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我妹(親妹)今年上大學了，學的計算機編程，沒成想，她的一名老師竟然是我的讀者，我妹是又驚喜又恐慌，驚喜是她哥我的讀者群體還挺廣泛的嘛，恐慌的是萬一學不好豈不是很丟他哥的臉?但我相信她一定能學好!

“二哥，上一節提到了 Java 變量的數據類型，是不是指定了類型就限定了變量的取值范圍啊?”三妹吸了一口麥香可可奶茶后對我說。

“三妹，你不得了啊，長進很大嘛，都學會推理判斷了。Java 是一種靜態類型的編程語言，這意味著所有變量必須在使用之前聲明好，也就是必須得先指定變量的類型和名稱。”

Java 中的數據類型可分為 2 種：

1)基本數據類型。

基本數據類型是 Java 語言操作數據的基礎，包括 boolean、char、byte、short、int、long、float 和 double，共 8 種。

2)引用數據類型。

除了基本數據類型以外的類型，都是所謂的引用類型。常見的有數組(對，沒錯，數組是引用類型)、class(也就是類)，以及接口(指向的是實現接口的類的對象)。

來個思維導圖，感受下。

 

通過上一節的學習，我們知道變量可以分為局部變量、成員變量、靜態變量。

當變量是局部變量的時候，必須得先初始化，否則編譯器不允許你使用它。拿 int 來舉例吧，看下圖。

 

當變量是成員變量或者靜態變量時，可以不進行初始化，它們會有一個默認值，仍然以 int 為例，來看代碼：

/** 
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 */ 
public class LocalVar { 
    private int a; 
    static int b; 
 
    public static void main(String[] args) { 
        LocalVar lv = new LocalVar(); 
        System.out.println(lv.a); 
        System.out.println(b); 
    } 
} 

來看輸出結果：

0 
0 

瞧見沒，int 作為成員變量時或者靜態變量時的默認值是 0。那不同的基本數據類型，是有不同的默認值和大小的，來個表格感受下。

數據類型	默認值	大小
boolean	false	1比特
char	'\u0000'	2字節
byte	0	1字節
short	0	2字節
int	0	4字節
long	0L	8字節
float	0.0f	4字節
double	0.0	8字節

那三妹可能要問，“比特和字節是什么鬼?”

比特幣聽說過吧?字節跳動聽說過吧?這些名字當然不是亂起的，確實和比特、字節有關系。

1)bit(比特)

比特作為信息技術的最基本存儲單位，非常小，但大名鼎鼎的比特幣就是以此命名的，它的簡寫為小寫字母“b”。

大家都知道，計算機是以二進制存儲數據的，二進制的一位，就是 1 比特，也就是說，比特要么為 0 要么為 1。

2)Byte(字節)

通常來說，一個英文字符是一個字節，一個中文字符是兩個字節。字節與比特的換算關系是：1 字節 = 8 比特。

在往上的單位就是 KB，并不是 1000 字節，因為計算機只認識二進制，因此是 2 的 10 次方，也就是 1024 個字節。

(終于知道 1024 和程序員的關系了吧?狗頭保命)

 

接下來，我們再來詳細地了解一下 8 種基本數據類型。

01、布爾

布爾(boolean)僅用于存儲兩個值：true 和 false，也就是真和假，通常用于條件的判斷。代碼示例：

boolean flag = true; 

02、byte

byte 的取值范圍在 -128 和 127 之間，包含 127。最小值為 -128，最大值為 127，默認值為 0。

在網絡傳輸的過程中，為了節省空間，常用字節來作為數據的傳輸方式。代碼示例：

byte a = 10; 
byte b = -10; 

03、short

short 的取值范圍在 -32,768 和 32,767 之間，包含 32,767。最小值為 -32,768，最大值為 32,767，默認值為 0。代碼示例：

short s = 10000; 
short r = -5000; 

04、int

int 的取值范圍在 -2,147,483,648(-2 ^ 31)和 2,147,483,647(2 ^ 31 -1)(含)之間，默認值為 0。如果沒有特殊需求，整形數據就用 int。代碼示例：

int a = 100000; 
int b = -200000; 

05、long

long 的取值范圍在 -9,223,372,036,854,775,808(-2^63) 和 9,223,372,036,854,775,807(2^63 -1)(含)之間，默認值為 0。如果 int 存儲不下，就用 long，整形數據就用 int。代碼示例：

long a = 100000L;  
long b = -200000L; 

為了和 int 作區分，long 型變量在聲明的時候，末尾要帶上大寫的“L”。不用小寫的“l”，是因為小寫的“l”容易和數字“1”混淆。

06、float

float 是單精度的浮點數，遵循 IEEE 754(二進制浮點數算術標準)，取值范圍是無限的，默認值為 0.0f。float 不適合用于精確的數值，比如說貨幣。代碼示例：

float f1 = 234.5f; 

為了和 double 作區分，float 型變量在聲明的時候，末尾要帶上小寫的“f”。不需要使用大寫的“F”，是因為小寫的“f”很容易辨別。

07、double

double 是雙精度的浮點數，遵循 IEEE 754(二進制浮點數算術標準)，取值范圍也是無限的，默認值為 0.0。double 同樣不適合用于精確的數值，比如說貨幣。代碼示例：

double d1 = 12.3 

那精確的數值用什么表示呢?最好使用 BigDecimal，它可以表示一個任意大小且精度完全準確的浮點數。針對貨幣類型的數值，也可以先乘以 100 轉成整形進行處理。

