转载

Java杂记1—数据类型和变量

在说变量之前，我们先来说一下数据是什么？变量和数据是分不开的。

数据在计算机中实际上就是二进制，0101010101。这些二进制实际上是不方便操作的，也不方便管理，哪个人能够直接识别二进制串？

没有吧。所以为了方便管理和操作，在几乎所有的高级语言中都引入了数据类型和变量的概念。

数据类型

知道了什么是数据，那么数据类型就好解释了，数据类型实际上就是用于对数据归类的，方便理解和操作。

数据在计算机内部都是二进制，二进制程序员很难直接理解和操作啊，对于整数使用 int/long，对于小数使用 float/double, 对于字符串使用 String，使用这些数据类型和类，程序员理解和操作起来就方便多了

通过数据类型定义为数据进行分类之后，计算机就可以规范的为不同的数据类型分配不同大小的内存空间。

数据类型的作用

类型检查提高安全性
合理的内存分配

例如java中就有八种基本数据类型

整数类型： byte/short/int/long
小数类型：float/double
字符类型：char
布尔类型：boolean

就像世界万物都是由元素周期表中的108个基本元素组成的，基本数据类型就相当于化学中的基本元素，而对象就相当于世界万物，String就是char组成的，日期类型就是long。

浮点数

浮点类型介绍

long类型转换成float类型是不需要强制类型转换的，也就是说相对于flaot类型，long类型是小类型，存储的范围要更小。然而flaot只占了4个字节，而long却占了8个字节，long类型的存储空间要比float类型大。

浮点数使用 IEEE（电气和电子工程师协会）格式。浮点数类型使用符号位、指数、有效位数（尾数）来表示。

在java中，float 和 double 的结构如下：

类型|符号位|指数域|有效位域

-|-|-

float|1位|8位|23位

double|1位|11位|52位

浮点数的精度问题

存储的小数数值可能是模糊值

为什么这么说呢？看下面的代码
```
public static void main(String[] args) {
    double d1 = 0.1;
    double d2 = 0.2;
    System.out.println(d1+d2 == 0.3);
    System.out.println(d1+d2);
}
```
上述代码的运行结果是false 0.30000000000000004

也就是double类型的0.1加上0.2 并不是精确的0.3，需要注意的是出现这样的结果不是因为运算错误，而是二进制无法精确的表示十进制的0.3。就像十进制的3/10无法用小数精准表示一样，很多小数都无法准确的用浮点型表示。

小数的十进制转成二进制，十进制的小数要不断乘2，直到最后的结果为整数才是最终的二进制值，但有可能最后的结果是一个无限值，浮点型就无法表示了。

但是对于整数来说，在浮点数的有效范围内，则都是精确的。转换算法：十进制的整数转成二进制的算法是不断对2求余数，不会存在无限值的情况。
浮点数的有效位及精度

浮点型所能表示的有效位是有限的，所以哪怕是整数只要超出有效位数，也只能存近似值，也就是超出最低有效位的数据将会丢失，从而造精度丢失。 float类型的二进制有效位是24位，对应十进制的7 ~ 8位数字；double类型的二进制53位，对应十进制的10 ~ 11位数字。

double、float类型所能表示的范围比int、long类型表示的范围要广。但是不能完美的表示整型，浮点类型的精度丢失会造成一些问题。
```
public static void main(String[] args) {
    int a = 3000000;
    int b = 30000000;
    float f1 = a;
    float f2 = b;
    System.out.println("3000000==3000001 "+(f1==f1+1));
    System.out.println("30000000==30000001 "+(f2==f2+1));
    System.out.println("3000000的有效二进制位数："+ Integer.toBinaryString(a).length());
    System.out.println("30000000的有效二进制位数："+ Integer.toBinaryString(b).length());
}
```
运行结果：

3000000 == 3000001 false 30000000 == 30000001 true 3000000的有效二进制位数： 22 30000000的有效二进制位数： 25

