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[JavaSE] 数据类型（一）

Nick_Bears 发表于 2022/04/01 11:22:09 2022/04/01

【摘要】约翰·冯·诺依曼（John von Neumann，1903年12月28日-1957年2月8日），美籍匈牙利数学家、计算机科学家、物理学家，是20世纪最重要的数学家之一。冯·诺依曼是罗兰大学数学博士，是现代计算机、博弈论、核武器和生化武器等领域内的科学全才之一，被后人称为“现代计算机之父”、“博弈论之父” 现在很多计算机运行都是根据这个原理的，我们一起来看

上一篇 Java运行原理刺激到了不？

这篇的内容更加让你吃惊哦！

大家跟着Nick来了解下吧~

数据类型与运算符

1.0 变量和类型

变量：指的是程序运行时可变的量. 相当于开辟一块内存空间来保存一些数据。



类型：则是对变量的种类进行了划分, 不同的类型的变量具有不同的特性。



Nick我还是不明白变量是啥？



咳咳！简单来说，变量是一个箱子，箱子有不同的种类和容量，这就是变量的类型和大小。



我们所讨论的 "变量" 主要和我们的 "内存" 这样的硬件设备密切相关。这里Nick画了一张图。





为啥要了解冯诺依曼？

约翰·冯·诺依曼（John von Neumann，1903年12月28日-1957年2月8日），美籍匈牙利数学家、计算机科学家、物理学家，是20世纪最重要的数学家之一。冯·诺依曼是罗兰大学数学博士，是现代计算机、博弈论、核武器和生化武器等领域内的科学全才之一，被后人称为“现代计算机之父”、“博弈论之父”。



现在很多计算机运行都是根据这个原理的，我们一起来看看吧~

举个例子，你知道java当中定义一个int变量是怎么转存的嘛？上面这张图就能解释，再举一个例子了解这张图，假如你有一部8G+125G的手机，8G就是内存储器CPU，125G就是外存储器内存。我通过点击屏幕（输入设备）输入搜索XXX，手机里的内存储器调用某款搜索引擎程序，通过运算器对你指令的计算，通过控制器对你指令进行逻辑判断，最终将你想要的结果显示在你的输出设备上！



同理，定义一个数据类型

并输出也是同样的原理

  回归原题，现在我们来看第一个

1.1 整形变量（重点）



基本语法格式
int 变量名 = 初始值;
代码示例:
int num = 10; // 定义一个整型变量
System.out.println(num) ;
注意事项:

int 表示变量的类型是一个整型。

变量名是变量的标识. 后续都是通过这个名字来使用变量。

Java 中 = 表示赋值(和数学不一样), 意思是给变量设置一个初始值。（安全性）

初始化操作是可选的, 但是建议创建变量的时候都显式初始化。

最后不要忘记分号, 否则会编译失败。

// 表示注释。注释作为代码的解释说明部分, 不参与编译运行。



变量定义不初始化行吗?



不可以哦，编译器会报错！

体现了Java的安全性



变量命名？



小驼峰》数字，字母，下划线，美元符（不能数字开头）



下面这些定义可以编译运行嘛？
int ______=10;
int __________=101;
int 钱 = 100;
可以！合法但不合理！

典型的坑人代码....

为啥钱可以当变量名？

这就是Java有趣的地方了

它采用Unicode字符集，包含多种语言

给你看个阿里的规范手册

规范手册(戳我下载)

所以嘛！以后去公司少不了一通恶补咯



int是几个字节？

在 Java 中, 一个 int 变量占 4 个字节,4*8=32个比特位。这操作系统没有直接关系，不会因为换了机子而改变自身的位数，在window上运行是4个字节，Linux上还是4字节，体现了Java的可移植性强。



什么是字节?

