第5章 不可不知的數(shù)據(jù)分類法—數(shù)據(jù)類型

本章視頻教學(xué)錄像：1 小時(shí)46分鐘

Java的數(shù)據(jù)類型在程序語言的構(gòu)成要素里占有相當(dāng)重要的地位。Java的數(shù)據(jù)類型可分為基本數(shù)據(jù)類型與引用數(shù)據(jù)類型兩大類。本章介紹Java的基本數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換，其中重點(diǎn)講述整型、浮點(diǎn)類型、字符類型和布爾類型。最后對基本數(shù)據(jù)類型的默認(rèn)值進(jìn)行討論。

本章要點(diǎn)（已掌握的在方框中打鉤）

□ 掌握整數(shù)類型的分類

□ 掌握浮點(diǎn)數(shù)據(jù)類型的分類

□ 掌握字符類型數(shù)據(jù)

□ 掌握布爾類型數(shù)據(jù)

□ 熟悉基本數(shù)據(jù)類型默認(rèn)值的意義與使用方法

5.1 數(shù)據(jù)類型的意義

本節(jié)視頻教學(xué)錄像：41分鐘

為什么要有數(shù)據(jù)類型？在回答這個(gè)問題之前，我們先溫習(xí)下先賢孔子在《論語·陽貨》里的一句話：“子之武城，聞弦歌之聲。夫子莞爾而笑，曰：‘割雞焉用牛刀。’”

據(jù)此，衍生了中國一個(gè)著名的成語——“殺雞焉用宰牛刀”？這是疑問句式。是的，殺雞的刀用來殺雞，宰牛的刀用來宰牛，用宰牛的刀殺雞，豈不大材小用？

殺雞的刀和宰牛的刀雖然都是刀，但屬于不同的類型，如果二者混用，要么出現(xiàn)“大材小用”，要么出現(xiàn)“不堪使用”的情況。由此，可以看出，正是有了類型的區(qū)分，我們才可以根據(jù)不同的類型，確定其不同的功能，然后“各司其職”，不出差錯(cuò)。

除了不同類型的“刀”承擔(dān)的功能不一樣，而且如果我們給“殺雞刀”和“宰牛刀”各配一個(gè)刀套，刀套的大小也自然是不同的。“殺雞刀”放到“宰牛刀”的刀套里，勢必空間浪費(fèi)，而“宰牛刀”“放到殺雞刀”的刀套里，勢必放不下。在必要時(shí)，“宰牛刀”“經(jīng)過打磨，可以做成“殺雞刀”。

從哲學(xué)上來看，很多事物的表象千變?nèi)f化，而其本質(zhì)卻是相同。類似的，在Java語言中，每個(gè)變量（常量）都有其數(shù)據(jù)類型。不同的數(shù)據(jù)類型可允許的操作也是不同的。比如，對于整型數(shù)據(jù)，它們只能進(jìn)行加減乘除和求余操作。此外，不同的數(shù)據(jù)占據(jù)的內(nèi)存空間大小也是不盡相同的。而在必要時(shí)，不同的數(shù)據(jù)類型也是可以做到強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換的。

程序，本質(zhì)上就是針對數(shù)據(jù)的一種處理流程。那么，針對程序所能夠處理的數(shù)據(jù)，就是程序語言的各個(gè)數(shù)據(jù)類型劃分。正是有了各種數(shù)據(jù)類型，程序才可以“有的放矢”進(jìn)行各種不同數(shù)據(jù)操作。

在Java之中數(shù)據(jù)類型一共分為兩大類：基本數(shù)據(jù)類型、引用數(shù)據(jù)類型。由于引用數(shù)據(jù)類型較為難理解，所以針對于此部分的內(nèi)容，本章暫不作討論，本章討論的是基本數(shù)據(jù)類型。在Java中規(guī)定了8種基本數(shù)據(jù)類型變量來存儲(chǔ)整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)、字符和布爾值，如下圖所示。

一個(gè)變量就如同一個(gè)杯子或一個(gè)容器，在其內(nèi)要裝載某個(gè)特定的數(shù)值（如同杯子里可盛水或咖啡等）。杯子有大有小，杯子里裝的水（咖啡）也有多有少。同樣，不同類型的變量，其能表示的數(shù)據(jù)范圍也是不同的。Java的基本數(shù)據(jù)類型占用內(nèi)存位數(shù)及可表示的數(shù)據(jù)范圍如下表所示。

5.2 整數(shù)類型

本節(jié)視頻教學(xué)錄像：20分鐘

整數(shù)類型（Integer），簡稱整型，表示的是不帶有小數(shù)點(diǎn)的數(shù)字。例如，數(shù)字10、20就表示一個(gè)整型數(shù)據(jù)。在Java中，有4種不同類型的整型，按照占據(jù)空間大小的遞增次序，分別為byte（位）、short（短整型）、int（整數(shù)）及l(fā)ong（長整數(shù)）。在默認(rèn)情況下，整數(shù)類型是指int型，那么下面先通過代碼來觀察一下。

