No 3. 变量与数据类型

村雨遥

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2021-04-17 00:38

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村雨遥

前情回顾

  1. No 1. 搭建 Java 开发环境
  2. No 2. 玩转 IDEA

在之前的文章中,我们已经介绍了如何搭建 Java 开发环境以及如何使用 IDEA,现在就开始正式学习 Java 语言的相关语法吧!😎

本文内容预告如下:

  1. 变量
  2. 数据类型
  3. 变量作用域
  4. 常量

变量

什么是变量?

所谓变量,就是用来命名一个数据的标识符,在 Java 中,变量又可以分为两种:

  • 基本类型的变量
  • 引用类型的变量
// 基本类型的变量
int id = 1;
// 引用类型的变量
String name = "村雨遥";

其中 int 是基本数据类型,表示这是一个整型数;而 String 则是引用类型,表示这是一个引用类型;

idname 则是标识符,也就是我们所说的 变量

= 则是赋值操作符,而 1 则是基本类型的值,村雨遥 则是引用类型的值;

变量的特点

变量的最重要的一个特点就是可以重新赋值;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
  // 定义int类型变量id,并赋予初始值1
        int id = 1;
  // 打印该变量的值,观察是否为1
        System.out.println(id);
   // 重新赋值为2
        id = 2;
        // 打印该变量的值,观察是否为2
        System.out.println(id);
    }
}

变量命名规则

变量命名也是一门学问,并不是我们想怎么命名就怎么命名,日常开发中最常见的变量命名规则主要有如下几条:

  1. 强制:变量命名只能使用 字母(大小写均可)、数字、$、_
  2. 强制:变量名不能使用关键字(就是 Java 中内置的一些关键字,如 int、for、long…);
  3. 强制:变量第一个字符不能使用数字,只能用字母、$_
  4. 更多命名规则推荐参考阿里巴巴推出的《Java 开发手册》,下载链接:https://github.com/cunyu1943/amazing-books

常见关键字

这是一种事先定义好的,有特定意义的标识符,也叫做保留字。对于 Java 编译器有着特殊意义,用来表示一种数据类型,或者表示程序的结构等。此外,关键字不能用作变量名、方法名、类名、包名和参数名。常见的关键字可以分为如下几类,具体的关键字如下图所示:

  • 访问控制类
  • 类、方法及变量修饰符类
  • 程序控制类
  • 错误处理
  • 包相关
  • 基本类型
  • 变量引用
  • 保留字
Java 关键字

数据类型

基本数据类型

Java 中,共有 8 中基本数据类型,由 Java 语言预定好的,每个数据类型都属于关键字,而且每种基本变量都有其对应的封装类,这 8 中基本数据类型分别是:

  • 整型(4 种)
  • 浮点型(2 种)
  • 字符型(1 种)
  • 布尔型(1 种)
数据类型bit字节封装类数据范围默认值
byte81Byte ~ 0
short162Short ~ 0
char162Character\u0000 ~ \uffff ~ u0000
int324Integer ~ 0
long648Long ~ 0L
float324Float ~ 0.0f
double648Double ~ 0.0D
boolean1不确定Booleantruefalsefalse

注意:

  1. boolean 一般用 1 bit 来存储,但是具体大小并未规定,JVM 在编译期将 boolean 类型转换为 int,此时 1 代表 true0 代表 false。此外,JVM 还指出 boolean 数组,但底层是通过 byte 数组来实现;
  2. 使用 long 类型时,需要在后边加上 L,否则将其作为整型解析,可能会导致越界;
  3. 浮点数如果没有明确指定 float 还是 double,统一按 double 处理;
  4. char 是用 单引号 '' 将内容括起来,只能存放一个字符,相当于一个整型值(ASCII 值),能够参加表达式运算;而 String 是用 双引号 "" 将内容括起来,代表的是一个地址值;
  5. Java 在内存中是采用 Unicode 表示,所以无论是一个中文字符还是英文字符,都能用 char 来表示;

那么如何个一个基本类型变量赋值呢?

