Java 数据类型在实际开发中应用

　　在前边的博文中，我已经介绍了Java核心的容器IO等，现在我来说一下java中的数据类型。在java中，一切东西皆为对象（这句话意思是java中绝大数情况都用对象），极少数不是对象的，也存在与之对应的对象（比如基本数据类型存在与之对应的包装类，数组有List对象可以代替）

　　Java中数据类型主要有“基本数据类型”、“String”、“引用类型” （基本的引用类型不多做介绍，在下一篇博文中着重介绍“枚举”，也算是引用类型的一种）

一：基本数据类型　

1.1基本数据类型的定义

　　byte、char、int、 float 、double、long...这些属于java的基本数据类型。具体用法可以参照（Java基本数据类型总结 ) .在java看来，使用基本类型并不是面向对象的设计，于是提供一些专门的包装类。实际开发中，不需要我们考虑到底是用基本类型还是包装类（Java提供了自动装箱机制）。当然基本类型还是有必要学习一下的。

1.1.1按种类了解基本类型

　　　基本类型可以分为三类，字符类型char，布尔类型boolean以及数值类型byte、short、int、long、float、double。JAVA中的数值类型不存在无符号的，它们的取值范围是固定的，不会随着机器硬件环境或者操作系统的改变而改变　　　

Java决定了每种简单类型的大小，并不随着机器结构的变化而变化。这正是Java程序具有很强移植能力的原因之一。下表列出了Java中定义的简单类型、占用二进制位数及对应的封装器类。

简单类型	boolean	byte	char	short	Int	long	float	double	void
二进制位数	1	8	16	16	32	64	32	64	--
封装器类	Boolean	Byte	Character	Short	Integer	Long	Float	Double	Void

　　这张表可以简单的看一下，但不推荐花费太多时间（实际开发不需要，如果是应付考试还是需要记一下的）。因为 Java语言之所以流行就是希望程序员可以消耗更少的心力在语法上，从而省出更多的时间去整理具体的业务逻辑。在基本数据类型这一块，Java提供自动装箱机制，下面简单介绍一下自动装箱。

1.1.2Java中自动装箱

　　自动装箱就可以简单的理解为将基本数据类型封装为对象类型，来符合java的面向对象。比如你可以直接把一个int值复制给一个Integer对象

//声明一个Integer对象

Integer num = 10;

　　自动装箱的时候，存在一个细节点就是“对于值从–128到127之间的值，它们被装箱为Integer对象后，会存在内存中被重用，始终只存在一个对象”,测试如下

//在-128~127 之外的数

Integer num1 = 297;   Integer num2 = 297;

System.out.println("num1==num2: "+(num1==num2));

 // 在-128~127 之内的数

 Integer num3 = 97;   Integer num4 = 97;

System.out.println("num3==num4: "+(num3==num4));

//测试结果：num1==num2: false  \n  num3==num4: true

　　有时候，只能用包装类，不能用基本数据类型，比如集合内

　　具体的细节可以参考这几位仁兄的博客（Java 自动装箱与拆箱(Autoboxing and unboxing)，java 自动装箱与拆箱）

1.2 基本数据类型的保存位置

　　　基本类型存储在栈中，处于效率考虑，基本类型保存在栈中。延伸一下，包装类保存在堆中（注意我之前说过的-127到128之间的包装类Integer）

1.3 堆栈的简单介绍（这个和基本数据类型没有太大关系相当于是扩展内容）

　　Java的堆是一个运行时数据区，不需要程序代码来显式的释放，由垃圾回收来负责即可。堆的优势是可以动态地分配内存大小，生存期也不必事先告诉编译器（因为是在运行时动态分配内存的，Java的垃圾收集器会自动收走这些不再使用的数据）。但缺点是，由于要在运行时动态分配内存，存取速度较慢。

　　栈的优势是，存取速度比堆要快，仅次于寄存器，栈数据可以共享。但缺点是，存在栈中的数据大小与生存期必须是确定的，缺乏灵活性。栈中主要存放一些基本类型的变量数据（int, short, long, byte, float, double, boolean, char）和引用数据类型（这个和基本数据类型无关，不多做介绍）

1.3.1 数据共享简单介绍

//基本数据类型的共享和对象不一样，对象共享的本质上是引用,对象修改会影响另外一个变量，基本类型只是共享的值，当值修改时，实际上是让变量又重新指向了另一个地方
public static void main(String[] args) { int a = 5; int b = 5;//一定是先找栈里有没有5，有就让b也指向5 a = 6;　　//先找栈里有没有6，如果没有则新建6并让a指向
　　 System.out.println(b); }