舉例來說，想聲明一個(gè)短整型變量sum時(shí)，可以在程序中做出如下的聲明。

        short sum;  //聲明sum為短整型

經(jīng)過聲明之后，Java即會(huì)在可使用的內(nèi)存空間中，尋找一個(gè)占有2個(gè)字節(jié)的塊供sum變量使用，同時(shí)這個(gè)變量的范圍只能在-32768 到 32767之間。

5.2.1 byte類型

在Java中，byte類型占據(jù)1字節(jié)內(nèi)存空間，數(shù)據(jù)的取值范圍為-128 ～ 127。

【范例5-1】 byte類型數(shù)據(jù)的使用（代碼bytedemo.java）。

        01 public class bytedemo

        02 {
        03  public static void main(String args[])
        04  {
        05   byte byte_max=Byte.MAX_VALUE;//得到Byte型的最大值
        06
        07   System.out.println("BYTE的最大值："+byte_max);
        08   }
        09 }

【運(yùn)行結(jié)果】

程序運(yùn)行結(jié)果如下圖所示。

【范例分析】

每種基本的數(shù)據(jù)類型都有幾個(gè)靜態(tài)屬性，如MAX_VALUE（最大值）、MIN_VALUE（最小值）、SIZE（大小）、TYPE（類型）等。要得到這些值，可用名稱為該類型首字母大小對象（如byte類型對應(yīng)Byte對象）通過點(diǎn)(.)操作符將其讀取出來，參見代碼05行。Byte 類將基本類型 byte 的值包裝在一個(gè)對象中。一個(gè) Byte 類型的對象只包含一個(gè)類型為 byte 的字段。Byte類常見的靜態(tài)屬性如下表所示。

屬性名稱

MAX VALUE

MIN VALUE

SIZE

TYPE

屬性值

最大值：27-1=127

最小值：-27=-128

所占的內(nèi)存位數(shù)（bit）：8位

數(shù)據(jù)類型：byte

5.2.2 short類型

short類型數(shù)據(jù)占據(jù)2個(gè)字節(jié)內(nèi)存空間，取值范圍為-32768 ～ 32767。

【范例5-2】 short類型數(shù)據(jù)的使用（代碼shortdemo.java）。

        01 public class shortdemo
        02 {
        03  public static void main(String args[])

        04  {
        05   short short_max=Short.MAX_VALUE;    //得到短整型的最大值
        06
        07   System.out.println("SHORT的最大值："+short_max);
        08
        09   }
        10 }

【運(yùn)行結(jié)果】

程序運(yùn)行結(jié)果如下圖所示。

【范例分析】

代碼05行的功能就是獲得短整數(shù)所能表達(dá)的最大數(shù)值（Short.MAX_VALUE）。

5.2.3 int類型

int類型數(shù)據(jù)占據(jù)4個(gè)字節(jié)內(nèi)存空間，取值范圍為-2147483648 ～ 2147483647。

【范例5-3】 int類型數(shù)據(jù)的使用（intdemo.java）。

        01 public class intdemo
        02 {
        03  public static void main(String args[])
        04  {
        05    int int_max= java.lang.Integer.MAX_VALUE ;    //得到整型的最大值
        06    //int int_max= Integer.MAX_VALUE ;           //與上一句功能相同
        07    System.out.println("INT的最大值："+int_max);
        08
        09   }
        10 }

【運(yùn)行結(jié)果】

程序運(yùn)行結(jié)果如下圖所示。

【范例分析】

代碼05行的功能就是獲得短整型所能表達(dá)的最大數(shù)值（Integer.MAX_VALUE）。由于java.lang包是Java語言默認(rèn)加載的，所以第05行的語句可以簡化為被注釋的第06行。lang是language（語言）的簡寫。范例【5-1】和范例【5-2】使用的就是這種簡寫模式。

由于每一種類型畢竟都有其對應(yīng)范圍的最大或最小值，那么如果說在計(jì)算的過程之中，超過了此范圍（大于最大值或小于最小值），那么就會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)的溢出問題。請參見如下的范例，整型數(shù)據(jù)的溢出（ShotDemo2.java）。

        01  public class ShotDemo2
        02  {
        03    public static void main(String args[])
        04    {
        05      int max=Integer.MAX_VALUE;  //取得int的最大值
        06      int min=Integer.MIN_VALUE;   //取得int的最小值
        07      System.out.println(max);        //最大值：2147483647
        08      System.out.println(min);        //最小值：-2147483648
        09      System.out.println(max+1);    //得到最小值：-2147483648
        10      System.out.println(max+2);    //相當(dāng)于最小值+1：-2147483647
        11      System.out.println(min-1);    //得到最大值：2147483647
        12    }
        13  }