Tips：單精度是這樣的格式，1 位符號，8 位指數，23 位小數，有效位數為 7 位。

 

雙精度是這樣的格式，1 位符號，11 位指數，52 為小數，有效位數為 16 位。

 

取值范圍取決于指數位，計算精度取決于小數位(尾數)。小數位越多，則能表示的數越大，那么計算精度則越高。

一個數由若干位數字組成，其中影響測量精度的數字稱作有效數字，也稱有效數位。有效數字指科學計算中用以表示一個浮點數精度的那些數字。一般地，指一個用小數形式表示的浮點數中，從第一個非零的數字算起的所有數字。如 1.24 和 0.00124 的有效數字都有 3 位。

08、char

char 可以表示一個 16 位的 Unicode 字符，其值范圍在 '\u0000'(0)和 '\uffff'(65,535)(包含)之間。代碼示例：

char letterA = 'A'; // 用英文的單引號包裹住。 

那三妹可能要問，“char 既然只有一個字符，為什么占 2 個字節呢?”

“主要是因為 Java 使用的是 Unicode 字符集而不是 ASCII 字符集。”

這又是為什么呢?我們留到下一節再講。

基本數據類型在作為成員變量和靜態變量的時候有默認值，引用數據類型也有的。

String 是最典型的引用數據類型，所以我們就拿 String 類舉例，看下面這段代碼：

/** 
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 */ 
public class LocalRef { 
    private String a; 
    static String b; 
 
    public static void main(String[] args) { 
        LocalRef lv = new LocalRef(); 
        System.out.println(lv.a); 
        System.out.println(b); 
    } 
} 

輸出結果如下所示：

null 
null 

null 在 Java 中是一個很神奇的存在，在你以后的程序生涯中，見它的次數不會少，尤其是伴隨著令人煩惱的“空指針異常”，也就是所謂的 NullPointerException。

也就是說，引用數據類型的默認值為 null，包括數組和接口。

那三妹是不是很好奇，為什么數組和接口也是引用數據類型啊?

先來看數組：

/** 
 * @author 微信搜「沉默王二」，回復關鍵字 java 
 */ 
public class ArrayDemo { 
    public static void main(String[] args) { 
        int [] arrays = {1,2,3}; 
        System.out.println(arrays); 
    } 
} 

arrays 是一個 int 類型的數組，對吧?打印結果如下所示：

[I@2d209079 

[I 表示數組是 int 類型的，@ 后面是十六進制的 hashCode——這樣的打印結果太“人性化”了，一般人表示看不懂!為什么會這樣顯示呢?查看一下 java.lang.Object 類的toString() 方法就明白了。

 

數組雖然沒有顯式定義成一個類，但它的確是一個對象，繼承了祖先類 Object 的所有方法。那為什么數組不單獨定義一個類來表示呢?就像字符串 String 類那樣呢?

一個合理的解釋是 Java 將其隱藏了。假如真的存在一個 Array.java，我們也可以假想它真實的樣子，它必須要定義一個容器來存放數組的元素，就像 String 類那樣。

public final class String 
    implements java.io.Serializable, Comparable<String>, CharSequence { 
    /** The value is used for character storage. */ 
    private final char value[]; 
} 

數組內部定義數組?沒必要的!

再來看接口：

/** 
 * @author 微信搜「沉默王二」，回復關鍵字 Java 
 */ 
public class IntefaceDemo { 
    public static void main(String[] args) { 
        List<String> list = new ArrayList<>(); 
        System.out.println(list); 
    } 
} 

List 是一個非常典型的接口：

public interface List<E> extends Collection<E> {} 

而 ArrayList 是 List 接口的一個實現：

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> 
        implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable 
{} 

對于接口類型的引用變量來說，你沒法直接 new 一個：

 

只能 new 一個實現它的類的對象——那自然接口也是引用數據類型了。

來看一下基本數據類型和引用數據類型之間最大的差別。

基本數據類型：

1、變量名指向具體的數值。2、基本數據類型存儲在棧上。

引用數據類型：

1、變量名指向的是存儲對象的內存地址，在棧上。2、內存地址指向的對象存儲在堆上。

看到這，三妹是不是又要問，“堆是什么，棧又是什么?”

堆是堆(heap)，棧是棧(stack)，如果看到“堆棧”的話，請不要懷疑自己，那是翻譯的錯，堆棧也是棧，反正我很不喜歡“堆棧”這種叫法，容易讓新人掉坑里。

堆是在程序運行時在內存中申請的空間(可理解為動態的過程);切記，不是在編譯時;因此，Java 中的對象就放在這里，這樣做的好處就是：

當需要一個對象時，只需要通過 new 關鍵字寫一行代碼即可，當執行這行代碼時，會自動在內存的“堆”區分配空間——這樣就很靈活。

棧，能夠和處理器(CPU，也就是腦子)直接關聯，因此訪問速度更快。既然訪問速度快，要好好利用啊!Java 就把對象的引用放在棧里。為什么呢?因為引用的使用頻率高嗎?

不是的，因為 Java 在編譯程序時，必須明確的知道存儲在棧里的東西的生命周期，否則就沒法釋放舊的內存來開辟新的內存空間存放引用——空間就那么大，前浪要把后浪拍死在沙灘上啊。

這么說就理解了吧?

“好了，三妹，關于 Java 中的數據類型就先說這么多吧，你是不是已經清楚了?”轉動了一下僵硬的脖子后，我對三妹說。

“差不多，二哥，我覺得還得再消化會。”

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