1.3.2 局部变量与成员变量保存位置简单介绍

对于成员变量和局部变量：成员变量就是方法外部，类的内部定义的变量；局部变量就是方法或语句块内部定义的变量。局部变量必须初始化。

形式参数是局部变量，局部变量的数据存在于栈内存中。栈内存中的局部变量随着方法的消失而消失。
成员变量存储在堆中的对象里面，由垃圾回收器负责回收

1.class BirthDate {  
2.    private int day;  //day是成员变量
3.    private int month;  
4.    private int year;      
5.    public BirthDate(int d, int m, int y) {  
6.        day = d;   //d是局部变量
7.        month = m;   
8.        year = y;  
9.    }  
10.    省略get,set方法………  
11.}

1.3.3 java中常量简单介绍

十六进制整型常量：以十六进制表示时，需以0x或0X开头，如0xaa,0X9f。
八进制整型常量：八进制必须以0开头，如0123，034。
长整型：长整型必须以L作结尾，如9L,342L。
浮点数常量：由于小数常量的默认类型是double型，所以float类型的后面一定要加f(F)。同样带小数的变量默认为double类型。　如：float f;f=1.3f;//必须声明f。
字符常量：字符型常量需用两个单引号括起来（注意字符串常量是用两个双引号括起来）。Java中的字符占两个字节。

1.4 Java基本类型的“类型转换”

　　简单类型数据间的转换,有两种方式:自动转换和强制转换,通常发生在表达式中或方法的参数传递时。

1.4.1 自动转换：是JVM根据条件自动帮助我们转换，可以简单了解一下转换规则。

　　当一个较"小"数据与一个较"大"的数据一起运算时,系统将自动将"小"数据转换成"大"数据,再进行运算。

这些类型由"小"到"大"分别为 (byte，short，char)--int--long--float—double，这里我们所说的"大"与"小",并不是指占用字节的多少,而是指表示值的范围的大小。所以byte --char--short之间不可以自动转换

1.4.2 强制转换：

　将"大"数据转换为"小"数据时，你必须使用强制类型转换。即你必须采用下面这种语句格式： int n=(int)3.14159/2;可以想象，这种转换肯定可能会导致溢出或精度的下降

　表达式的数据类型自动提升 eg 所有的byte,short,char型的值将被提升为int型；
　包装类和基本类型转换：实际上Java存在一个自动装箱的机制，他可以自动转换。但是，我们可以用构造器转为包装类；用包装类对象的xxxValue()把包装类转为基本类型
　其它类型间转为字符串：①调用类的串转换方法:X.toString(); ②自动转换:X+""; ③使用String的方法:String.volueOf(X);
　字符串转为其它类型 ①先转换成相应的封装器实例,再调用对应的方法转换成其它类型 new Double("3.1").doubleValue().或者Double.valueOf("32.1").doubleValue()②静态parseXXX方法String s = "1";byte b = Byte.parseByte( s );
Date类与其它数据类型的相互转换：整型和Date类之间并不存在直接的对应关系，只是你可以使用int型为分别表示年、月、日、时、分、秒，这样就在两者之间建立了一个对应关系。具体转换，可能用到format类

1.4.3 备注　　　　　　　　　　　　　　

　　只有boolean不参与数据类型的转换　　

二：String类型

　　在实际开发中 String使用非常广泛。于是Java设计者针对String做了非常多的优化来提高效率，这虽然提高了程序的效率，但是在一定程度上也会给我们开发提高了难度，于是在Thinking in Java中单独把String当作一个章节。下面我会从整体上总结一下String,一些具体的方法可以去查询API（Java API）

2.1 String创建方式

　　new是按照面向对象的标准语法，在内存使用上存在比较大的浪费。所以String对象的创建是不需要new的（这样可以提高效率，但是如果用new创建字符串也不会报错）

2.1.1在这里，延伸一下，java中创建对象的方式一共存在五种：

　　分别是 new 关键字、Class类的 newInstance 方法、Constructor类的 newInstance 方法、String对象的 clone方法、反序列化机制。但是String对象还有一种特殊的创建方式，就是通过使用 “ 或 ’ 包裹字符序列

    public static void main(String[] args)

    {

        String s = "Hello World!";//实际上当""的时候java就创建了该对象

        System.out.println(s); 
 

    }

下面的代码详细的对比了java的正常创建形式（“”）和 new的区别 (参照自深入理解Java：String ）,在这里，我推荐一下 String的原理与用法总结。该博主图画的还是挺清晰的，一目了然

public static void main(String[] args) {

        String s1 = "abc";

        // ↑ 在字符串池创建了一个对象

        String s2 = "abc";

        // ↑ 字符串pool已经存在对象“abc”(共享),所以创建0个对象，累计创建一个对象

        System.out.println("s1 == s2 : " + (s1 == s2));