在 Java 中,基本数据类型属于 Java 的一种内置的特殊数据类型,不属于任何类,所以可以直接对其进行赋值;给基本类型的变量赋值的方式就叫做 字面值

float score = 89.0f;
int age = 26;

引用数据类型

常见引用数据类型

数据类型默认值
数组null
null
接口null

而对于引用数据类型,我们经常是需要 new 关键字来进行赋值,但是引用类型中的 接口是不能被实例化的,我们需要对其进行实现

// 初始化一个对象
Pet dog = new Pet();
// 初始化一个数组
int[] arr = new int[10];

String

对于引用数据类型中的 String,我们需要特别关注。

String 不同于 char,它属于引用类型,而 char 属于基本数据类型。用双引号 "" 括起来表示字符串,一个字符串能够保存 0 个到任意个字符,它一旦创建就不能被改变。

而针对字符串,如果我们要打印一些特殊的字符,比如字符串本来就包含 ",那么这个时候就需要借助于转义字符 \,最常见的转义字符主要有:

转义字符含义
\"字符 "
\'字符 '
\\字符 \
\n换行符
\t制表符 Tab
\r回车符

那多个字符串之间或者字符串和其他类型数据之间,该如何进行连接呢?

Java 编译器中,对于字符串和其他数据类型之间,可以使用 + 进行连接,编译器会自动将其他数据类型自动转换为字符串,然后再进行连接;

String 既然是不可变,那有什么优点呢?

  1. 用于缓存 hash

由于 Stringhash 值被频繁使用,它的不可变性使得 hash 值也不可变,此时只需要进行一次计算;

  1. 字符串常量池(String Pool)的需要

如果一个 String 对象已经被创建过,那么就会优先从字符串常量池中获取其引用,其不可变性确保了不同引用指向同一 String 对象;

  1. 安全性

我们经常用 String 作为我们方法的参数,其不变性能够保证参数不可变;

  1. 线程安全

String 的不可变性让它天生 具备线程安全,能够在多个线程中方便使用而不用考虑线程安全问题。

String、StringBuilder、StringBuffer 对比,该如何选择?


可变性线程安全适用场景
String不可变安全操作少量的数据
StringBuffer可变安全,内部使用 synchronized 进行同步多线程操作字符串缓冲区下操作大量数据
StringBuilder可变不安全单线程操作字符串缓冲区下操作大量数据,性能高于 StringBuffer

通过 new String(“xxx”) 创建字符串的两种情况?

使用 new 的方式创建字符串对象,会有两种不同的情况:

  1. String Pool 中不存在 “xxx”

此时会创建两个字符串对象,“xxx” 属于字符串字面量,因此在编译期会在 String Pool 中创建一个字符串对象,用于指向该字符串的字面量 “xxx”;然后 new 会在堆中创建一个字符串对象;

  1. String Pool 中存在 “xxx”

此时只需要创建一个字符串对象,由于 String Pool 中已经存在指向 “xxx” 的对象,所以直接在堆中创建一个字符串对象;

数据类型转换

对于基本数据类型,不同类型之间是可以相互转换的,但是需要满足一定的条件;

从小到大自动转,从大到小强制转

即就是,对于低精度的数据类型,如果要转换为高精度的数据类型,直接将低精度的值赋给高精度的值即可;

但对于高精度的数据类型,如果想要转换为低精度的数据类型,则需要采用 强制转换 的手段,但此时需要承担精度丢失的风险,就像从一个大杯子往一个小杯子里倒水,你要做好小杯子可能装不下溢出的情况;

int a = 110;
long b = 113;
// 低精度转高精度,由于 long 的范围比 int 大,所以可以自动转
b = a;
// 高精度住哪低精度,由于 long 的范围比 int 大,所以需要强制转
a = (int)b;

隐式转换(自动类型转换)

当满足如下条件时,如果将一种类型的数据赋值给另一种数据类型变量时,将执行自动类型转换:

  1. 两种数据类型彼此兼容;
  2. 目标数据类型的取值范围大于源数据类型;

一般而言,隐式转换的规则是从低级类型数据转换为高级类型数据,对应规则如下:

  • 数值类型byte -> short -> int -> long -> float -> double
  • 字符类型转整型char -> int

显式转换(强制类型转换)

那既然满足上述两个条件时会发生隐式转换,那不满足同时我们又想进行数据类型转换时,我们该怎么办呢?