【運(yùn)行結(jié)果】

運(yùn)行結(jié)果如下圖所示。

【范例分析】

第07、08行分別輸出int類型的最大值和最小值。那么比int類型的最大值還大1是什么值？比int類型的最小值還小1的是什么值？第09行和第11行分別給出了答案，比int類型的最大值還大1是最小值，而int類型的最小值還小1的是最大值。這里的最大值、最小值的轉(zhuǎn)換是不是有點(diǎn)中國哲學(xué)里“物極必反，否極泰來”的味道呢？悟到這個(gè)道理，讀者朋友才能找出實(shí)戰(zhàn)練習(xí)（5.9節(jié)中）第2題中的錯(cuò)誤。數(shù)據(jù)最大值、最小值會(huì)出現(xiàn)一個(gè)循環(huán)過程，這種情況就稱為數(shù)據(jù)溢出（overflow）。

5.2.4 long類型

long類型數(shù)據(jù)占據(jù)8個(gè)字節(jié)內(nèi)存空間，取值范圍為-9223372036854775808 ～ 9223372036854775807。

【范例5-4】 long類型數(shù)據(jù)的使用（LongDemo.java）。

        01 public class LongDemo
        02 {
        03  public static void main(String args[])
        04  {
        05   long long_max=java.lang.Long.MAX_VALUE; //得到長整型的最大值
        06   System.out.println("LONG的最大值："+long_max);
        07   }
        08 }

【運(yùn)行結(jié)果】

程序運(yùn)行結(jié)果如下圖所示。

【范例分析】

范例第05行定義長整型long_max，并將系統(tǒng)定義好的java.lang.Long.MAX_VALUE賦給這個(gè)變量。第07行輸出這個(gè)值。

在范例【5-4】中，我們演示了整型數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)溢出問題，而要想解決數(shù)據(jù)的溢出問題，那么最好的做法是擴(kuò)大數(shù)據(jù)的操作范圍，比int范圍大的是剛剛講到的long類型，所以可將其擴(kuò)充為long，有兩種方式擴(kuò)充。

⑴ 直接在數(shù)據(jù)前增加一個(gè)“(long)”；

⑵ 直接在數(shù)據(jù)后增加一個(gè)字母“L”。

具體用法參見【范例5-5】所示。

【范例5-5】 使用long類型解決int類型溢出問題（LongDemo.java）。

        01  public class intOverflowToLong
        02  {

        03     public static void main(String args[])
        04    {
        05      int max=Integer.MAX_VALUE;     //取得int的最大值
        06      int min=Integer.MIN_VALUE;      //取得int的最小值
        07      System.out.println(max);          //最大值：2147483647
        08      System.out.println(min);           //最小值：-2147483648
        09      System.out.println(max+(long)1);  //int型+long型=long型，2147483648
        10      System.out.println(max+2L);      //int型+long型=long型，2147483649
        11      System.out.println(min-1L);       //int型-long型=long型，-2147483649
        12    }
        13  }

【運(yùn)行結(jié)果】

運(yùn)行結(jié)果如下圖所示。

【范例分析】

第09行，數(shù)字1前面的long表示把1強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為長整型（默認(rèn)情況下1為普通整型int），為了不丟失數(shù)據(jù)的精度，低字節(jié)類型數(shù)據(jù)與高字節(jié)數(shù)據(jù)運(yùn)算，其結(jié)果自動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)楦咦止?jié)數(shù)據(jù)，因此，int型與long型運(yùn)算的結(jié)果是 long型數(shù)據(jù)。

第10行和第11行，整型數(shù)據(jù)2和1后的字母“L”也達(dá)到把2和1轉(zhuǎn)變?yōu)殚L整型的效果。

請讀者對照對比體會(huì)范例【5-4】和范例【5-5】的區(qū)別。類型轉(zhuǎn)換的知識(shí)將在5.6節(jié)詳述。

5.3 浮點(diǎn)類型

本節(jié)視頻教學(xué)錄像：10分鐘

Java浮點(diǎn)數(shù)據(jù)類型主要有雙精度double和單精度float兩個(gè)類型。

double類型：共8個(gè)字節(jié)，64位，第1位為符號(hào)位，中間11位表示指數(shù)，最后52位為尾數(shù)。float類型：共4個(gè)字節(jié)，32位，第1位為符號(hào)位，中間8位表示指數(shù)，最后23位表示尾數(shù)。

5.3.1 float類型

下面舉一個(gè)簡單的例子。在程序中，聲明一個(gè)float類型的變量num，并賦值為3.0，將num*num的運(yùn)算結(jié)構(gòu)輸出到顯示器上。

