1.4 Java基本数据类型

在Java语言体系中，有3种数据类型，即基本数据类型（整型、浮点型、字符型、布尔型等）、数组数据类型（整型、浮点型、字符型、布尔型等）和复合数据类型（类），它们都是用于声明变量和常量的。

基本数据类型声明的变量被称为“变量”，数组数据类型声明的变量被称为“数组变量”，复合数据类型声明的变量被称为“类变量”。

基本数据类型有boolean（布尔数）、char（单字符）、byte（字节数）、short（短整数）、int（整数）、long（长整数）、float（单精度浮点数）、double（双精度浮点数）和void（无类型），Java语言规定的基本数据类型的关键字、所占用计算机存储器的字节数、类型数值取值范围的最小值和最大值如表1-1所示。

确切地说，Java语言体系只有8种用于声明（定义）变量的基本数据类型，即boolean、char、byte、short、int、long、float和double。

1.4.1 数据值的表示法

在Java语言体系中，对于基本数据类型的数据取值规定了一些数据值的表示方式，例如，十进制数、十六进制数、浮点数、布尔数、字符数等的表示方式，每种数据都有确切的表示方式，在编写Java程序时应按照Java规定的数据形式为基本数据类型定义的变量赋值。

1. 整数表示法

整数有十进制数、八进制数、十六进制数。十进制整数形式是由0~9的一系列数字组成，但是第一个数字不能是0，例如123；八进制整数是以0开头的，后由0~7的一系列数字组成，例如0456；十六进制数形式是由0x或0X开始，后面由0~9数字和a~f小写或A~F大写字母组成的一串数据，例如0x123、0xABC等。它们可以为byte、short、int、long等类型定义的变量赋值，当为long类型定义的变量赋值时，应该使用长整数表示方式，该表示方式为在数据后加L或l字母，例如，123456789L，L或l字母表示该数据是一个长整数类型，占用8字节的计算机存储器。

2. 浮点数表示法

浮点数有两种表示形式：十进制数和科学记数法。科学计数法遵循IEEE 754标准，它是32位float和64位double表示法的二进制标准。

十进制数形式是由数字和小数点组成，例如123.456；科学计数法形式是由数字后跟字母e或E表示指数，例如2.13e2。浮点数是为float、double等类型定义的变量赋值的，当为float类型定义的变量赋值时，在浮点数后加f或F字母，例如2.13e2F；当为double类型定义的变量赋值时，在浮点数后加d或D字母，例如2.13e2D。

另外，在Java体系中，浮点数值的表示除了基本数据类型允许的标准数值范围的数据外，还有一些用于表示浮点数的特殊值，例如Infinity（无穷大）、－Infinity（负无穷大）、－0.0和NaN（非数字值）等。

3. 布尔数表示法

布尔数只有两个值：true（真）和false（假）。true和false是Java的关键字，是专门为boolean类型定义的变量赋值的，true和false不对应于任何形式的数值。

4. 字符数表示法

字符数值是用单引号括起来的一个字符，在Java语言体系的基本数据类型中，字符数值是由Unicode（泛代码）字符集表示的，即它是用一个16位无符号型数据表示的，最多可以表示65536个字符，字符数值是为char类型定义的变量赋值的，例如‘a’。

另外，Java语言体系还提供转义字符，顾名思义，“转义”是指改变原有字符的含义，转义字符的定义是以反斜杠（\）开头，其后跟具有另外含义的字符，例如“\r”，该字符值的含义是“回车”，即回车值（对应键盘的回车键）用字符“\r”表示。表1-2列举了一些转义字符以及字符值的含义。

5. null值

在Java语言体系中，关键字null（空）代表一个特殊的数值，它可以赋值给除基本数据类型外的其他类型的变量，当一个变量无用时，可将它赋予null值，表示释放该变量占用的计算机存储单元，即该变量将从计算机内存中消失。

1.4.2 变量

在Java语言体系中，变量是Java程序中创建的基本存储单元，其定义包括变量名、变量类型和作用域几个部分。

变量名是一个合法的自定义标识符，以英文大写字母A~Z或小写字母a~z或“_”或＄开头的字符串序列，变量名区分英文的大小写，变量名不能使用Java保留字，变量名应具有一定含义，以增加程序的可读性。

变量类型决定了变量可能的取值范围以及对变量允许的操作，与变量类型不匹配的操作可能会导致程序出错。变量类型可以是基本数据类型，也可以是其他数据类型。

变量的作用域指明可访问该变量的一段代码，声明一个变量的同时也就指明了变量的作用域，按作用域划分，变量可以有全类有效变量、局部变量、方法参数变量、例外（异常）处理参数变量等几种。全类有效变量在类中声明，而不是在类的某个方法中声明，它的作用域是整个类；局部变量在方法或方法的一块代码中声明，它的作用域为它所在的代码块，即整个方法或方法中的某块代码；方法参数变量是传递给方法的，它的作用域就是该方法。在一个确定的域中，变量名应该是唯一的。通常，变量作用域是用大括号{}划定的。

