0.1+0.2实际上等于0.30000000000000004
正确的比较方式是比较它们的差值是否小于一个很小的数:
java
double epsilon = 0.000001; System.out.println(Math.abs(a - b) < epsilon); // 输出true
-
浮点数有特殊的无穷大和NaN(Not a Number)值:
java
double infinity = 1.0 / 0.0; // Infinity double nan = 0.0 / 0.0; // NaN
2.3 字符类型
char类型用于表示单个字符:
类型 | 大小 | 取值范围 | 默认值 | 示例 |
---|---|---|---|---|
char | 16位 | '\u0000' ~ '\uffff' | '\u0000' | char c = 'A'; |
特点:
-
Java使用Unicode编码,char类型占2个字节(16位),可以表示大多数语言的字符
-
字符常量用单引号括起来
-
可以使用Unicode转义序列表示字符:
java
char omega = '\u03A9'; // 希腊字母Ω
-
char类型可以当作无符号整数使用(0~65535):
java
char c = 65; // 等同于'A'
常见操作:
java
char c1 = 'A';
char c2 = '中'; // 中文字符
char c3 = '\n'; // 转义字符(换行)// 字符与数字转换
int code = 'A'; // 65
char c = (char)66; // 'B'// 大小写转换
char lower = Character.toLowerCase('A'); // 'a'
char upper = Character.toUpperCase('a'); // 'A'
2.4 布尔类型
boolean类型表示逻辑值,只有两个可能的值:
类型 | 大小 | 取值范围 | 默认值 | 示例 |
---|---|---|---|---|
boolean | 未明确定义 | true/false | false | boolean flag = true; |
特点:
-
Java中的boolean类型不能与其他基本类型相互转换
-
不能像C语言那样用0表示false,非0表示true
-
大小没有明确定义,不同JVM实现可能不同
常见用法:
java
boolean isJavaFun = true;
boolean isFishTasty = false;if (isJavaFun) {System.out.println("Java很有趣!");
}// 布尔运算
boolean result = (5 > 3) && (2 < 4); // true
三、Java引用数据类型
与基本数据类型不同,引用数据类型不直接存储数据本身,而是存储对数据的引用(可以理解为内存地址)。所有引用类型的默认值都是null。
3.1 类(Class)类型
类是最常见的引用类型,例如String类:
java
String str = "Hello World"; // str是引用类型变量
3.2 接口(Interface)类型
接口也是一种引用类型:
java
List<String> list = new ArrayList<>(); // List是接口类型
3.3 数组类型
数组是特殊的引用类型,可以存储固定大小的同类型元素:
java
int[] numbers = new int[5]; // 整型数组
String[] names = {"Alice", "Bob", "Charlie"}; // 字符串数组
3.4 基本类型与引用类型的区别
比较项 | 基本类型 | 引用类型 |
---|---|---|
存储内容 | 实际值 | 对象的引用(地址) |
内存位置 | 栈内存 | 引用在栈,对象在堆 |
默认值 | 各类型不同(如int为0) | null |
大小 | 固定(如int总是32位) | 取决于具体对象 |
参数传递 | 按值传递(拷贝值) | 按引用传递(拷贝引用) |
比较 | 使用==比较值 | 使用==比较引用,equals比较内容 |
效率 | 更高 | 较低 |
示例说明:
java
// 基本类型
int a = 10;
int b = a; // b得到a的值的拷贝
b = 20; // 修改b不影响a
System.out.println(a); // 输出10// 引用类型
int[] arr1 = {1, 2, 3};
int[] arr2 = arr1; // arr2和arr1引用同一个数组
arr2[0] = 100; // 通过arr2修改会影响arr1
System.out.println(arr1[0]); // 输出100
四、类型转换
Java中的类型转换分为自动类型转换(隐式转换)和强制类型转换(显式转换)。
4.1 自动类型转换
当满足以下条件时,Java会自动进行类型转换:
-
两种类型兼容(如都是数值类型)
-
目标类型范围大于源类型
转换规则(从左到右可以自动转换):
byte → short → int → long → float → doublechar → int → ...