【范例5-6】 浮點(diǎn)類型的使用（floatDemo.java）。

        01 //下面這段程序說明了浮點(diǎn)數(shù)類型的使用方法
        02 public class floatDemo
        03 {
        04   public static void main(String args[])
        05   {
        06    float num=3.0f;
        07    System.out.println(num+"*"+num+"="+(num*num));
        08   }
        09 }

【運(yùn)行結(jié)果】

程序運(yùn)行結(jié)果如下圖所示。

【范例分析】

需要注意一點(diǎn)，含小數(shù)的實(shí)數(shù)默認(rèn)為double類型數(shù)據(jù)，如果定義的是float型數(shù)據(jù)，為其賦值的時(shí)候，必須要執(zhí)行強(qiáng)制轉(zhuǎn)型，有兩種方式。

⑴ 直接加上字母“F”，或小寫字母“f”，例如：“float data = 1.2F ;”或“float data = 1.2f”。

⑵ 直接在數(shù)字前加強(qiáng)制轉(zhuǎn)型為“float”，例如：“float data2 = (float) 1.2 ;”。

范例中06行定義了一個(gè)float類型變量num，并賦值為3.0f。其中3.0后的字母“f”其實(shí)就是上面講到的第一種強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換。07行將num做了簡單的乘法運(yùn)算輸出。

5.3.2 double類型

當(dāng)浮點(diǎn)數(shù)的表示范圍不夠大的時(shí)候，還有一種雙精度（double）浮點(diǎn)數(shù)可供使用。雙精度浮點(diǎn)數(shù)類型的長度為64個(gè)字節(jié)，有效范圍為-1.7×10308～1.7×10308。

Java提供了浮點(diǎn)數(shù)類型的最大值與最小值的代碼，其所使用的類全名與所代表的值的范圍，可以在下表中查閱。

類似的，在類全名中，可以省去類庫java.lang，直接取用類名稱即可。下面的程序是輸出float與double兩種浮點(diǎn)數(shù)類型的最大與最小值，讀者可以將下面程序的輸出結(jié)果與上表一一進(jìn)行比較。

【范例5-7】 取得單精度和雙精度浮點(diǎn)數(shù)類型的最大、最小值（doubleAndFloatDemo. java）。

        01 //下面這段程序用于取得單精度和雙精度浮點(diǎn)數(shù)類型的最大、最小值
        02 public class doubleAndFloatDemo
        03 {
        04   public static void main(String args[])
        05   {
        06    System.out.println("float_max="+java.lang.Float.MAX_VALUE);
        07    System.out.println("float_min="+java.lang.Float.MIN_VALUE);
        08    System.out.println("double_max="+java.lang.Double.MAX_VALUE);
        09    System.out.println("double_min="+java.lang.Double.MIN_VALUE);
        10   }
        11 }

【運(yùn)行結(jié)果】

程序運(yùn)行結(jié)果如下圖所示。

下面為聲明與設(shè)置float與double類型的變量時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)。

        double num1=-6.3e64;     //聲明num1為double，其值為-6.3*10^64
        double num2=-5.34E16;    //e也可以用大寫的E來取代

        float num3=7.32f;           //聲明num3為float，并設(shè)初值為7.32f
        float num4=2.456E67;       //錯(cuò)誤，因?yàn)?.456*1067已超過float可表示的范圍

5.4 字符類型（char）

本節(jié)視頻教學(xué)錄像：11分鐘

字符，顧名思義，就是字母和符號(hào)的統(tǒng)稱。字符類型在內(nèi)存中占有2個(gè)字節(jié)，定義時(shí)語法為。

        char a=‘字’; //聲明a為字符型,并賦初值為‘字’

下面給出一個(gè)范例來說明它的用法。

【范例5-8】 直接給字符類型賦值（charDemo.java）。

        01 //字符類型也可以直接賦給數(shù)值，下面的這段程序就是采用這種賦值方式
        02 public class charDemo
        03 {
        04   public static void main(String args[])
        05   {
        06    char ch1=97;
        07    char ch2='a';
        08    System.out.println("ch1="+ch1);
        09    System.out.println("ch2="+ch2);
        10   }
        11 }

【運(yùn)行結(jié)果】

程序運(yùn)行結(jié)果如下圖所示。

需要注意的是：字符要用一對單引號(hào)（' '）括起。但如果把一個(gè)字符變量賦值成一個(gè)單引號(hào)，就會(huì)出問題，這樣就有了轉(zhuǎn)義字符的概念。轉(zhuǎn)義字符就是用不容易混淆的字符來代替那些敏感字符，它們作為一個(gè)整體使用。

下表為常用的轉(zhuǎn)義字符。

以下面的程序?yàn)槔瑢h賦值為'\"'（要以單引號(hào)（'）包圍），并將字符變量ch輸出在顯示器上，同時(shí)在打印的字符串里直接加入轉(zhuǎn)義字符，讀者可自行比較一下兩種方式的差異。

