Java数据类型（八种基本数据类型 + 四种引用类型）、数据类型转换

news2024/11/16 19:30:30

1.总览

  • Java的数据类型只有两大类：8大基本数据类型与引用数据类型。其中基本数据类型又被称为值类型
    • 基本数据类型：6种数字类型（byte/short/int/long/float/double）、1种字符型（char）、1种布尔型（boolean）
    • 引用数据类型：类（Class）、接口（Interface）、数组（Array）
    • 除了以上的基本数据类型和引用数据类型，还有一些其他相关的数据类型，例如字符串类型String、枚举类型Enum，它们都是基于引用数据类型来实现的
  • 基本数据类型只能存自己类型的值，无其他额外功能，具体介绍如下第2小节
  • 引用类型：参数传递时，以拷贝引用地址的方式传递给接收变量，而非复制整个数据本体。除八大基本数据类型之外的所有数据类型，都为引用数据类型。所有引用数据类型的默认值都为null。
  • 为了基本数据类型可以与引用数据类型互相转换、以利用彼此的特性，java为每一种基本数据类型提供了相应的包装类。包装类对基本数据类型进行了封装，提供了丰富的功能，包装类是基本类型的拓展
  • 包装类是引用类型的一种，包装类与基本数据类型一一对应，也有8种，分别为：Byte、Short、Integer、Long、Float、Double、Character、Boolean

2.基本数据类型

2.1 类型概述

  • 6种数字类型

    • 4种整数型：byte、short、int、long
    • 2种浮点型：float、double

  • 1种字符类型：char

  • 1种布尔型：boolean

2.2 基本数据类型详解

基本类型存储大小初始化默认值取值范围包装类型
byte1字节（8位）0-128~127Byte
short2字节（16位）0-32768~32767Short
int4字节（32位）0-2^31 ~ 2^31 - 1Integer
long8字节（64位）0L。"L"理论上不分大小写，但若写成"l"容易与数字"1"混淆，不容易分辨，所以最好大写。-2^63 ~ 2^63 - 1Long
float4字节（32位）0.0f符合IEEE754标准的浮点数，1.4E-45 ~ 3.4028235E38Float
double8字节（64位）0.0d符合IEEE754标准的浮点数，4.9E-324 ~ 1.7976931348623157E308Double
char2字节（16位）‘\u0000’\u0000 ~ \uffff（十进制等效值为 0~65535，本质也是数值）Character
boolean1字节（8位）/4字节（32位）falsetrue/falseBoolean

char 数据类型可以储存任何字符。
float、double不能用来表示精确的值，运算不精确——>解决方案：BigDecimal。创建BigDecimal对象的方式：

  • BigDecimal(double val) : double类型的数据作为参数，交给BigDecimal对象【不用，因为double本身不精确】
  • BigDecimal(String val) : String类型的数据作为参数，交给BigDecimal对象【用这个】
    注：double->String 直接拼接一个字符串""就行。

对于数值类型的基本类型的取值范围，我们无需强制去记忆，因为它们的值都已经以常量的形式定义在对应的包装类中

//long
System.out.println("基本类型：long 二进制位数：" + Long.SIZE);
System.out.println("包装类：java.lang.Long");
System.out.println("最小值：Long.MIN_VALUE=" + Long.MIN_VALUE);
System.out.println("最大值：Long.MAX_VALUE=" + Long.MAX_VALUE);
System.out.println();

//double
System.out.println("基本类型：double 二进制位数：" + Double.SIZE);
System.out.println("包装类：java.lang.Double");
System.out.println("最小值：Double.MIN_VALUE=" + Double.MIN_VALUE);
System.out.println("最大值：Double.MAX_VALUE=" + Double.MAX_VALUE);
System.out.println();

