Java程序基础——1.变量与数据类型

目录

• Java中的变量与数据类型
  • 变量：程序中的"容器"
    • 变量的定义与使用
    • 变量的特性
  • 基本数据类型：计算机可直接运算的类型
    • 整数类型
    • 浮点类型
    • 字符类型
    • 布尔类型
  • 引用类型
  • 常量：不可改变的值
  • 简化变量定义：var关键字
  • 变量的作用范围
  • 总结

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Java中的变量与数据类型

在Java编程中，变量和数据类型是构建程序的基础。理解它们的特性和使用方法，是掌握Java编程的第一步。

变量：程序中的"容器"

变量就如同数学中的代数概念，是用来存储数据的容器。在Java中，变量必须先定义后使用，这是Java作为强类型语言的基本要求。

变量的定义与使用

定义变量的基本语法是：数据类型 变量名 = 初始值;。例如：

int score = 90; // 定义一个int类型的变量score，初始值为90

如果定义变量时不指定初始值，Java会自动赋予默认值（对于整型变量，默认值为0）。但为了代码的可读性和安全性，建议显式地为变量赋值。

变量的特性

• 可重新赋值：变量的内容可以被多次修改。例如：

  int age = 20;
  age = 21; // 正确，重新赋值
  

  注意，重新赋值时不能再次指定数据类型，否则会导致报错。

• 可相互赋值：一个变量的值可以传递给另一个变量。例如：

  int a = 10;
  int b = a; // 将a的值赋给b，此时b的值为10
  

  这种赋值是值的传递，修改其中一个变量不会影响另一个变量的值。

基本数据类型：计算机可直接运算的类型

Java定义了8种基本数据类型，它们是CPU可以直接进行运算的类型。这些类型按类别可分为四大类：

整数类型

整数类型用来存储没有小数部分的数值，Java中的整数类型都是带符号的（即可表示正数和负数）。

类型	占用字节	表示范围
byte	1字节	-128 ~ 127
short	2字节	-32768 ~ 32767
int	4字节	-2147483648 ~ 2147483647
long	8字节	-9223372036854775808 ~ 9223372036854775807

定义long类型变量时，需要在数值后加L后缀：

long bigNumber = 123456789012345L;

整数可以用十进制、十六进制（前缀0x）或二进制（前缀0b）表示，例如：

int dec = 100;      // 十进制
int hex = 0x64;     // 十六进制，等同于100
int bin = 0b1100100; // 二进制，等同于100
int octalInt = 0123; // 八进制，前缀0，0123 对应的十进制数是 83

浮点类型

浮点类型用于表示带小数部分的数值，包括float和double两种：

类型	占用字节	表示范围
float	4字节	约±3.4x10³⁸
double	8字节	约±1.79x10³⁰⁸

定义float类型变量时，需要在数值后加f后缀：

float pi = 3.14f;

浮点类型可以用科学计数法表示，例如：

double speed = 3.0e8; // 表示3.0×10⁸

字符类型

char类型用于表示单个字符，占用2个字节，可存储Unicode字符：

char c1 = 'A';
char c2 = '中';

注意，char类型使用单引号'，而字符串使用双引号"。

布尔类型

boolean类型只有两个取值：true（真）和false（假），通常用于表示条件判断的结果：

boolean isPass = true;
boolean hasError = false;
boolean isGreater = 5 > 3; // 结果为true

JAVA规范中没有定义boolean类型的大小，但其到底占用了几个字节，还是得依赖于虚拟机的具体实现，符合规范的虚拟机就是1字节或者4字节。

相关内容可参考：https://www.cnblogs.com/tangshun100/p/13173006.html

引用类型

除了上述基本类型，Java中还有引用类型。引用类型变量存储的是对象的引用（类似C语言中的指针），而不是对象本身。最常用的引用类型是String（字符串）：

String name = "Java";

关于引用类型的更多内容，将在后续介绍类和对象时详细讨论。

常量：不可改变的值

如果希望变量的值在初始化后不再被修改，可以使用final关键字定义常量：

final double PI = 3.14159;

常量命名通常使用全大写字母，多个单词之间用下划线分隔，这是Java的命名规范。

使用常量的好处是提高代码的可维护性和可读性。当需要修改常量值时，只需在定义处修改一次，而不必在所有使用的地方逐一修改。

简化变量定义：var关键字

从Java 10开始，引入了var关键字，可以简化变量定义。var会根据赋值自动推断变量类型：

var sb = new StringBuilder(); // 等同于 StringBuilder sb = new StringBuilder();

使用var可以减少代码冗余，但也可能降低代码的可读性，应根据实际情况合理使用。

变量的作用范围

变量的作用范围（作用域）是指变量可以被访问的代码区域。在Java中，变量的作用域由{}来界定：

{
    int x = 10; // x的作用域开始
    {
        int y = 20; // y的作用域开始
        System.out.println(x + y); // 可以访问x和y
    } // y的作用域结束
    // System.out.println(y); // 错误，y已超出作用域
} // x的作用域结束

遵循"作用域最小化"原则，将变量定义在尽可能小的作用域内，有助于提高代码的可读性和安全性。

总结

• 变量分为基本类型和引用类型
  • 基本类型包括整型、浮点型、字符型和布尔型
  • 变量可以重新赋值和相互赋值
  • 常量使用final关键字定义，初始化后不可修改
  • Java 10引入var关键字可简化变量定义
• 留意Long整型、不同进制整型的创建方式
• 留意float浮点型的创建方式，科学计数法
• 留意字符类型的创建使用单引号
• 了解布尔类型所占字节数的规则