2.2 常量、變量與基本數據類型

Java語言程序設計中的數據有類型之分。每種數據類型的數據具有各自不同的存儲格式、取值范圍及運算方式。Java中的基本數據類型分為三大類：布爾型、字符型和數值型，其中數值型又包含整型和浮點型。我們在編寫程序時，應根據需要，選擇合適的數據類型來表示數據。

程序處理的數據可以是常量，也可以是變量。程序運行過程中，常量的值不可以發生變化，而變量的值可以被改變。不管常量還是變量，都有確定的數據類型，常量的數據類型取決于書寫形式，變量的類型則要在變量使用之前，通過變量聲明來指定。

2.2.1 基本數據類型

如表2-2所示，Java語言有8種基本數據類型，常常被劃分為整型、浮點型、字符型、布爾型四大類。每種數據類型在取值范圍、運算規則與表示精度方面有各自的特征。在編寫程序時，一般根據不同的需求選擇不同的數據類型。

1．整型

Java語言中的整型具體分為4種：字節型（byte）、短整型（short）、普通整型（int）、長整型（long），如表2-3所示。從byte，short，int到long，對應數據在內存中占用的存儲空間越來越大，表示數據的范圍也越來越大。

最常用的整型是int，但有些數據可能超出了int的表示能力，就需要借助long型來表示。例如，全球人口大約為74.5億，這個數值超出了int型所能表示的最大數值（231?1= 2147483647）。如果要表示比較小的數據，同時數據量大且希望控制存儲空間的總量，可以考慮使用short類型和byte類型。

2．浮點型

浮點型也就是實型，用于表示實數。Java中的浮點型有兩種，單精度浮點型（float）和雙精度浮點型（double）。計算機用一定長度的二進制串來表示實數，其精度和表示范圍必然也是有限的，也就是說，包括十進制數0.1在內的許多實數是無法用二進制形式準確表示的。

表2-4給出了double和float兩種類型的數據所占用的空間和取值范圍。double類型比float類型具有更高的精度和更大的取值范圍，同時占用更多的存儲空間。精度用有效數字位數來表示，對于double型數據，其十進制形式的左邊15位是準確的，后面則是不可靠的，對于float型數據，只有左邊6位是準確的，后面是不可靠的。

一般情況下，建議使用double類型來表示實數。如果在表示大量實數時，有控制存儲空間總量的需求，在精度和范圍允許的情況下，可以選擇使用float類型。

3．字符型

Java用字符型（char）來表示單個字母、數字字符、標點符號及其他特殊字符。計算機內部采用編碼的方式表示字符，Java語言使用編碼方案Unicode碼。每個字符型數據一般占用2字節，也就是16個二進制位。一個漢字通常也可以表示為一個字符型數據。包含多個字符的姓名、地址等數據稱為一個字符串，字符串的表示超出了Java基本數據類型的范疇，需要引入其他方式來表示。

4．布爾型

布爾型（boolean）又稱邏輯類型，用于表示“真”或“假”狀態的數據類型，對應兩種取值：true和false。在后續章節，我們將學習分支和循環語句，其中表示條件的表達式都是布爾型的數據。

2.2.2 常量

顧名思義，常量有一個具體而明確的值，在程序執行過程中，不可能發生變化。程序中的每個常量同樣有具體而確定的類型，這完全取決于常量的書寫形式。

先來看一下各種常量各自不同的書寫形式。

1．整型常量

整型常量有4種形式，分別是：十進制、八進制、十六進制、二進制。八進制整型常量以0開頭，十六進制整型常量以0x或者0X開頭，Java7版本新增了對二進制整型常量的支持，二進制整型常量以0b或者0B開頭。

（1）十進制整型常量

十進制整型常量由0～9的數字序列組成，自左向右的第一個數字不可以是0。可以用“+”或“?”表示正數或負數，“+”是可以省略的。

例如，76，?432，+5都是合法的十進制整型常量，而076則不是十進制整型常量，而是八進制整型常量。

（2）八進制整型常量

八進制整型常量由正、負號和0～7組成，第一個數字必須是0。例如，077、0132、?025是八進制整型常量，相當于十進制整型常量63、90和?21，而078是非法的常量，因為其中出現了八進制數的非法數字。