通用的声明变量的语法格式为：

应用基本数据类型声明变量的语法格式为：

声明相同类型的多个变量时，变量名之间应用逗号隔开。对于全类或局部有效的基本数据类型的变量可以赋予初值，而方法参数和例外处理参数的变量值由调用者给出。

1. 整型变量

在基本数据类型中有4个是用于声明整型变量的，即byte、short、int和long。

【示例1-7】 声明在整个类中有效的整型变量，作用域为整个类，即在整个类中都可以对变量进行操作。

【示例1-8】 在main（）方法中声明的整型变量，并为变量赋予初始值，变量的作用域为main（）方法的{}中，在main（）方法中可以对变量进行操作，在其他地方不能对变量进行操作。

2. 浮点型变量

在基本数据类型中，浮点型变量的类型有float和double两种．

【示例1-9】 定义浮点型变量并为其赋予初始值．

3. 布尔型变量

在基本数据类型中，布尔型变量的类型为boolean，布尔型变量只有两个取值：ture和false。true和false关键字只能赋给布尔类型的变量。

【示例1-10】 定义布尔型变量并为其赋予初始值。

4. 字符型变量

在基本数据类型中，字符型变量的类型为char，其声明的变量为双字节变量，赋值范围为0~65535，char类型的变量可以使用字符数值为其赋值，也可以使用0~65535的整数数值为其赋值，即字符型变量还可以当作双字节无符号整数变量使用。

【示例1-11】 定义字符型变量并为其赋予初始值。

5. 基本数据类型变量的默认值

在Java语言体系中，当声明一个变量为基本数据类型，但没有给变量赋予初始值时，Java系统会为变量赋予默认的初始值。表1-3是每种变量默认的初始值。

6. 基本数据类型变量的应用

【示例1-12】 应用基本数据类型声明变量，并为变量赋予初始值，然后，通过计算机屏幕显示出变量的数值。

1.4.3 变量的数据类型转换

Java支持两种不同类型的变量内数据之间的类型转换，即一个类型的数据可以转换成另一种类型，但条件是两种类型是兼容的，例如整型、浮点型、字符型声明的变量之间是兼容的，但它们与布尔型变量是不兼容的。类型转换有两种方式：一种是自动类型转换；另一种是强制类型转换。

1. 自动类型转换

自动类型转换发生在基本数据类型变量之间的赋值、混合运算等操作中，例如，整型、浮点型、字符型等变量之间的混合运算。在运算中，不同类型的数据需要先转化为同一类型，然后再进行运算，类型的转换是自动的。自动类型转换的原则是从在计算机中占内存位（bit）数少的类型向占位数多的类型方向进行转换，其各种基本数据类型自动转换的规则为：

其中，箭头（→）左边表示参与运算的几个基本数据类型，operator为运算符（如加、减、乘、除等于等），右边表示转换后进行运算的基本数据类型，例如，一个int类型的变量与一个long类型的变量做相加运算，首先将int类型变量内的数据转换为long类型的数据，然后再做加运算；char变量与int变量做运算时，先将char类型变量内的数据转换为int类型的数据，然后再做运算。

2. 强制类型转换

强制类型转换与自动类型转换的转换方向是相反的，即强制类型转换是指从在计算机中占内存位（bit）数多的类型向占位数少的类型方向进行转换。例如，由int类型变量的数据转换成byte类型的数据。强制类型转换需要使用Java语言体系提供的转换语句，其转换的语法格式为：

【示例1-13】 在基本数据类型变量之间进行数据类型转换的程序。

强制类型转换因数据所占计算机内存位数的减少，因此可能会造成高位数据的丢失，另外，在Java语言体系中，boolean类型的变量数据是不能强制转换为其他基本数据类型的，boolean类型变量的当前值只能转换为一个字符串，例如，true或false字符串。

在Java编程中，一般是限制使用强制转换运算符的，防止出现数据丢失等隐形错误。强制转换可以用在除boolean类型外的基本数据类型之间，以及有继承关系的复合数据类型，不能用在不相关的复合数据类型之间，以及基本数据类型和复合数据类型之间。

1.4.4 常量

在Java语言体系中，常量定义是“不变的变量”，或是“具有最终值的变量”。当用Java关键字final（最终的）修饰声明的变量，同时又为变量赋予确切的数值时，该变量即被声明为常量。另外，常量的标识符一般由大写字母组合而成。

【示例1-14】 声明常量的Java源程序代码。