【范例5-9】 轉(zhuǎn)義字符的使用（EscapeChar.java）。

        01 //下面這段程序表明了轉(zhuǎn)義字符的使用方法
        02 public class EscapeChar
        03 {
        04   public static void main(String args[])
        05   {
        06    char ch='\"';
        07    System.out.println(ch+"測試轉(zhuǎn)義字符！"+ch);
        08    System.out.println("\"hello world！\"");
        09   }
        10 }

【運(yùn)行結(jié)果】

程序運(yùn)行結(jié)果如下圖所示。

總結(jié)可以得知，不管是用變量存放轉(zhuǎn)義字符，還是直接使用轉(zhuǎn)義字符的方式來輸出字符串，程序都可以順利運(yùn)行。由于使用變量會(huì)占用內(nèi)存資源，因此似乎顯得有些不妥；當(dāng)然也可以不必聲明字符變量就輸出轉(zhuǎn)義字符，但如果在程序中加上太多的轉(zhuǎn)義字符，以至于造成混淆而不易閱讀時(shí)，利用聲明字符變量的方式就是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。

但是需要注意的是，Java之中默認(rèn)采用的編碼方式為Unicode編碼，此編碼是一種采用十六進(jìn)制編碼方案，可以表示出世界上的任意的文字信息。所以在Java之中單個(gè)字符里面是可以保存中文字符的，一個(gè)中文字符占據(jù)2個(gè)字節(jié)。這點(diǎn)是與C/C++對字符型的處理是有區(qū)別的，在C/C++中，中文字符只能當(dāng)作字符串處理。

【范例5-10】 單個(gè)中文字符的使用（ChineseChar.java）。

        01  public class ChineseChar
        02  {
        03    public static void main(String args[])
        04    {
        05     char c='中';//單個(gè)字符變量c，存儲(chǔ)單個(gè)中文字母
        06     System.out.println(c);
        07    }
        08  }

【運(yùn)行結(jié)果】

程序運(yùn)行結(jié)果如下圖所示。

值得注意的是，char和int型數(shù)據(jù)的互相轉(zhuǎn)型問題。遵循C語言常用的ASCII碼的習(xí)慣，字母的表示范圍是：大寫字母A～Z對應(yīng)整數(shù)65 ～ 90、小寫字母a～z對應(yīng)整數(shù)97 ～ 122、字符0～9對應(yīng)整型數(shù)49 ～ 57，由此可以發(fā)現(xiàn)，大寫字母和小寫字母之間的差是32個(gè)長度，如果按照此規(guī)律，就可以輕易的編寫一個(gè)大小寫的轉(zhuǎn)換操作。參見范例5-12所示。

【范例5-11】 單個(gè)英文字符與ASCII(整型值)的轉(zhuǎn)換（CharToInt.java）。

        01  public class CharToInt
        02  {
        03
        04    public static void main(String args[])
        05    {
        06       char c='A';
        07       int x=c;                     //字符c直接給整型變量賦值
        08       System.out.println(x);           //輸出字符A的ASCII碼值：65
        09       x=x+32;                   //編碼值提升32
        10       c=(char)x;                  //將數(shù)字的編碼值變?yōu)樽址担篴
        11       System.out.println(c);
        12
        13    }
        14 }

【運(yùn)行結(jié)果】

程序運(yùn)行結(jié)果如下圖所示。

【范例分析】

范例07行，字符c直接給整型變量賦值x，此時(shí)x的值就是c對應(yīng)的ASCII碼值，也就是65,第08行輸出這個(gè)結(jié)果。

范例第09行，整型變量x值增加32，也就是97，此值正是小寫字母‘a(chǎn)’的ASCII值。第10行將x強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換為字符型，第11行輸出該字符‘a(chǎn)’。

5.5 布爾類型（boolean）

本節(jié)視頻教學(xué)錄像：3分鐘

布爾（Boolean）本是一位英國數(shù)學(xué)家的名字。在Java中使用關(guān)鍵字boolean來聲明布爾類型。被聲明為布爾類型的變量，只有true（真）和false（假）兩種。除此之外，沒有其他的值可以賦值給這個(gè)變量。

布爾類型主要用于邏輯判斷，就如我們?nèi)粘Ｉ钪械摹罢妗焙汀凹佟币粯印１热纾覀兛梢杂貌紶栴愋蛠肀硎灸橙说男詣e，“張三”是否是“男人”？如下圖所示。

若想聲明名稱為Zhang3IsMan的變量為布爾類型，并設(shè)置為true值，可以使用下面的語句。

        boolean Zhang3IsMan=true; //聲明布爾變量Zhang3IsMan，并賦值為true

經(jīng)過聲明之后，布爾變量的初值即為true，當(dāng)然如果在程序中需要更改status的值時(shí)，即可隨時(shí)更改。將上述的內(nèi)容寫成了程序booleanDemo，讀者可以先熟悉一下布爾變量的使用。