        // ↑ true 指向同一个对象，

        System.out.println("s1.equals(s2) : " + (s1.equals(s2)));

        String s3 = new String("abc");

        // ↑ 创建了两个对象，一个存放在字符串池中，一个存在与堆区中；

        // ↑ 还有一个对象引用s3存放在栈中

        String s4 = new String("abc");

        // ↑ 字符串池中已经存在“abc”对象，所以只在堆中创建了一个对象

        System.out.println("s3 == s4 : " + (s3 == s4));

        // ↑false s3和s4栈区的地址不同，指向堆区的不同地址

        System.out.println("s3.equals(s4) : " + (s3.equals(s4)));

        // ↑true s3和s4的值相同

        System.out.println("s1 == s3 : "+(s1==s3));

        //↑false 存放的地区多不同，一个栈区，一个堆区

        System.out.println("s1.equals(s3) : "+(s1.equals(s3)));

        //↑true  值相同

        /**

         * 情景三：

         * 由于常量的值在编译的时候就被确定(优化)了。

         * 在这里，"ab"和"cd"都是常量，因此变量str3的值在编译时就可以确定。

         * 这行代码编译后的效果等同于： String str3 = "abcd";

         */

        String str1 = "ab" + "cd";  //1个对象

        String str11 = "abcd";

        System.out.println("str1 = str11 : "+ (str1 == str11));

        /**

         * 情景四：

         * 局部变量str2,str3存储的是存储两个拘留字符串对象(intern字符串对象)的地址

         * 第三行代码原理(str2+str3)：

         * 运行期JVM首先会在堆中创建一个StringBuilder类，

         * 同时用str2指向的拘留字符串对象完成初始化，

         * 然后调用append方法完成对str3所指向的拘留字符串的合并，

         * 接着调用StringBuilder的toString()方法在堆中创建一个String对象，

         * 最后将刚生成的String对象的堆地址存放在局部变量str4中

         * 而str5存储的是字符串池中"abcd"所对应的拘留字符串对象的地址。

         * str4与str5地址当然不一样了

         * 内存中实际上有五个字符串对象：

         *  三个拘留字符串对象、一个String对象和一个StringBuilder对象。

         */

        String str2 = "ab";  //1个对象

        String str3 = "cd";  //1个对象

        String str4 = str2+str3;

        String str5 = "abcd";

        System.out.println("str4 = str5 : " + (str4==str5)); // false

        //↑------------------------------------------------------over

        /**

         * 情景五：

         *  JAVA编译器对string + 基本类型/常量 是当成常量表达式直接求值来优化的。

         *  运行期的两个string相加，会产生新的对象的，存储在堆(heap)中

         */

        String str6 = "b";

        String str7 = "a" + str6;

        String str67 = "ab";

        System.out.println("str7 = str67 : "+ (str7 == str67));

        //↑str6为变量，在运行期才会被解析。

        final String str8 = "b";

        String str9 = "a" + str8;

        String str89 = "ab";

        System.out.println("str9 = str89 : "+ (str9 == str89));

        //↑str8为常量变量，编译期会被优化

    }

2.1.2 简单的概括一下：

　　用“”创建对象的时候，String对象是放到常量池中，只会创建一个，每次都是先去找一下常量池有没有该字符串

　　用 new创建对象，会在队中创建一个对象，然后在栈内创建该对象应用，每次都是新创建

2.2 String类初始化后是不可变的(immutable)

　　String类初始化之后不可变，因为java设计者不希望我们方法传参是字符串的时候，方法内修改会影响外边的串，所以采取了一种传递拷贝的方式（也就是传值）

 String ss = "this is the origen String";

 TestString.showString(ss);

public static void showString(String s){

    System.out.println(s);

}

2.2.1 Java中String不可变是怎么一回事

　　java中，一旦产生String对象，该对象就不会在发生变化。但是String另一方面的确提供了修改String的方法。这看起来很矛盾，实际上是我们没有仔细的了解那些修改的方法

比如replace(),如果可以看到源码，可以清楚的看到该方法实际上新产生一个字符串，替换操作是针对新的字符串。（下图参考自参考Java进阶01 String类，简单的表示replace()方法调用时

s的变化）

下边的代码：我在原字符串的基础上添加了一句话，然后判断他们是否相同（如果是同一个对象修改，==输出结果应该是true）

String s1 = "我";

s1+="我想在加点东西";
system.out.println(s1 == s2)//输出结果是false

思考一下 "s1指向的对象中的字符串是什么"（我们潜意识的认为s1也会被修改，但是当s2 = "s2"时，实际上s2的引用已经被修改，它和s1没关系了）

String s1 = "s1";

