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  • java中的基本数据类型

    什么是变量?

    变量就是申请内存来存储值。也就是说,当创建变量的时候,需要在内存中申请空间。内存管理系统根据变量的类型为变量分配存储空间,分配的空间只能用来储存该类型数据。因此,通过定义不同类型的变量,可以在内存中储存整数、小数或者字符。

    内置数据类型(基本数据类型)

    基本类型,或者叫做内置类型,是Java中不同于类(Class)的特殊类型。它们是我们编程中使用最频繁的类型。

    Java是一种强类型语言,第一次申明变量必须说明数据类型,第一次变量赋值称为变量的初始化。

    Java基本类型共有八种,基本类型可以分为三类:

    六种数字类型(四个整数型,两个浮点型),一种字符类型,还有一种布尔型。

    byte:

    • byte 数据类型是8位、有符号的,以二进制补码表示的整数;
    • 最小值是 -128(-2^7);
    • 最大值是 127(2^7-1);
    • 默认值是 0;
    • byte 类型用在大型数组中节约空间,主要代替整数,因为 byte 变量占用的空间只有 int 类型的四分之一;
    • 例子:byte a = 100,byte b = -50。

    short:

    • short 数据类型是 16 位、有符号的以二进制补码表示的整数
    • 最小值是 -32768(-2^15);
    • 最大值是 32767(2^15 - 1);
    • Short 数据类型也可以像 byte 那样节省空间。一个short变量是int型变量所占空间的二分之一;
    • 默认值是 0;
    • 例子:short s = 1000,short r = -20000。

    int:

    • int 数据类型是32位、有符号的以二进制补码表示的整数;
    • 最小值是 -2,147,483,648(-2^31);
    • 最大值是 2,147,483,647(2^31 - 1);
    • 一般地整型变量默认为 int 类型;
    • 默认值是 0 ;
    • 例子:int a = 100000, int b = -200000。

    long:

    • long 数据类型是 64 位、有符号的以二进制补码表示的整数;
    • 最小值是 -9,223,372,036,854,775,808(-2^63);
    • 最大值是 9,223,372,036,854,775,807(2^63 -1);
    • 这种类型主要使用在需要比较大整数的系统上;
    • 默认值是 0L;
    • 例子: long a = 100000L,Long b = -200000L。
      “L”理论上不分大小写,但是若写成”l”容易与数字”1”混淆,不容易分辩。所以最好大写。

    float:

    • float 数据类型是单精度、32位、符合IEEE 754标准的浮点数;
    • float 在储存大型浮点数组的时候可节省内存空间;
    • 默认值是 0.0f;
    • 浮点数不能用来表示精确的值,如货币;
    • 例子:float f1 = 234.5f。

    double:

    • double 数据类型是双精度、64 位、符合IEEE 754标准的浮点数;
    • 浮点数的默认类型为double类型;
    • double类型同样不能表示精确的值,如货币;
    • 默认值是 0.0d;
    • 例子:double d1 = 123.4。

    boolean:

    • boolean数据类型表示一位的信息;
    • 只有两个取值:true 和 false;
    • 这种类型只作为一种标志来记录 true/false 情况;
    • 默认值是 false;
    • 例子:boolean one = true。

    char:

    • char类型是一个单一的 16 位 Unicode 字符;
    • 最小值是 u0000(即为0);
    • 最大值是 uffff(即为65,535);
    • char 数据类型可以储存任何字符;
    • 例子:char letter = ‘A’;。

    什么是浮点型?

    在计算机科学中,浮点是一种对于实数的近似值数值表现法,由一个有效数字(即尾数)加上幂数来表示,通常是乘以某个基数的整数次指数得到。以这种表示法表示的数值,称为浮点数(floating-point number)。

    计算机使用浮点数运算的主因,在于电脑使用二进位制的运算。例如:4÷2=2,4的二进制表示为100、2的二进制表示为010,在二进制中,相当于退一位数(100 -> 010)。

    1的二进制是01,1.0/2=0.5,那么,0.5的二进制表示应该为(0.1),以此类推,0.25的二进制表示为0.01,所以,并不是说所有的十进制小数都能准确的用二进制表示出来,如0.1,因此只能使用近似值的方式表达。

    也就是说,,十进制的小数在计算机中是由一个整数或定点数(即尾数)乘以某个基数(计算机中通常是2)的整数次幂得到的,这种表示方法类似于基数为10的科学计数法。

    一个浮点数a由两个数m和e来表示:a = m × be。在任意一个这样的系统中,我们选择一个基数b(记数系统的基)和精度p(即使用多少位来存储)。m(即尾数)是形如±d.ddd...ddd的p位数(每一位是一个介于0到b-1之间的整数,包括0和b-1)。如果m的第一位是非0整数,m称作正规化的。有一些描述使用一个单独的符号位(s 代表+或者-)来表示正负,这样m必须是正的。e是指数。

    位(bit)是衡量浮点数所需存储空间的单位,通常为32位或64位,分别被叫作单精度和双精度。

    什么是单精度和双精度?

    单精度浮点数在计算机存储器中占用4个字节(32 bits),利用“浮点”(浮动小数点)的方法,可以表示一个范围很大的数值。

    比起单精度浮点数,双精度浮点数(double)使用 64 位(8字节) 来存储一个浮点数。

    为什么不能用浮点型表示金额?