//其他类型方法同上类似

2.3 基本数据类型与引用数据类型区别

  • 存储方式：基本数据类型直接存储值，而引用数据类型存储的是对象的引用（内存地址）
  • 内存分配：基本数据类型在栈上分配内存，引用数据类型在堆上分配内存（具体内容存放在堆中，栈中存放的是其具体内容所在内存的地址）。栈上的分配速度较快，但是内存空间较小，而堆上的分配速度较慢，但可以分配更大的内存空间
  • 默认值：基本数据类型会有默认值，例如int类型的默认值是0，boolean类型的默认值是false。而引用数据类型的默认值是null，表示没有引用指向任何对象
  • 复制操作：基本数据类型进行复制时，会复制该变量的值。而引用数据类型进行复制时，只会复制对象的引用，两个变量指向同一个对象
  • 参数传递：基本数据类型作为方法的参数传递时，传递的是值的副本，不会修改原始值。而引用数据类型作为方法的参数传递时，传递的是对象的引用，可以修改对象的属性或状态
  • 比较操作：基本数据类型使用==进行比较时，比较的是值是否相等。而引用数据类型使用==进行比较时，比较的是引用是否指向同一个对象，如果要比较对象的内容是否相同，需要使用equals()方法

注意：Java中的包装类（Wrapper Classes）对基本数据类型进行了封装，使其也具有了对象的特性，可以调用方法和进行类型转换等操作。

在这里插入图片描述

2.4 基本数据类型与包装类区别

  • 存储方式：基本类型直接存储值，而包装类型存储的是对应基本类型值的对象。
  • 空值处理：基本类型没有空值（null）的概念，而包装类型可以将null作为有效值来表示缺失或无效值。
  • 默认值：基本类型有默认值，例如int类型的默认值是0，boolean类型的默认值是false。而包装类型的默认值是null。
  • 对象操作：基本类型不能直接调用方法，而包装类型可以调用对应的方法，例如Integer类的intValue()方法可以获取保存在Integer对象中的值。
  • 自动装箱/拆箱：基本类型和包装类型之间可以进行自动装箱和拆箱的转换。自动装箱是指将基本类型的值自动转换为对应的包装类型对象，如int 转Integer，Integer integer = 100，底层调用了Interger.valueOf(100)方法；而自动拆箱则是将包装类型对象自动转换为基本类型的值。
  • 泛型支持：泛型只能使用引用类型，不能直接使用基本类型。因此，当需要在泛型中使用基本类型时，需要使用对应的包装类型。
  • 比较方式：基本类型使用==进行比较时，比较的是值是否相等。而包装类型使用==进行比较时，比较的是引用是否指向同一个对象，而不是比较值是否相等。若要比较包装类型的值是否相等，需要使用equals()方法。

注意：在Java 5及其之后的版本中，基本类型和包装类型之间的转换会通过自动装箱、拆箱来自动进行，使得基本类型和包装类型之间的使用更加方便

补充：

  • 包装类Integer的创建方式

    • 1）Integer i1 = new Integer(3); 没有高效的效果，new一次，创建一个包装类对象

    • 2）Integer i2 = Integer.valueOf(3); 有高效的效果，数据在-128~127的范围内，才有高效的效果

    • 3）Integer i3 = 3; 自动装箱：编译器会把int类型5装箱，变成Integer，底层调用Integer.valueOf(5)方法

  • 包装类Double的创建方式

    • 1）Double d1 = new Double(2.7); 没有高效的效果，new一次，创建一个包装类对象

    • 2）Double d2 = Double.valueOf(2.7);这个也没有高效的效果，只有Integer有

  • 自动装箱与自动拆箱

    • Integer aInteger = 100; 自动装箱【编译器会将int类型的100装箱，变成Interger类型，底层调用 Interger.valueOf(100) 方法】

    • int a = aInteger; 自动拆箱【编译器会将包装类型aInteger中的数据取出来，赋值给a，底层调用 aInteger.intValue() 方法】

  • String转Integer、int、Double、double

String str1 = "7";
Integer m = Integer.valueOf(str1);
int n = Integer.parseInt(str1);