【范例5-12】 布爾值類型變量的聲明（booleanDemo.java）。

        01   //下面的程序聲明了一個(gè)布爾值類型的變量
        02 public class booleanDemo
        03 {
        04   public static void main(String args[])

        05   {
        06    //聲明一布爾型的變量status，布爾型只有兩個(gè)取值：true、false
        07    boolean Zhang3IsMan=true;
        08    System.out.println("Zhang3 is man?="+Zhang3IsMan);
        09   }
        10 }

【運(yùn)行結(jié)果】

程序運(yùn)行結(jié)果如下圖所示。

【范例分析】

第07行定義一個(gè)布爾變量Zhang3IsMan，并賦值為true。第08行輸出這個(gè)判斷。

特別注意的是，Zhang3IsMan不能賦值為0或者1,或者其他整數(shù)，編譯器將不予通過。

布爾值通常用來控制程序的流程，讀者可能會(huì)覺得有些抽象，本書會(huì)陸續(xù)在后面的章節(jié)中介紹布爾值在程序流程中所起的作用。

5.6 數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換

本節(jié)視頻教學(xué)錄像：36分鐘

Java有嚴(yán)格的數(shù)據(jù)類型限制，每種數(shù)據(jù)類型都有其獨(dú)特的特性。這些不同的數(shù)據(jù)類型所定義的變量，它們之間的類型轉(zhuǎn)換不是輕易完成的。但在特殊情況下，還是需要進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換的操作，但必須遵循嚴(yán)格的步驟和規(guī)定。數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換方式可分為“自動(dòng)類型轉(zhuǎn)換”及“強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換”兩種。下面分別給予討論。

5.6.1 自動(dòng)類型轉(zhuǎn)換

在程序中已定義好了數(shù)據(jù)類型的變量，若想轉(zhuǎn)換用另一種數(shù)據(jù)類型表示時(shí)，Java會(huì)在下面2個(gè)條件皆成立時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換。

⑴ 轉(zhuǎn)換前后的數(shù)據(jù)類型要相互兼容。在C/C++中，整型和布爾類型的關(guān)系是 “非零即為真”——凡是不是零的整數(shù)都可以認(rèn)為是布爾值為真變量，二者是兼容的，所以可以相互轉(zhuǎn)換。而在Java中，由于boolean類型只能存放true或flase，與整數(shù)及字符不兼容，因此boolean類型不可能與其他任何數(shù)據(jù)類型進(jìn)行轉(zhuǎn)換。整數(shù)與浮點(diǎn)數(shù)亦是兼容的，所以可相互轉(zhuǎn)換。

⑵ 轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)類型的表示范圍不小于轉(zhuǎn)換前的類型。以“擴(kuò)大轉(zhuǎn)換”來看可能比較容易理解。Java在進(jìn)行數(shù)值運(yùn)算時(shí)，以盡量不損失精度（正確性）為準(zhǔn)則。例如，一個(gè)字符型的變量（本質(zhì)上是2字節(jié)大小的整數(shù)）和一個(gè)整型變量（默認(rèn)為4個(gè)字節(jié)大小整數(shù)）進(jìn)行計(jì)算，在運(yùn)算前，不同類型的操作數(shù)需要先轉(zhuǎn)化為同一數(shù)據(jù)類型，然后再實(shí)施運(yùn)算操作。因此需要將字符型的變量轉(zhuǎn)換為整型變量，否則將4字節(jié)整型變量轉(zhuǎn)換為2字節(jié)的字符型，很有可能導(dǎo)致整型變量的值會(huì)溢出，從而導(dǎo)致計(jì)算錯(cuò)誤。字符與整數(shù)是可使用自動(dòng)類型轉(zhuǎn)換的。

假設(shè)參與某種運(yùn)算有兩個(gè)不同的操作數(shù)（操作數(shù)1和操作數(shù)2），二者具有不同的數(shù)據(jù)類型，在運(yùn)算操作之前，它們需要轉(zhuǎn)換為同一數(shù)據(jù)類型，其相互轉(zhuǎn)換的規(guī)則如下表所示。

在接下來的范例中，我們來看看當(dāng)兩個(gè)數(shù)中有一個(gè)為浮點(diǎn)數(shù)時(shí)，其運(yùn)算的結(jié)果會(huì)有什么樣的變化。

【范例5-13】 聲明兩個(gè)變量，一個(gè)是整型，另一個(gè)是浮點(diǎn)型（IntAndFloat. java）。

        01 //下面這段程序聲明了兩個(gè)變量，一個(gè)是整型，另一個(gè)是浮點(diǎn)型
        02 public class IntAndFloat
        03 {
        04   public static void main(String args[])
        05   {
        06    int a=156;
        07    float b=24.1f;      //聲明一浮點(diǎn)型變量f，并賦值24.1
        08    System.out.println("a="+a+",b="+b);
        09    System.out.println("a/b="+(a/b));  //在這里整型會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)型
        10   }
        11 }