上面的例子很好体现了精度丢失所带来的后果： 30000000==30000001 的比较居然为true了。而造成这种结果的原因就是 30000000的有效二进制位数是25位，超出了float所能表示的有效位24位，最后一位就被舍去，所以就造成在刚加的1也被舍去，因此30000000的加一操作前后的浮点型表示是一样的。

如果上面的例子中的浮点型用double就不会丢失精度，因为double的精度是52位。
如何解决浮点数精度丢失问题

JDK为此提供了两个高精度的大数操作类给我们：BigInteger、BigDecimal。

Char类型

char用于表示一个字符，这个字符可以是中文字符，也可以是英文字符。赋值时把常量字符用单引号括起来。

我们知道在java内部处理字符时，采用的都是Unicode。char本质上是一个固定占用两个字节的无符号正整数，这个正整数对应于Unicode编号，用于表示那个Unicode编号对应的字符。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。对于超出这个范围的会使用使用两个char。

char的赋值

//Ascii码
char c = 'A'
//中文字符
char c = '哈'
// 十进制 Unicode编号
char c = 39532
// 16进制 Unicode编号
char c = 0x9a6c
//Unicode字符形式
char c = '/u9a6c'

char的运算

由于char本质上是一个整数，所以可以进行整数可以进行的一些运算，在进行运算时会被看做int，但由于char占两个字节，运算结果不能直接赋值给char类型，需要进行强制类型转换，这和byte, short参与整数运算是类似的。

char类型的比较就是其Unicode编号的比较。

char的加减运算就是按其Unicode编号进行运算，一般对字符做加减运算没什么意义，但Ascii码字符是有意义的。比如大小写转换，大写A-Z的编号是 65-90，小写a-z的编号是97-122，正好相差32，所以大写转小写只需加32，而小写转大写只需减32。加减运算的另一个应用是加密和解密，将字符进行某种可逆的数学运算可以做加解密。

变量

内存中保存数据的一块区域。

为了操作数据，我们需要把数据放入内存中，数据在磁盘中是没有办法直接操作的，需要先读取到内存中，才能够进行直接的操作。而内存在计算机中实际上就是一块儿有地址编号的连续空间，在我们把数据放入内存中某个位置之后，为了方便找到和操作这个数据，需要给这个位置起一个名字，这个过程就是通过变量声明和赋值来表示的。

在现实生活中，硅谷广场有自己的地址编号，文化路86号（内存地址编号），但是同时也有自己的名字（变量名）

换句话说，所谓变量，你可以把它看做一个容器，可以用来承载一些东西，什么意思呢？你的基本类型的值，对象类型的引用都可以放入变量中，这个过程被称之为变量的赋值。之所以叫变量，是因为它表示的是内存中的位置，这个位置存放的值是可以变化的。

虽然变量的值是可以变化的，但名字是不变的，这个名字应该代表程序员心目中这块内存位置的意义，这个意义应该是不变的，比如说这个变量int second表示时钟秒数，在不同时间可以被赋予不同的值，但它表示的就是时钟秒数。之所以说应该是因为这不是必须的，如果你非要起一个变量名叫age但赋予它身高的值，计算机也拿你没办法。

变量就是给数据起名字，方便找不同的数据，它的值可以变，但含义不应变

变量的操作分为两个部分，变量的声明和变量的引用。

变量的声明，必须有变量的类型和变量名

通过声明变量，每个变量赋予一个数据类型和一个有意义的名字

声明变量之后，就在内存分配了一块位置，但这个位置的内容是未知的，赋值就是把这块位置的内容设为一个确定的值。

变量的赋值，使用赋值运算符=

赋值形式很简单，直接把熟悉的数字常量形式赋值给变量即可，对应的内存空间的值就从未知变成了确定的常量。但常量不能超过对应类型的表示范围

同时我们可以通过生活中的一些小案例来进一步形象化的说明变量：

变量就像是一个杯子，可以容纳一些东西。

而杯子，有不同的大小和类型，对应在java中就是int short等他们的大小不一样，可以放置的数据也是不一样的。