String s2 = s1;

s2 = "s2";//s1指向的对象中的字符串是什么?
System.out.println(s1);//输出结果是s1

再重复一遍，无论是修改字符串的方法还是对字符串赋值，都和普通的对象不同。赋值是让字符串指向一个新的字符串，方法传参是copy一份值，传入进去。

　　再比如说：String str=”kv”+”ill”+” “+”ans”; 就是有4个字符串常量，首先”kv”和”ill”生成了”kvill”存在内存中，然后”kvill”又和” ” 生成 “kvill “存在内存中，最后又和生成了”kvill ans”;并把这个字符串的地址赋给了str

所以 + 会产生很多临时变量。下文中会说到StringBuilder 来避免这种情况。不过有一种特殊情况。 "ab"+"cd" 在JVM编译后和"abcd"一样

String str1 = "ab" + "cd";  //1个对象

String str11 = "abcd";

System.out.println("str1 = str11 : "+ (str1 == str11));

2.2.2 Java是怎样做到String的不可变的

在String源码中，使用private final char value[]来实现字符串的存储,就是因为final,才说String类型是不可变

 /** The value is used for character storage. */

    private final char value[];

2.3 String的保存位置

　　深入一点，我们了解一下String保存的位置（可以参考java+内存分配及变量存储位置的区别[转]，java中的String类常量池详解）

　　 String常量是保存在常量池中。JVM中的常量池在内存当中是以表的形式存在的，对于String类型，有一张固定长度的CONSTANT_String_info表用来存储文字字符串值，注意：该表只存储文字字符串值，不存储符号引用。说到这里，对常量池中的字符串值的存储位置应该有一个比较明了的理解了。在程序执行的时候,常量池会储存在Method Area,而不是堆中。常量池中保存着很多String对象; 并且可以被共享使用，因此它提高了效率

　　什么是常量池

　　常量池指的是在编译期被确定，并被保存在已编译的.class文件中的一些数据。

除了包含代码中所定义的各种基本类型（如int、long等等）和对象型（如String及数组）的常量值(final)还包含一些以文本形式出现的符号引用。

2.4主要的方法　　　

s.length() 返回s字符串长度
s.charAt(2) 返回s字符串中下标为2的字符
s.substring(0, 4) 返回s字符串中下标0到4的子字符串
s.indexOf("Hello") 返回子字符串"Hello"的下标
s.startsWith(" ") 判断s是否以空格开始
s.endsWith("oo") 判断s是否以"oo"结束
s.equals("Good World!") 判断s是否等于"Good World!" ==只能判断字符串是否保存在同一位置。需要使用equals()判断字符串的内容是否相同。
s.compareTo("Hello Nerd!") 比较s字符串与"Hello Nerd!"在词典中的顺序，返回一个整数，如果<0，说明s在"Hello Nerd!"之前如果>0，说明s在"Hello Nerd!"之后如果==0，说明s与"Hello Nerd!"相等。
s.trim() 去掉s前后的空格字符串，并返回新的字符串
s.toUpperCase() 将s转换为大写字母，并返回新的字符串
s.toLowerCase() 将s转换为小写，并返回新的字符串
s.replace("World", "Universe") 将"World"替换为"Universe"，并返回新的字符串

2.5:简单概括总结String中的细节点

　　总体来说，如果你还是对String感到困惑，不如把握住一点就是“ 创建时间” 如果编译期就知道是啥，会丢到常量池.

　单独使用""引号创建的字符串都是常量,编译期就已经确定存储到String Pool中；
　使用new String("")创建的对象会存储到heap中,是运行期新创建的；　　
　使用只包含常量的字符串连接符如"aa" + "aa"创建的也是常量,编译期就能确定,已经确定存储到String Pool中；
使用包含变量的字符串连接符如"aa" + s1创建的对象是运行期才创建的,存储在heap中；
intern()： String实例调用该方法可以让JVM检查常量池，如果没有实例的value属性对应的字符串序列，就将本实例放入常量池，如果有则返回常量池中相对应的实例的引用而不是当前实例的引用

2.6 StringBuilder 和StringBuffer 和 +

　　首先StringBuilder 和StringBuffer区别是 StringBuffer线程安全（存在一堆synchronized）

　　其次，我们推荐用StringBuilder 而不是+ ,虽然+号在jvm中本质也是建StringBuilder,但是每s = s+"1";都会引入一个StringBuilder对象

  String [] aaa = {"1","2","3"};

  for (String s : aaa) {

            s+="1";//每循环一次，都会产生一个StringBuilder对象

}

另外：StringBuilder允许我们在声明的时候指定大小，避免我们多次分配缓存　　

三：Java引用类型

Java有 5种引用类型（对象类型）：类接口数组枚举标注。

new 的对象会放到java堆中，然后把引用放到栈内，这里不多加叙述