（3）十六進制整型常量

十六進制整型常量由正、負號和0～9、a～f或A～F組成，有前綴0x。例如，0x168、?0xf9是十六進制整型常量，相當于十進制整型常量360、?249。

（4）二進制整型常量

二進制整型常量由正、負號和0、1組成，有前綴0b（或0B）。例如，0b11110、?0b101是二進制整型常量，相當于十進制整型常量30、?5。

任何一個整數都可以用4種形式來表示。例如，15、017、0xF、0B1111的形式不同，但數值是相等的。程序的整型常量通常采用十進制形式，在某些場合下（例如，涉及二進制位操作時），用八進制、十六進制或二進制形式，更加直觀。

我們知道，整型可分為byte、short、int和long。要判斷一個整型常量具體屬于哪一種，首先根據其后的字母后綴判斷，后綴l和L表示long型常量，如?32l、2L。

如果整型常量后沒有出現這樣的后綴，其類型就取決于常量數值的大小，如0、127是byte型，128、32767是short型，32768、2147483647是int型。但2147483648是一個非法的整型常量，超出了int型的表示范圍，需要表示為2147483647L。

2．浮點型常量

浮點型常量有兩種形式，一種是十進制小數形式，另一種是指數形式。

（1）十進制小數形式

十進制小數形式由數字和小數點組成，例如，+10.625、?6.2、0.0、0.666、5467.5都是合法的浮點型常量，?2.、0.0、5.也是合法的浮點型常量。

（2）指數形式

指數形式類似于科學記數法，通常被用來以緊湊的方式表示非常大和非常小的值。它由正、負號、數字和字母e（或E）組成，e是指數的標志，在e的前面要有數據，e之后的指數只能是整數。例如，1625.0可以寫成1.625E3，0.00731可以寫成7.31E?3。而0.2E2.3和E?5是非法的表示形式。

指數形式適用于絕對值非常小或非常大的浮點數值。

浮點型常量默認情況下是double類型，也可以在數字后附加d或D來表示double類型。如果要表示float類型常量，可以在數字后附加F或f。例如，3.14159、3.14159d和3.14159D是double型常量，3.14159f和3.14159F是float型常量。

3．字符型常量

字符型常量是由單引號括起的單個字符，例如，'a'，'6'，'M'，'&'，'中'。每個字符型常量都使用Unicode編碼，占2字節的內存。字符常量只能是一個字符，如'XY'是非法的。字符常量區分大小寫字母，如'F'和'f'是兩個不同的字符常量。這里的單引號僅起字符常量邊界符的作用，并不是字符常量的一部分。需要注意的是，單引號和雙引號在此是不可混用的，單引號表示一個字符，而雙引號表示包含單個字符的字符串。

有些字符，如換行、退格等，它們無字符表示，需要采用特殊的形式——轉義字符來表示。轉義字符由反斜杠跟上一個字符或數字組成，它把反斜杠后面的字符或數字轉換成別的意義。例如，'\n'表示換行，'\b'表示向后移一個空格。表2-5列出了常見的轉義字符。

4．布爾型常量

布爾型常量只有兩個值：true和false。

2.2.3 變量

變量在程序中用于存放數據。每個變量需要一個名字，屬于一個確定的數據類型，占據一定的存儲空間，用來存放數據，這個數據也就是變量的值。在程序運行過程中，變量的值可以改變。

1．變量的聲明

在使用變量之前，必須先聲明其類型。變量聲明的作用是為變量指定一個名字和數據類型。在Java程序中，變量聲明的基本形式是：

例如：

數據類型可以是byte、short、int、char、float、double、boolean等8種基本數據類型。變量名表可以只有一個變量名，也可以包含多個變量名。如果是多個變量名，不同變量名之間用逗號分隔。變量名應該符合標識符的命名規范。

變量聲明表面上只是確定了變量的名稱和變量的數據類型。實際上還明確了變量所需要的存儲空間、變量的取值范圍及變量所能參與的運算。例如，前面定義的weight占4字節，可以存放一個整數（最小?2147483648，最大2147483647），可以參與包括加、減、乘、除在內的整數運算。

一旦定義之后，變量的類型是不能改變的。也就是說，一個變量名被定義之后，在同一個程序塊內，不可以重新定義該變量名。

2．變量的初始化

在聲明變量時，可以對變量進行初始化，也就是給變量設置一個初始值。

例如：

Java語言規定，如果變量從來未被賦值，則不可以執行獲取變量值的操作，否則屬于語法錯誤。也就是說，除對該變量賦值以外，其他操作都是非法操作。

若有上述變量聲明及初始化，那么：

（1）語句“x=a+y”有語法錯誤，因為a未被初始化。

（2）語句“a=x+y”是合法的，實現的功能是把x和y之和賦值給a。