示例:
java
int i = 100;
long l = i; // 自动将int转换为long
float f = l; // 自动将long转换为float
double d = f; // 自动将float转换为doublechar c = 'A';
int code = c; // 自动将char转换为int(输出65)
4.2 强制类型转换
当需要将大范围类型转换为小范围类型时,需要使用强制类型转换,语法是在值前面加上目标类型的小括号。
示例:
java
double d = 3.14159;
int i = (int)d; // i的值为3(小数部分被截断)long l = 1234567890123L;
int j = (int)l; // 可能丢失精度,因为long范围比int大byte b = (byte)200; // 200超过byte范围,结果为-56(溢出)
注意事项:
-
强制转换可能导致精度丢失或数据溢出
-
布尔类型不能与其他任何类型相互转换
-
引用类型之间的转换涉及继承关系,将在面向对象章节讨论
4.3 表达式中的自动类型提升
在表达式中,Java会自动将较小的类型提升为较大的类型:
-
byte、short和char在运算时自动提升为int
-
整个表达式最终会提升为表达式中最高级的类型
示例:
java
byte a = 10;
byte b = 20;
// byte c = a + b; // 错误!a+b的结果是int类型
byte c = (byte)(a + b); // 正确,需要强制转换int i = 5;
double d = 3.5;
double result = i + d; // i自动提升为double
五、进制与数值表示
5.1 不同进制的表示方法
Java支持多种进制表示整数:
-
十进制:默认表示法,如
int a = 100;
-
二进制:以
0b
或0B
开头,如int b = 0b1100100;
(Java 7+) -
八进制:以
0
开头,如int c = 0144;
(不推荐使用,容易混淆) -
十六进制:以
0x
或0X
开头,如int d = 0x64;
示例:
java
System.out.println(100); // 十进制:100
System.out.println(0b1100100); // 二进制:100
System.out.println(0144); // 八进制:100
System.out.println(0x64); // 十六进制:100
5.2 进制转换方法
Java提供了多种方法进行进制转换:
-
十进制转其他进制:
java
int num = 100; System.out.println(Integer.toBinaryString(num)); // 1100100 System.out.println(Integer.toOctalString(num)); // 144 System.out.println(Integer.toHexString(num)); // 64
-
其他进制转十进制:
java
System.out.println(Integer.parseInt("1100100", 2)); // 100 System.out.println(Integer.parseInt("144", 8)); // 100 System.out.println(Integer.parseInt("64", 16)); // 100
5.3 数值字面量增强(Java 7+)
Java 7引入了数值字面量的增强特性:
-
二进制字面量:
java
int binary = 0b1010_1011_1100_1101; // 使用下划线分组
-
数字分组:可以使用下划线(_)对长数字进行分组,提高可读性
java
long creditCardNumber = 1234_5678_9012_3456L; double pi = 3.1415_9265; int bytes = 0b11010010_01101001_10010100_10010010;
注意事项:
-
下划线只能放在数字之间,不能放在开头或结尾
-
不能放在小数点旁边或进制标识符旁边
-
浮点数的指数部分不能使用下划线
六、特殊数值处理
6.1 浮点数的特殊值
浮点数有三个特殊值:
-
正无穷大:
Double.POSITIVE_INFINITY
java
double inf = 1.0 / 0.0; // 或者 Double.POSITIVE_INFINITY
-
负无穷大:
Double.NEGATIVE_INFINITY
java
double negInf = -1.0 / 0.0; // 或者 Double.NEGATIVE_INFINITY
-
NaN(Not a Number):
Double.NaN
java
double nan = 0.0 / 0.0; // 或者 Double.NaN
判断方法:
java
Double.isInfinite(inf); // true
Double.isNaN(nan); // true
6.2 数值溢出处理
整数运算可能会溢出而不报错,需要开发者自行处理:
java
// 方法1:使用更大的类型
int a = Integer.MAX_VALUE;
long result = (long)a + 1; // 正确:2147483648// 方法2:使用Math的精确方法
int b = Math.addExact(a, 1); // 抛出ArithmeticException// 方法3:手动检查
if (a > Integer.MAX_VALUE - 1) {throw new ArithmeticException("Overflow!");
}
6.3 精确计算问题
浮点数不适合用于精确计算(如金融计算),应该使用BigDecimal:
java
// 错误的浮点计算
System.out.println(0.1 + 0.2); // 0.30000000000000004// 正确的精确计算
BigDecimal d1 = new BigDecimal("0.1");
BigDecimal d2 = new BigDecimal("0.2");
System.out.println(d1.add(d2)); // 0.3
七、数据类型的最佳实践
7.1 类型选择建议
-
整数类型:
-
默认使用int,除非有特殊需求
-
处理文件或网络数据时使用byte
-
需要大整数时使用long
-
-
浮点类型:
-
默认使用double
-
只有在对内存极度敏感时才考虑float
-
-
布尔类型:
-
不要用0/1代替true/false
-
命名应清晰表达含义,如isValid、hasNext等
-
-
字符类型:
-
处理文本时使用char或String
-
注意Unicode字符可能占用两个char位置(代理对)
-
7.2 性能考虑
-
基本类型比对应的包装类(如Integer)更高效
-
在集合中必须使用包装类(如List<Integer>)
-
自动装箱/拆箱会带来性能开销,在循环中应避免
7.3 代码可读性
-
使用有意义的变量名
java
// 不好 int a = 100;// 好 int studentCount = 100; 对于大数字使用下划线分组javalong creditCardNumber = 1234_5678_9012_3456L; 避免魔法数字,使用常量java// 不好 if (status == 1) {...}// 好 final int STATUS_ACTIVE = 1; if (status == STATUS_ACTIVE) {...}
八、Java数据类型常见面试题
-
Java中基本数据类型有哪些?它们的大小和默认值是什么?