这个时候就需要我们的 显式转换 登场了,其语法格式如下:

(type) variableName;

我们举个 🌰 来说下:

int num = 3;
double ans = 5.0;
// 要将 double 类型的值赋值给 int,则需要强制转换
num = (int)ans;

注意: 强制转换可能会导致精度丢失,所以一般情况下尽量能不用就不用。

常见数据类型转换方法

  1. 字符串与其他类型之间的转换
  • 其他类型 -> 字符串
  1. 调用类的串转换方法:X.toString()
  2. 自动转换:"" + 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 类型

// 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 - > 其他类型
  1. 调用 parseXXX 方法,比如 parseLong、parseFloat、parseDouble...
  2. 先调用 valueOf(),方法,然后再调用 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();
  1. int、float、double 之间的转换
  • 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;

变量作用域

我们已经学会了如何定义变量,也知道了使用各种数据类型来定义变量。但是还有一点不知道大家有没有注意到,如果我们的定义变量在不同的位置,其作用是不是相同的呢?

这就涉及到变量的作用域,一般根据其作用域的不同,可以分为:

  • 成员变量:定义在方法体和语句块外,不属于任何一个方法,能在整个类中起作用;
  • 局部变量:定义在方法或方法体中的变量,作用域是其所在的代码块;

成员变量

成员变量又可以分为 全局变量(又叫实例变量)静态变量(也叫类变量),两者的区别如下:

名称修饰符访问方式生命周期
全局变量对象名.变量名一旦对象被引用,则实例变量就存在
静态变量static类名.变量名同类共生死,只有当类被 GC 回收时才会被销毁
public class Person {
    // 成员变量,全局变量
    String name;
    // 成员变量,全局变量
    int age;

    // 成员变量,静态变量
    public static final String wechatPublic = "公众号:村雨遥";
    // 成员变量,静态变量
    public static final String website = "http://cunyu1943.site";
}

局部变量

成员变量指定义在方法或方法体中的变量,作用域是其所在的代码块,可以分为如下三种:

  • 形参
public class Main {
    // 方法中的参数
    public static void func(int num) {
        System.out.println("num = " + num);
    }

    public static void main(String[] args) {
        func(3);
    }
}
  • 方法内定义
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        int num = 10;
        if (num > 5) {
            // 声明一个 int 类型的局部变量
            int tmp = 5;
            System.out.println("tmp = " + tmp);
            System.out.println("num = " + num);
        }
        System.out.println("num = " + num);
    }
}
  • 代码块定义
public class Main {
    public static void func() {
        try {
            System.out.println("Hello!Exception!");
        } catch (Exception e) { // 异常处理块,参数为 Exception 类型
            e.printStackTrace();
        }
    }

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

常量

简介

既然有变量,那就有与之相对的常量(也就是值是固定的,不能再变)。

常量又叫做字面常量,是通过数据直接来表示的,在程序运行过程中不能发生改变。通常我们把 Java 中用 final 关键字所修饰的成员变量叫做常量,它的值一旦给定就无法再进行改变!

分类

Java 中使用 final 关键字来声明常量,其语法格式如下:

final 数据类型 常量名 = 常量初始值;
public class Main{
    public static void main(String[] args){
        // 声明一个常量并赋值
        final int num = 1024;

        // 再次赋值,将导致编译错误
        num = 1943;

        // 声明一个常量但不赋值
        final int id;
        // 因为声明时未赋值,所以可以进程初次赋值
        id = 1;
        // 常量已经赋值过了,再次赋值将导致编译错误
        id = 2;
    }
}

常量可以分为如下 3 种类型:

  • 静态常量final 之前用 public staic 修饰,表示该常量的作用域是全局的,我们不用创建对象就能够访问它。
  • 成员常量:类似于成员变量,但是最大的不同在于它不能被修改。
  • 局部常量:作用类似于局部变量,不同之处也在于不能修改。
public class Main{
    // 静态变量
    public static final dobule PI = 3.14;

    // 成员常量
    final int num = 1024;

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

PS:final 修饰变量后,该变量则变为常量。而 final 也还可以用来修饰类和方法,修饰方法时,表示这个方法不能被重写(但可以重载);修饰类时,则表明该类无法被继承。这些东西这时候你可能会觉得很陌生,不过等我们后续学习了面向对象之后,你就会发现其实很简单。

总结

码字不易,如果觉得对您有所帮助,可以点赞关注一波哦!🙏

博主水平有限,对于文中可能出现的错误,还请各位批评指正,来评论区一起聊天吧!



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