字节是计算机中表示空间大小的基本单位。

计算机使用二进制表示数据. 我们认为 8 个二进制位(bit) 为一个字节(Byte)。

我们平时的计算机为 8GB 内存, 意思是 8G 个字节。

其中 1KB = 1024 Byte, 1MB = 1024 KB, 1GB = 1024 MB。

所以 8GB 相当于 80 多亿个字节。



测试int范围小游戏

使用以下代码查看 Java 中的整型数据范围
System.out.println(Integer.MAX_VALUE);  // int 的最大值
System.out.println(Integer.MIN_VALUE);  // int 的最小值
由此可见4个字节表示的范围是：-2^31 -> 2^31-1 , 也就大概是 -21亿到 +21亿。

如果给最大值+1，最小值-1呢？
public class a1{
   public static void main(String[] args){
       System.out.println(Integer.MAX_VALUE+1);  
       System.out.println(Integer.MIN_VALUE-1);  
       //Integer是int的plus版本，官方称之为包装类！
   }
}
我屮艸芔茻？





居然最大值和最小值互换了？！

数据类型原来就是个圈？

圈儿的范围大小取决于字节大小！



如果运算的结果超出了 int 的最大范围, 就会出现溢出的情况！



21亿这样的数字对于当前的大数据时代来说, 是很容易超出的. 针对这种情况, 我们就需要使用更大范围的数据类型来表示了. Java 中提供了 long 类型。



1.2 长整型变量



基本语法格式:
long 变量名 = 初始值;
代码示例:
long num = 10L; // 定义一个长整型变量, 初始值写作 10l 也可以(小写的 L, 不是数字1). 
System.out.println(num) ;
注意事项:

基本语法格式和创建 int 变量基本一致, 只是把类型修改成 long。

初始化设定的值为 10L , 表示一个长整型的数字。10l 也可以。

使用 10 初始化也可以, 10 的类型是 int, 10L 的类型是 long, 使用 10 L 或者 10 l 更好一些。

Java 中 long 类型占 8 个字节. 表示的数据范围 -2^63 -> 2^63-1

使用以下代码查看 Java 中的长整型数据范围:
System.out.println(Long.MAX_VALUE);
System.out.println(Long.MIN_VALUE)
    
// 运行结果
9223372036854775807
-9223372036854775808
1.3 双精度浮点型变量(重点)

基本语法格式
double 变量名 = 初始值;
代码示例
double num = 2.0;
System.out.println(num)
数字游戏 1/2=?





在 Java 中, int 除以 int 的值仍然是 int(会直接舍弃小数部分)。



如果想得到 0.5, 需要使用 double 类型计算。

神奇的代码
double num = 1.1;
System.out.println(num * num)
    
// 执行结果
1.2100000000000002
Java 中的 double 虽然也是 8 个字节, 但是浮点数的内存布局和整数差别很大, 不能单纯的用 2 ^ n 的形式表示数据范围。



Java 的 double 类型的内存布局遵守 IEEE 754 标准(和C语言一样), 尝试使用有限的内存空间表示可能无限的小数, 势必会存在一定的精度误差。





1.4 单精度浮点型变量



基本格式
float 变量名 = 初始值;
代码示例
float num = 3.0f;    // 写作 3.0F 也可以
System.out.println(num);
float 类型在 Java 中占四个字节, 同样遵守 IEEE 754 标准. 由于表示的数据精度范围较小, 一般在工程上用到浮点数都优先考虑 double, 不太推荐使用 float。



1.5 字符类型变量



基本格式
char 变量名 = 初始值;
代码示例
char ch = 'A'
注意事项

Java 中使用单引号 + 单个字母的形式表示字符字面值。

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。因此一个字符占用两个字节, 表示的字符种类更多, 包括中文。

C语言中 char 占一个字节（区别）。

使用一个字符表示一个汉字
char ch = '呵'; 
System.out.println(ch); 
执行 javac 的时候可能出现以下错误:



此时我们在执行 javac 时加上 -encoding UTF-8 选项即可。
javac -encoding UTF-8 a1.java 
1.6 字节类型变量



基本语法格式
byte 变量名 = 初始值; 
代码示例:
byte value = 0; 
System.out.println(value); 
注意事项:

字节类型表示的也是整数. 只占一个字节, 表示范围较小 ( -128 -> +127 )

字节类型和字符类型互不相干

超范围了