Java 数据类型

数据在计算机内部是以二进制形式表示的，而数据有各种各样的类型（比如数值、文本、日期......），不同类型的数据具有不同的特点，如果按照统一的格式进行处理，会很不方便。
为此，高级语言引入了数据类型的概念，用于对数据进行归类，以便理解和操作。
数据类型分为基本数据类型和引用（对象）数据类型。其中，基本数据类型相当于化学中的基本元素，引用（对象）数据类型相当于元素组成的世间万物。
进制

十进制

十进制的位权为 10，如 123 的十进制 123，123 = 1 * (10^2) + 2 * (10^1) + 3 * (10^0)。
二进制

二进制的位权为 2，如 4 的二进制 100，4 = 1 * (2^2) + 0 *（2^1）+ 0 *（2^0）。
十进制转二进制

• 整数部分：除 2 取余，直到商小于 1 为止，再逆序排列。
  

• 小数部分：乘 2 取整，直到积的小数部分为零或者达到要求的精度，顺序排列。
  
• 最后将整数部分和小数部分合并即可。
  

1. /*
3. 如：0.25 的二进制为 0.01
5. 整数部分：
6. 0 % 2 = 0 取余 0，小于 1，终止，逆序得 0
8. 小数部分：
9. 0.25 * 2 = 0.50  取整 0
10. 0.50 * 2 = 1.0   取整 1，小数部分为 0，终止，顺序得 01
12. 合并：
13. 0.01
15. */

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二进制转十进制

使用位权计算。

1. /*
3. 如：2.25 的二进制为 10.01
5. 2.25 = 1 *（2^1）+ 0 *（2^0）+ 0 *（2^-1）+ 1 *（2^-2）
7. */

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Java 整数的二进制表示

bit 位：计算机中表示数据的最小单位，就是二进制的一位，可取 0 或 1（电路的开关）。
Java 使用最高位（左边第一位）表示符号位，符号位为 0 表示正数，为 1 表示负数。

• 原码，用第一位表示符号，其余位表示值。
  

1. byte beVar1 = 1; // 原码：0000 0001
2. byte beVar2 = -1; // 原码：1000 0001

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• 反码，正数的反码等于原码，负数的反码是原码的符号位不变，其余位取反。
  

1. byte beVar1 = 1; // 反码：0000 0001
2. byte beVar2 = -1; // 反码：1111 1110

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• 补码，正数的补码等于原码，负数的补码是在反码的基础上加 1，补码取反码再加 1 又得到原码。
  

1. byte beVar1 = 1; // 补码：0000 0001
2. byte beVar2 = -1; // 补码：1111 1111

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Java 小数的二进制表示

二进制中为表示小数，采用类似十进制的科学计数法，几乎所有的硬件和编程语言表示小数的二进制格式都是使用 IEEE 754 标准。

32 位单精度二进制 = [1 个符号位] [8 个阶码位] [23 个尾数位]
64 位双精度二进制 = [1 个符号位] [11 个阶码位] [52 个尾数位]
小数 = [符号位]  [指数部分] . [小数部分]
8 位阶码位移码偏移量 127，11 位阶码位移码偏移量 1023

1. /*
2.   如：2.25，二进制 10.01，先化为科学计数法 1.001 * （2^1）
3.   
4.   32 位单精度表示：
5.   
6.   符号位： 0
7.   阶码位：阶码 = 指数 + 阶码位移码偏移量 = 1 + 127 = 128，二进制 1000 0000
8.   尾数位：尾数 = 取小数点后 23 位，001 0000 0000 0000 0000 0000
9.   
10.   最终得：[0][1000 0000][001 0000 0000 0000 0000 0000]
11.   
12.   同理可得 -2.25 的二进制：[1][1000 0000][001 0000 0000 0000 0000 0000]
13.   
14. */
16. System.out.println(Integer.toBinaryString(Float.floatToIntBits(2.25F)));
17. System.out.println(Integer.toBinaryString(Float.floatToIntBits(-2.25F)));

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基本数据类型

在 Java 中，有如下的基本数据类型。
byte 字节型

8 bit 位，占 1 个字节，取值范围 -2^7 ~ 2^7 - 1，默认值为 0。

1. byte beVar = 100;