-
如上文所述,8种基本数据类型及其特性
-
-
int和Integer有什么区别?
-
int是基本类型,Integer是包装类
-
int不能为null,Integer可以为null
-
Integer提供了更多操作方法(如parseInt)
-
Java 5+支持自动装箱/拆箱
-
-
float f = 3.4;是否正确?
-
不正确,3.4是double类型,需要强制转换或使用float后缀
-
应改为
float f = 3.4f;
-
-
char型变量能不能存储一个中文汉字?为什么?
-
可以,Java使用Unicode编码,char占2字节,可以存储大多数中文汉字
-
但某些特殊汉字(如𠀀,编码U+20000)需要使用两个char表示(代理对)
-
-
如何将字符串转换为基本数据类型?
java
int i = Integer.parseInt("123"); double d = Double.parseDouble("3.14"); boolean b = Boolean.parseBoolean("true");
-
Math.round(11.5)和Math.round(-11.5)等于多少?
-
Math.round(11.5) = 12(四舍五入)
-
Math.round(-11.5) = -11(向正无穷方向舍入)
-
-
以下代码输出什么?为什么?
java
Integer a = 100, b = 100; System.out.println(a == b); // trueInteger c = 200, d = 200; System.out.println(c == d); // false
-
Java对-128~127的Integer对象进行了缓存,所以a和b指向同一个对象
-
超出这个范围则会创建新对象
-
九、总结
Java的数据类型系统是其编程基础的核心部分。理解并正确使用各种数据类型对于编写正确、高效的Java程序至关重要。关键要点包括:
-
Java有8种基本数据类型和引用数据类型
-
不同类型有不同的内存占用和取值范围
-
注意自动类型转换和强制类型转换的规则
-
浮点数有精度问题,金融计算应使用BigDecimal
-
Java支持多种进制表示,可使用下划线提高可读性
-
根据场景选择合适的数据类型,平衡性能和精度需求
掌握这些基础知识将为学习Java更高级的特性打下坚实基础。在实际编程中,应根据具体需求选择最合适的数据类型,并注意边界条件和特殊值的处理。
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K8S - 金丝雀发布实战 - Argo Rollouts 流量控制解析
一、金丝雀发布概述 1.1 什么是金丝雀发布? 金丝雀发布(Canary Release)是一种渐进式部署策略,通过逐步将生产流量从旧版本迁移至新版本,结合实时指标验证,在最小化风险的前提下完成版本迭代。其核心逻辑…...
手持小风扇方案解说---【其利天下技术】
春去夏来,酷暑时节,小风扇成为外出必备的解暑工具,近年来,随着无刷电机的成本急剧下降,小风扇也逐步从有刷变无刷化了。 数量最大的如一箱无刷马达,其次三相低压无刷电机也大量被一些中高端风扇大量采用。…...
Qt开发:枚举的介绍和使用
文章目录 一、概述二、Qt 中定义和使用枚举2.1 普通枚举的定义方式2.2 使用枚举 三、配合 Qt 元对象系统使用枚举3.1 使用 Q_ENUM(Qt 5.5 及以上)3.2 示例:枚举值转字符串3.4 示例:字符串转枚举值 四、枚举与字符串相互转换五、枚…...
HarmonyOS运动开发:如何集成百度地图SDK、运动跟随与运动公里数记录
前言 在开发运动类应用时,集成地图功能以及实时记录运动轨迹和公里数是核心需求之一。本文将详细介绍如何在 HarmonyOS 应用中集成百度地图 SDK,实现运动跟随以及运动公里数的记录。 一、集成百度地图 SDK 1.引入依赖 首先,需要在项目的文…...
“胖都来”商标申请可以通过注册不!