    由于计算机中保存的小数其实是十进制的小数的近似值,并不是准确值,所以,千万不要在代码中使用浮点数来表示金额等重要的指标。

    建议使用BigDecimal或者Long(单位为分)来表示金额。

    引用数据类型

    • 在Java中,引用类型的变量非常类似于C/C++的指针。引用类型指向一个对象,指向对象的变量是引用变量。这些变量在声明时被指定为一个特定的类型,比如 Employee、Puppy 等。变量一旦声明后,类型就不能被改变了。
    • 对象、数组都是引用数据类型。
    • 所有引用类型的默认值都是null。
    • 一个引用变量可以用来引用任何与之兼容的类型。
    • 例子:Site site = new Site(“Runoob”)。

    java常量

    常量在程序运行时是不能被修改的。

    在 Java 中使用 final 关键字来修饰常量,声明方式和变量类似:

    final double PI = 3.1415927;

    虽然常量名也可以用小写,但为了便于识别,通常使用大写字母表示常量。

    字面量可以赋给任何内置类型的变量。例如:

    byte a = 68;
    char a = 'A'

    包装类型

    Java语言是一个面向对象的语言,但是Java中的基本数据类型却是不面向对象的,这在实际使用时存在很多的不便,为了解决这个不足,在设计类时为每个基本数据类型设计了一个对应的类进行代表,这样八个和基本数据类型对应的类统称为包装类(Wrapper Class)。

    包装类均位于java.lang包,包装类和基本数据类型的对应关系如下表所示

    基本数据类型包装类
    byte Byte
    boolean Boolean
    short Short
    char Character
    int Integer
    long Long
    float Float
    double Double

    在这八个类名中,除了Integer和Character类以后,其它六个类的类名和基本数据类型一致,只是类名的第一个字母大写即可。

    为什么需要包装类?

    很多人会有疑问,既然Java中为了提高效率,提供了八种基本数据类型,为什么还要提供包装类呢?

    这个问题,其实前面已经有了答案,因为Java是一种面向对象语言,很多地方都需要使用对象而不是基本数据类型。比如,在集合类中,我们是无法将int 、double等类型放进去的。因为集合的容器要求元素是Object类型。

    为了让基本类型也具有对象的特征,就出现了包装类型,它相当于将基本类型“包装起来”,使得它具有了对象的性质,并且为其添加了属性和方法,丰富了基本类型的操作。

    基本数据类型的存储方式

    存在栈中

    public void(int a)
    {
    int i = 1;
    int j = 1;
    }


    方法中的i 存在虚拟机栈的局部变量表里,i是一个引用,j也是一个引用,它们都指向局部变量表里的整型值 1.
    int a是传值引用,所以a也会存在局部变量表。

    存在堆里

    class A{
    int i = 1;
    A a = new A();
    }

    i是类的成员变量。类实例化的对象存在堆中,所以成员变量也存在堆中,引用a存的是对象的地址,引用i存的是值,这个值1也会存在堆中。可以理解为引用i指向了这个值1。也可以理解为i就是1.

    3 包装类对象怎么存
    其实我们说的常量池也可以叫对象池。
    比如String a= new String(“a”).intern()时会先在常量池找是否有“a”对象如果有的话直接返回“a”对象在常量池的地址,即让引用a指向常量”a”对象的内存地址。
    public native String intern();
    Integer也是同理。

    下面是Integer类型在常量池中查找同值对象的方法。

    public static Integer valueOf(int i) {
        if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
            return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
        return new Integer(i);
    }
    private static class IntegerCache {
        static final int low = -128;
        static final int high;
        static final Integer cache[];
    
        static {
            // high value may be configured by property
            int h = 127;
            String integerCacheHighPropValue =
                sun.misc.VM.getSavedProperty("java.lang.Integer.IntegerCache.high");
            if (integerCacheHighPropValue != null) {
                try {
                    int i = parseInt(integerCacheHighPropValue);
                    i = Math.max(i, 127);
                    // Maximum array size is Integer.MAX_VALUE
                    h = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - (-low) -1);
                } catch( NumberFormatException nfe) {
                    // If the property cannot be parsed into an int, ignore it.
                }
            }
            high = h;
    
            cache = new Integer[(high - low) + 1];
            int j = low;
            for(int k = 0; k < cache.length; k++)
                cache[k] = new Integer(j++);
    
            // range [-128, 127] must be interned (JLS7 5.1.7)
            assert IntegerCache.high >= 127;
        }
    
        private IntegerCache() {}
    }

    所以基本数据类型的包装类型可以在常量池查找对应值的对象,找不到就会自动在常量池创建该值的对象。

    而String类型可以通过intern来完成这个操作。

    JDK1.7后,常量池被放入到堆空间中,这导致intern()函数的功能不同,具体怎么个不同法,且看看下面代码,这个例子是网上流传较广的一个例子,分析图也是直接粘贴过来的,这里我会用自己的理解去解释这个例子:

    [java] view plain copy
    String s = new String("1");  
    s.intern();  
    String s2 = "1";  
    System.out.println(s == s2);  
      
    String s3 = new String("1") + new String("1");  
    s3.intern();  
    String s4 = "11";  
    System.out.println(s3 == s4);  
    输出结果为:
    
    [java] view plain copy
    JDK1.6以及以下:false false  
    JDK1.7以及以上:false true

    JDK1.6查找到常量池存在相同值的对象时会直接返回该对象的地址。

    JDK 1.7后,intern方法还是会先去查询常量池中是否有已经存在,如果存在,则返回常量池中的引用,这一点与之前没有区别,区别在于,如果在常量池找不到对应的字符串,则不会再将字符串拷贝到常量池,而只是在常量池中生成一个对原字符串的引用。

    那么其他字符串在常量池找值时就会返回另一个堆中对象的地址。

    参考:https://how2playlife.com/2019/09/02/2Java%E5%9F%BA%E6%9C%AC%E6%95%B0%E6%8D%AE%E7%B1%BB%E5%9E%8B/

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