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short 短整型

16 bit 位，占 2 个字节，取值范围 -2^15 ~ 2^15 - 1，默认值为 0。

1. short stVar = 200;

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int 整型

32 bit 位，占 4 个字节，取值范围 -2^31 ~ 2^31 - 1，默认值为 0，整数默认类型。

1. int itVar = 300;

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long 长整型

64 bit 位，占 8 个字节，取值范围 -2^63 ~ 2^63 - 1，默认值为 0。

1. long lgVar1 = 400;  // 在 int 型的取值范围内时可用，不建议，最好加上 L
2. long lgVar2 = 400L;

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float 单精度浮点数

32 bit 位，占 4 个字节，默认值为 0.0F，不能用于表示精确值，如货币。

1. float ftVar = 3.14F; // 浮点数默认类型是 double，必须加 F

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double 双精度浮点数

64 bit 位，占 8 个字节，默认值为 0.0D，浮点数默认类型，不能用于表示精确值，如货币。

1. double deVar1 = 3.14;
2. double deVar2 = 3.14E2; // 314.0
3. double deVar3 = 3.14E-2; // 0.0314

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char 字符型

16 bit 位，可以是中文字符，使用单引号括起来，本质上是一个固定占用 2 字节的无符号正整数，对应一个 Unicode 编号，用于表示 Unicode 编号对应的字符，默认值为空字符'\u0000'。
由于固定占用两个字节，char 只能表示 Unicode 编号在 65536 以内的字符，而不能表示超出范围的字符，超出范围的字符将使用两个 char 表示。

1. char crVar1 = '光';
2. char crVar2 = 97; // 可以存储数字，因为 char 的本质就是无符号正整数，对应 Unicode 编号

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boolean 布尔型

布尔型只有两个取值：true 和 false，默认值为 false。

1. boolean flag = true;

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基本数据类型转换

在 Java 中，声明变量时需要指定数据类型，JVM 会根据数据类型申请相应的内存空间，分配的空间只能存储该类型的数据。如果赋值的数据类型和声明的数据类型不一致，则需要进行数据类型转换。
布尔型不参与数据类型转换。
自动类型转换

小取值范围类型往大范围类型转自动转。
byte => short => int => long => float => double
char => int
long 的位数比 float 大，但由于 float 采用科学计数法，取值范围实际比 long 大。

1. byte a = 10;
2. short b = a;
3. int c = b;
4. long d = c;

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强制类型转换

大范围往小范围转要强转。强转可能导致数据溢出、精度丢失。

1. float ftVar = (float)3.14159; // 浮点数字面量默认是 double 类型

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隐式类型转换

1. /*
2. 1、多类型混合运算时，会自动转成容量最大的数据类型，再进行计算，并返回相应类型的结果
3.    对于整数来说，如果没有 long 型，则提升至 int 型（不管有没有 int 型变量参与）
5. 2、在取值范围内时，整数字面量（int 型）赋值给 byte、short、char 时会自动转换
7. 3、在取值范围内时，常量和字面量的运算结果赋值给 byte、short、char 时会自动转换
9. 4、赋值运算(+=、-=、...)会自动进行强转
11. 5、`char` 的运算是按 Unicode 编号进行的，在进行算术运算时会转换为 `int` 类型
12. */
14. byte a = 100;
15. // a + 1 运算提升至 int 型，值在 byte 的取值范围内，但由于是变量和字面量运算，编译时不会优化，需要手动强转
16. byte b = a + 1;
18. final byte c = 100;
19. // c + 1 运算提升至 int 型，值在 byte 的取值范围内，且是常量和字面量运算，编译时会优化，不需要手动强转
20. byte d = c + 1;
22. // 100 + 1 运算提升至 int 型，值在 byte 的取值范围内，且是字面量和字面量运算，编译时会优化，不需要手动强转
23. byte f = 100 + 1;

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引用（对象）数据类型

除基本数据类型以外的，都是引用（对象）数据类型，如：String、数组...，引用类型的默认值是 null。
引用数据类型由基本数据类型、其他引用数据类型组成，可以理解为自定义数据类型。

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