近日“胖都来”被网友认为是蹭“胖东来”品牌流量在互联网上引起争议,看到许多自媒体说浙江这家公司已拿到“胖都来”的注册商标,普推知产商标老杨经检索后发现是没有的,只是申请受理。 对于商城类主要类别是在35类广告销售,核心是…...
【Django】中间件
Django 中间件是 Django 框架里一个轻量级、可插拔的组件,它能在全局范围内对 Django 的请求和响应进行处理。中间件处于 Django 的请求处理流程之中,在请求抵达视图函数之前以及视图函数返回响应之后执行特定操作。以下是关于 Django 中间件的详细介绍&…...
电子电器架构 --- 48V架构的一丢丢事情
我是穿拖鞋的汉子,魔都中坚持长期主义的汽车电子工程师。 老规矩,分享一段喜欢的文字,避免自己成为高知识低文化的工程师: 钝感力的“钝”,不是木讷、迟钝,而是直面困境的韧劲和耐力,是面对外界噪音的通透淡然。 生活中有两种人,一种人格外在意别人的眼光;另一种人无论…...
什么是Blender?怎么获取下载Blender格式文件模型
glbxz.com glbxz.com 官方可以下载Blender格式文件模型 BlenderBlender 是一个免费的开源程序,用于建模和动画,最初由一家名为 Neo Geo 的动画工作室作为内部应用程序开发,后来作为自己的程序发布。这是一个称职的程序,近年来由于…...
Ubuntu安装pgsql
一、通过 APT 安装(推荐) 更新软件包列表 sudo apt update 安装 PostgreSQL 核心包及工具 sudo apt install postgresql postgresql-client postgresql-contrib • postgresql:数据库服务端 • postgresql-client:命令行…...
Qwen2-VL详解
一、引言 在人工智能领域,多模态大模型的发展备受关注。Qwen2-VL 作为一款先进的多模态模型,致力于克服现有方法在处理图像和视频数据时存在的不足,显著提升多模态信息的理解与交互能力。本文将全面且深入地阐述 Qwen2-VL 的创新理念、精妙的模型架构、严谨的训练流程、卓越…...
定长滑动窗口---初阶篇
目录 滑动窗口核心思想 定长滑动窗口套路 定长滑动窗口习题剖析 1456. 定长子串中元音的最大数目 643. 子数组最大平均数 I 1343. 大小为 K 且平均值大于等于阈值的子数组数目 2090. 半径为 k 的子数组平均值 2379. 得到 K 个黑块的最少涂色次数 2841. 几乎唯一子数组…...
以pytest_addoption 为例,讲解pytest框架中钩子函数的应用
钩子函数(Hook Function)的概念 钩子函数(Hook Function)是软件框架中预定义的回调接口,允许开发者在程序执行的特定阶段插入自定义逻辑,以扩展或修改框架的默认行为。在 pytest 中,钩子函数覆…...
数据智能重塑工业控制:神经网络在 MPC 中的四大落地范式与避坑指南
一、引言:工业控制的范式革命 在工业 4.0 的浪潮中,传统基于物理模型的控制方法(如 PID、线性二次型调节器 LQR)正面临前所未有的挑战。以石化行业为例,某炼油厂的催化裂化装置(FCCU)因反应机理…...
AB测试面试题
AB测试面试题 常考AB测试问答题(1)AB测试的优缺点是什么?(2)AB测试的一般流程/介绍一下日常工作中你是如何做A/B实验的?(3)第一类错误 vs 第二类错误 vs 你怎么理解AB测试中的第一、二类错误?(4)统计显著=实际显著?(5)AB测试效果统计上不显著?(6)实验组优于对…...
phpstudy升级新版apache
1.首先下载要升级到的apache版本,这里apache版本为Apache 2.4.63-250207 Win64下载地址:Apache VS17 binaries and modules download 2.将phpstudy中原始apache复制备份Apache2.4.39_origin 3.将1中下载apache解压, 将Apache24复制一份到ph…...
民宿管理系统6
普通管理员管理: 新增普通管理员: 前端效果: 前端代码: <body> <div class"layui-fluid"><div class"layui-row"><div class"layui-form"><div class"layui-f…...
【iOS】源码阅读(三)——内存对齐原理
文章目录 前言获取内存大小的三种常用方式sizeofclass_getInstanceSizemalloc_size 总结 前言 之前学习alloc相关源码,涉及到内存对齐的相关内容,今天笔者详细学习了一下相关内容并写了此篇博客。 获取内存大小的三种常用方式 获取内存大小的方式有很多…...