String str2 = "5.4";
Double d2 = Double.valueOf(str2);
double d3 = Double.parseDouble(str2);

//输出  7,  7,  5.4,  5.4
System.out.println(m + ",  " + n + ",  " + d2 + ",  " + d3);

3.数据类型转换

Java中的数据转换主要分为两种：自动类型转换（也称为隐式转换）、强制类型转换（也称为显式转换）。

转换从低级到高级：byte、short、char（三者同级）——> int ——> long ——> float ——> double

  • 自动类型转换：代码无需任何处理，在代码编译时 编译器会自动进行处理。特点——低级转换高级。
  • 强制类型转换：需要在待转换数据类型前 使用 (type)value， type是要强制类型转换后的数据类型，可能会导致溢出或损失精度 。特点——高级转换低级。

数据类型转换必须满足如下规则：

    1. 不能对boolean类型进行类型转换。
    1. 不能把对象类型转换成不相关类的对象。
    1. 在把容量大的类型转换为容量小的类型时必须使用强制类型转换。
    1. 转换过程中可能导致溢出或损失精度，例如：
    int i =128;   
byte b = (byte)i;

    因为 byte 类型是 8 位，最大值为127，所以当 int 强制转换为 byte 类型时，值 128 时候就会导致溢出。

    1. 浮点数到整数的转换是通过舍弃小数得到，而不是四舍五入，例如：
    (int)23.7 == 23;        
(int)-45.89f == -45;

3.1 具体示例

int 和 long 互转、int和double互转、int和byte互转、int和char互转、int和String互转

public static void main(String[] args) {
    int aInt = 20;
    long bLong = 50L;
    double cDouble = 4.8;

    //低优先级类型数据 + 高优先级类型数据 ——> 结果会自动转换为高优先级数据
    long sum = aInt + bLong;

    //long -> int 需要强制类型转换
    int d = (int) bLong;
    //double -> int 需要强制类型转换
    int e = (int) cDouble;

    System.out.println("自动类型转换 int—>long:  " + sum);
    System.out.println("强制类型转换 long—>int:  " + d);
    System.out.println("强制类型转换 double—>int:  " + e);
    System.out.println();


    //int 和 byte 转换
    byte fByte = (byte) aInt;  //高转低，强转
    int gInt = fByte;          //低转高，自动
    System.out.println("高转低-强转，int->byte:  " + fByte);
    System.out.println("低转高-自动，byte->int:  " + gInt);
    System.out.println();

    //int 和 char 转换
    char hChar = 'a';
    int iInt = hChar;
    char j = (char) iInt;
    System.out.println("低转高-自动，char->int:  " + iInt);
    System.out.println("高转低-强转，int->char:  " + j);
    System.out.println();

    //int 和 String 转换
    //int转String： 1）使用String的ValueOf方法   2）直接使用 String类+ (即字符串拼接)，任意字符串和其他类型"+" 都会把其他类型转为字符串
    String str1 = String.valueOf(aInt);
    String str2 = "" + aInt;
    System.out.println("int转String： " + str1 + ",  " + str2);
    //String转int：调用包装类的Integer.parseInt方法，当字符串中包含非数字时会出错
    String str3 = "18";
    int k = Integer.parseInt(str3);
    System.out.println("String转int： " + k);
    System.out.println();

    //byte 和 char 互转
    byte m = (byte) hChar;
    char n = (char) m;
    System.out.println("char->byte，强转：  " + m);
    System.out.println("byte->char，强转：  " + n);
}

输出：

自动类型转换 int—>long:  70
强制类型转换 long—>int:  50
强制类型转换 double—>int:  4

高转低-强转，int->byte:  20
低转高-自动，byte->int:  20

低转高-自动，char->int:  97
高转低-强转，int->char:  a

int转String： 20,  20
String转int： 18

char->byte，强转：  97
byte->char，强转：  a

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