No 3. 变量与数据类型
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2021-04-17 00:38
前情回顾
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:
变量 数据类型 变量作用域 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;
id
和 name
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:
强制:变量命名只能使用 字母(大小写均可)、数字、$、_; 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…
);强制:变量第一个字符不能使用数字,只能用字母、 $
、_
;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
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 |
---|---|---|---|---|---|
byte | 8 | 1 | Byte | ~ | 0 |
short | 16 | 2 | Short | ~ | 0 |
char | 16 | 2 | Character | \u0000 ~ \uffff ( ~ ) | u0000 |
int | 32 | 4 | Integer | ~ | 0 |
long | 64 | 8 | Long | ~ | 0L |
float | 32 | 4 | Float | ~ | 0.0f |
double | 64 | 8 | Double | ~ | 0.0D |
boolean | 1 | 不确定 | Boolean | true 或 false | false |
注意:
boolean
一般用 1bit
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true
,0
代表false
。此外,JVM 还指出boolean
数组,但底层是通过byte
数组来实现;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;浮点数如果没有明确指定 float
还是double
,统一按double
处理;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;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 |
类 | 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?
用于缓存 hash
值
由于 String
的 hash
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;
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;
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;
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:
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;
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:
两种数据类型彼此兼容; 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
字符串与其他类型之间的转换
其他类型 -> 字符串
调用类的串转换方法: X.toString()
;自动转换: "" + X
;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
调用 parseXXX
方法,比如parseLong、parseFloat、parseDouble...
;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();
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) 和 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 | 无 | 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
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