变量
Java基本数据类型
基本数据类型是CPU可以直接进行运算的类型。Java定义了以下几种基本数据类型:
- 整数类型:byte,short,int,long
- 浮点数类型:float,double
- 字符类型:char
- 布尔类型:boolean
Java定义的这些基本数据类型有什么区别呢?要了解这些区别,我们就必须简单了解一下计算机内存的基本结构。
计算机内存的最小存储单元是字节(byte),一个字节就是一个8位二进制数,即8个bit。它的二进制表示范围从00000000
~11111111
,换算成十进制是0~255
,换算成十六进制是00
~ff
。
内存单元从0开始编号,称为内存地址。每个内存单元可以看作一间房间,内存地址就是门牌号。
1 | 0 1 2 3 4 5 6 ... |
一个字节是1byte,1024字节是1K,1024K是1M,1024M是1G,1024G是1T。一个拥有4T内存的计算机的字节数量就是:
1 | 4T = 4 x 1024G |
不同的数据类型占用的字节数不一样。我们看一下Java基本数据类型占用的字节数:
1 | ┌───┐ |
整型
对于整型类型,Java只定义了带符号的整型,因此,最高位的bit表示符号位(0表示正数,1表示负数)。各种整型能表示的最大范围如下:
- byte:-128 ~ 127
- short: -32768 ~ 32767
- int: -2147483648 ~ 2147483647
- long: -9223372036854775808 ~ 9223372036854775807
1 | public class Main { |
浮点型
浮点类型的数就是小数,因为小数用科学计数法表示的时候,小数点是可以“浮动”的,如1234.5可以表示成12.345x102,也可以表示成1.2345x103,所以称为浮点数。
下面是定义浮点数的例子:
1 | float f1 = 3.14f; |
对于float
类型,需要加上f
后缀。
浮点数可表示的范围非常大,float
类型可最大表示3.4x10e38,而double
类型可最大表示1.79x10e308。
布尔类型
布尔类型boolean
只有true
和false
两个值,布尔类型总是关系运算的计算结果:
1 | boolean b1 = true; |
Java语言对布尔类型的存储并没有做规定,因为理论上存储布尔类型只需要1 bit,但是通常JVM内部会把boolean
表示为4字节整数。
字符类型
字符类型char
表示一个字符。Java的char
类型除了可表示标准的ASCII外,还可以表示一个Unicode字符:
1 | // 字符类型 |
Run
注意char
类型使用单引号'
,且仅有一个字符,要和双引号"
的字符串类型区分开。
引用类型
除了上述基本类型的变量,剩下的都是引用类型。例如,引用类型最常用的就是String
字符串:
1 | String s = "hello"; |
引用类型的变量类似于C语言的指针,它内部存储一个“地址”,指向某个对象在内存的位置,后续我们介绍类的概念时会详细讨论。
常量
定义变量的时候,如果加上final
修饰符,这个变量就变成了常量
:
1 | final double PI = 3.14; // PI是一个常量 |
常量在定义时进行初始化后就不可再次赋值
,再次赋值会导致编译错误。
常量的作用是用有意义的变量名来避免魔术数字($Magic\ number$),例如,不要在代码中到处写3.14
,而是定义一个常量。如果将来需要提高计算精度,我们只需要在常量的定义处修改,例如,改成3.1416
,而不必在所有地方替换3.14
。
根据习惯,常量名通常全部大写。
var关键字
有些时候,类型的名字太长,写起来比较麻烦。例如:
1 | StringBuilder sb = new StringBuilder(); |
这个时候,如果想省略变量类型,可以使用var
关键字(Java SE 10特性):
1 | var sb = new StringBuilder(); |
编译器会根据赋值语句自动推断出变量sb
的类型是StringBuilder
。对编译器来说,语句:
1 | var sb = new StringBuilder(); |
实际上会自动变成:
1 | StringBuilder sb = new StringBuilder(); |
因此,使用var
定义变量,仅仅是少写了变量类型而已。
变量的作用范围
在Java中,多行语句用{ }括起来。很多控制语句,例如条件判断和循环,都以{ }作为它们自身的范围,例如:
1 | if (...) { // if开始 |
只要正确地嵌套这些{ },编译器就能识别出语句块的开始和结束。而在语句块中定义的变量,它有一个作用域,就是从定义处开始,到语句块结束。超出了作用域引用这些变量,编译器会报错。举个例子:
1 | { |
定义变量时,要遵循作用域最小化原则,尽量将变量定义在尽可能小的作用域,并且,不要重复使用变量名