【運(yùn)行結(jié)果】

程序運(yùn)行結(jié)果如下圖所示。

【范例分析】

從運(yùn)行的結(jié)果可以看出，當(dāng)兩個(gè)數(shù)中有一個(gè)為浮點(diǎn)數(shù)時(shí)（代碼第10行），其運(yùn)算的結(jié)果會(huì)直接轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)數(shù)。當(dāng)表達(dá)式中變量的類型不同時(shí)，Java會(huì)自動(dòng)把較小的表示范圍轉(zhuǎn)換成較大的表示范圍后，再做運(yùn)算。也就是說，假設(shè)有一個(gè)整數(shù)和雙精度浮點(diǎn)數(shù)作運(yùn)算，Java會(huì)把整數(shù)轉(zhuǎn)換成雙精度浮點(diǎn)數(shù)后再做運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果也會(huì)變成雙精度浮點(diǎn)數(shù)。關(guān)于表達(dá)式的數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換，在后面的章節(jié)中會(huì)有更詳細(xì)的介紹。

現(xiàn)在，我們可以給出自動(dòng)數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)型的規(guī)律：byte short int long float double，按照范圍由小到大實(shí)現(xiàn)自動(dòng)轉(zhuǎn)型操作。

5.6.2 強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換

當(dāng)程序需要轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)類型時(shí)，可實(shí)施強(qiáng)制性的類型轉(zhuǎn)換，其語法如下。

      （欲轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)類型）變量名稱;

下面的程序說明了在Java里，整數(shù)與浮點(diǎn)數(shù)是如何轉(zhuǎn)換的。

【范例5-14】 自動(dòng)轉(zhuǎn)換和強(qiáng)制轉(zhuǎn)換的使用方法（AutoConvert.java）。

        01 //下面的范例說明了自動(dòng)轉(zhuǎn)換和強(qiáng)制轉(zhuǎn)換這兩種轉(zhuǎn)換的使用方法
        02 public class AutoConvert
        03 {
        04   public static void main(String args[])
        05   {
        06    int a=55;
        07    int b=9;
        08    float g,h;
        09    System.out.println("a="+a+",b="+b);
        10    g=a/b;
        11    System.out.println("a/b="+g+"\n");
        12    System.out.println("a="+a+",b="+b);
        13    h=(float)a/b;      //在這里對數(shù)據(jù)類型進(jìn)行強(qiáng)制轉(zhuǎn)換
        14    System.out.println("a/b="+h);
        15   }
        16 }

【運(yùn)行結(jié)果】

程序運(yùn)行結(jié)果如下圖所示。

當(dāng)兩個(gè)整數(shù)相除時(shí)，小數(shù)點(diǎn)以后的數(shù)字會(huì)被截?cái)啵沟眠\(yùn)算的結(jié)果保持為整數(shù)。但由于這并不是預(yù)期的計(jì)算結(jié)果，而想要得到運(yùn)算的結(jié)果為浮點(diǎn)數(shù)，就必須將兩個(gè)整數(shù)中的一個(gè)（或是兩個(gè)）強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)數(shù)，下面的3種寫法都正確。

        (float)a/b;          //將整數(shù)a強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成浮點(diǎn)數(shù)，再與整數(shù)b相除
        a/(float)b;          //將整數(shù)b強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成浮點(diǎn)數(shù)，再以整數(shù)a除之
        (float)a/(/float)b;     //將整數(shù)a與b同時(shí)強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成浮點(diǎn)數(shù)，再相除

只要在變量前面加上欲轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)類型，運(yùn)行時(shí)就會(huì)自動(dòng)將此行語句里的變量做類型轉(zhuǎn)換的處理，但這并不影響原先所定義的數(shù)據(jù)類型。

此外，若將一個(gè)超出該變量可表示范圍的值賦給這個(gè)變量，這種轉(zhuǎn)換稱為縮小轉(zhuǎn)換。由于在轉(zhuǎn)換的過程中可能會(huì)丟失數(shù)據(jù)的精確度，因此Java并不會(huì)“自動(dòng)”做這些類型的轉(zhuǎn)換，此時(shí)就必須要做強(qiáng)制性的轉(zhuǎn)換，例如 int x = (int)10.35（結(jié)果x=10），將double類型的值（10.35）強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為int類型（10），這樣也丟失了很多的信息。

5.7 基本數(shù)據(jù)類型的默認(rèn)值

本節(jié)視頻教學(xué)錄像：10分鐘

在Java中，若在變量的聲明時(shí)沒有賦初值，則會(huì)給該變量賦默認(rèn)值。下表列出了各種類型的默認(rèn)值。

在某些情形下，Java會(huì)給予這些沒有賦初始值的變量一個(gè)確切的默認(rèn)值，這個(gè)值沒有任何意義，但保證程序執(zhí)行時(shí)，不運(yùn)行有這種沒有初始化值的變量存在。雖然這種方式給程序編寫者帶來了很多便利，但是過于依賴系統(tǒng)給變量賦初值，就不容易檢測到是否已經(jīng)給予變量應(yīng)有的值了，這是個(gè)需要注意的問題。

5.8 高手點(diǎn)撥

本節(jié)視頻教學(xué)錄像：9分鐘

1. 整型數(shù)的除法要注意

由于整數(shù)與整數(shù)運(yùn)算，其結(jié)果還是整數(shù)，除法也不例外，而很多初學(xué)者受到數(shù)學(xué)上的慣性思維影響，沒有能充分注意，導(dǎo)致在一些考試題（面試題）中失利，請參見下面的例程，寫出程序的輸出結(jié)果：

        01  public class Demo
        02  {
        03    public static void main(String args[])
        04    {
        05     int x=10;
        06     int y=3;
        07     int result=x/y;
        08      System.out.println(result);
        09    }
        10  }

分析：由于x和y均是整數(shù)，在數(shù)據(jù)類型上，int型 / int型 = int型，所以x / y=10/3=3，而不是。本題的輸出為3，即的整數(shù)部分。

2. C/C++語言和Java語言在布爾類型上存在顯著差別

從C/C++語言過渡來學(xué)習(xí)Java的讀者，請注意Java語言與C/C++在布爾類型上有很大區(qū)別，C/C++遵循的規(guī)則是 “非零即為真”，即所有不是零的數(shù)，都可認(rèn)為是“true”，而僅把0當(dāng)作false。

而Java語言的布爾類型變量，其賦值只能是true（真）和false（假）兩種。除此之外，沒有其他的值可以賦值給布爾變量。也不能用1和0分別代替true（真）和false（假）。一言蔽之，Java語言中的布爾類型與整型無關(guān)。

5.9 實(shí)戰(zhàn)練習(xí)

本節(jié)視頻教學(xué)錄像：20分鐘

1. 編寫程序，要求運(yùn)行后要輸出long類型數(shù)據(jù)的最小數(shù)和最大數(shù)。

2. 改錯(cuò)題：指出錯(cuò)誤之處并對其進(jìn)行修改（本題改編自2013年巨人網(wǎng)絡(luò)的Java程序員筆試題）。

程序功能：輸出int類型最小值與最大值之間的所有數(shù)是否是偶數(shù)（能被2整除的數(shù)），操作符%為求余操作。

        01 public class FindEvenNumber
        02 {
        03  public static void main(String[]args)
        04  {
        05  for(int i=Integer.MIN_VALUE;i<=Integer.MAX_VALUE;++i)

        06  {
        07    boolean isEven=(i%2==0);
        08    System.out.println(String.format("i=%d,isEven=%b",i,isEven));
        09    }
        10  }
        11 }

3. 請運(yùn)行下面一段程序，并分析產(chǎn)生輸出結(jié)果的原因（改編自網(wǎng)絡(luò)Java面試題）。

        01  public class CTest
        02  {
        03    public static void main(String[]args)
        04    {
        05
        06      int x=5;
        07      int y=2;
        08      System.out.println(x+y+"K");
        09      System.out.println(6+6+"aa"+6+6);
        10    }
        11  }

【運(yùn)行結(jié)果】

【面試題分析】

對于第08行，按照運(yùn)算符從左至右的運(yùn)算順序，第一個(gè)運(yùn)算表達(dá)式是5+2=7，之后運(yùn)算表達(dá)式為7 + “K”，因?yàn)椤癒”是字符串，通過類型轉(zhuǎn)換之后將7轉(zhuǎn)換為字符，這里第二個(gè)加號(hào)“+”相當(dāng)于一個(gè)字符串連接符。所以第08行的輸出結(jié)果為7K。同理可分析第09行的輸出，第一個(gè)運(yùn)算表達(dá)式是6 + 6= 12，之后運(yùn)算表達(dá)式為12 + “aa”，因?yàn)椤癮a”是字符串，整型12被轉(zhuǎn)換為字符串“12”。通過加號(hào)連接符構(gòu)成新的字符串“12aa”。類似的，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將“12aa”后面的兩個(gè)整數(shù)“6”，逐個(gè)轉(zhuǎn)換成字符“6”，然后通過加號(hào)“+”連接成新的字符串，最終形成輸出的字符串“12aa66”。

請讀者思考一下，如果將08行字符“K”的雙引號(hào)“ ”換成單引號(hào)‘ ’，即。

        System.out.println(x + y + ‘K’);

請寫出相應(yīng)的輸出結(jié)果，并分析原因。