Java基础之8个基本类型及基本类型间转换

8种基本数据类型

Java语言有8种基本数据类型，分别用于存储整数、浮点数、字符数据和布尔类型数据。需要注意的是：现在所介绍的仅仅是基本数据类型，后续还会介绍很多非基本数据类型。基本数据类型如图 – 1所示：

图- 1

从图- 1中可以看出，基本数据类型主要分为4大类（整数类型、浮点类型、char、boolean），整数类型又分为了4小类（byte、short、int、long）, 浮点类型也分了2小类（float、double），这些数据类型的区别是怎样的？通过图– 2展示了这8种数据类型的存储空间及使用场景：

图- 2

在如上这8种数据类型中，最常用的有5种，分别为int、long、double、char、boolean。其余的数据类型几乎不用，要求对这5种基本数据类型重点掌握，其余的数据类型，有兴趣了解就可以了。

2.2. int类型

2.2.1. int类型

int是最常用的整数类型，一个int类型的变量占用4个字节，即32位的内存空间。Int的最大表示范围为：-231～231-1，即-2147483648 ~2147483647，大约正负21个亿多些。

2.2.2. 整数直接量是int类型

所谓整数直接量（literal）就是直接写出的整数，例如：下面的语句中，100就是直接量。

int a = 100；

关于整数直接量，需要注意如下要点：

整数的直接量的类型默认为int类型，如果直接写出的整数超过了int的表达范围，将会出现编译错误，下面的语句，就是因为超出了整数的范围而导致的编译错误。

int d = 10000000000; // 编译错误10000000000这个数值写出来就是错误的，因为Java认为所有直接写出的整数都是int类型，而这个数值超过了int的表达范围。

除了通常的十进制数字形式，整数直接量也可以写成16进制的形式（以0X或0x开头）或8进制的形式（以0开头），请看如下直接量三种表现形式：

int a = 100000; // 10进制
int b = 0x186a0; // 16进制
int c = 0303240; // 8进制

2.2.3. 整型数据除法运算中的取整

若对两个整数相除，会舍弃小数的部分（注意：不是四舍五入），结果也是整数。示例代码如下所示：

int c = 5/3;
System.out.println(c); // c的值为1，取整
int total = 87;
int error = 23;
int percent = error / total * 100;
System.out.println(percent+"%"); //结果为0%，23除以87整数部分为0，乘以100，为0
percent = 100 * error / total;
System.out.println(percent + "%"); // 结果为26%，230除以87整数部分为26

2.2.4. 运算时要防止溢出的发生

当两个整数进行运算时，其结果可能会超过整数的范围而发生溢出，正数过大而产生的溢出，结果为负数；负数过大而产生的溢出，结果为正数。示例代码如下所示：

int a = 2147483647; //int类型整数的上限
int b = -2147483648; //int类型整数的下限
a = a + 1;
b = b - 1;
System.out.println("a=" + a); //输出结果： a=-2147483648 溢出，结果错误。
System.out.println("b=" + b); //输出结果： b=2147483647溢出，结果错误。

2.3. long类型

2.3.1. long类型

在表示整数时，如果int类型的范围不够，可以使用long类型，一个long型的变量占用8个字节（即64位），最大表示范围为：-263 ~ 263-1，即 -9223372036854775808 ~ 9223372036854775807。

如果要表示long直接量，需要以 L 或 l 结尾。示例代码如下：

long a = 10000000000; //会有编译错误，因为10000000000编译器认为是int类型，而这个值，已经超出了int的范围
long b = 10000000000l; //正确

2.3.2. 使用long类型进行较大整数的运算

对于较大的整数运算（超过int的表达范围），可以使用long型。示例代码如下：

long distance1 = 10000 * 365 * 24 * 60 * 60 * 299792458l;
//必须有一个long型数据参与的运算结果才是long型
System.out.println("distance1="+distance1);//distance1=547836957965889536 结果正确
long distance2 = 10000 * 365 * 24 * 60 * 60 * 299792458;
System.out.println("distance2="+ distance2); //distance2=-1973211136 溢出，=号后面的数据默认为int类型，超出了范围，发生溢出。

2.3.3. 通过时间毫秒数来存储日期和时间

JDK提供 System.currentTimeMillis() 方法，返回1970年1月1日零点到此时此刻所经历的毫秒数，数据太大，故其数据类型为long。示例代码如下：

long time = System.currentTimeMillis();
System.out.println(time); //输出的结果为： 1383835712828

通过上面的代码可以看出，输出的结果已经超出int类型的最大值，因此，JDK设计的返回类型为long型，该方法常常被用于计时操作。

2.4. double类型

2.4.1. 使用double进行浮点数的运算

前面所学习的int、long都是用于存储整数的，小数即为浮点数，包括： float（单精度）和double（双精度），double类型的精度值是float类型的两倍，因此而得名双精精，在实际的应用开发中，float应用极少，大多数场合使用double表示浮点数。示例代码如下：

double pi = 3.14;
double r = 8;
double s = pi * r * r;
System.out.println("s=" + s); // 输出的结果为：s=200.96

2.4.2. 浮点数直接量是double类型

浮点数的直接量有两种写法：1）通常写法，如：3.14、314、0.1、.5。 2）科学计数法，如：1.25E2、1.25e2、1.25E-2。其中，1.25E2表示1.25乘以10的2次方。

默认的浮点直接量为double型，如果需要表示float类型的直接量，需要加“f”或“F”后缀。例如：

float f1 = 3.14 //编译错误，应该写成3.14f

2.4.3. double运算时会出现舍入误差

2进制系统中无法精确的表示1/10，就好像十进制系统中无法精确的表示1/3一样，

所以，2进制表示10进制会有一些舍入误差，对于一些要求精确运算的场合会导致代码的缺陷。示例代码如下所示：

double money = 3.0;
double price = 2.9;
System.out.println(money - price); //输出的结果是： 0.10000000000000009

如果需要精确的运算可以考虑放弃使用double或float而采用BigDecimal 类来实现。关于这一点，将在后续的章节中介绍。

2.5. char类型

2.5.1. char类型

字符类型char事实上是一个16位无符号整数（都是正数），这个值是对应字符的编码，Java字符类型采用Unicode字符集编码（通用码、统一码、万国码），而Unicode是世界通用的定长字符集，所有的字符都是16位来表示。例如：字符a实际的值为97，字符A实际的值为65，字符0实际的值为48。

字符直接量可以采用诸如：‘中’的形式，也可以采用16进制的表示形式，例如： ‘\u4e2d’，代码如下所示：

char c1 = ‘中’; //c1中存的是”中”的编码
char c2 = '\u4e2d'; //‘4e2d’为‘中’所对应的16位Unicode编码的16进制表示形式
System.out.println(c1);
System.out.println(c2);

如上代码的输出结果：c1的值为中，c2值也为中，但c1和c2内部存储的其实是”中”这个字符所对应的Unicode码，即：一个无符号的整数。

2.5.2. 对char型变量赋值

在对char型变量赋值时，可以采用如下三种方式：

方式一：

字符直接量：形如‘A’，变量中实际存储的是该字符的Unicode编码（无符号整数值），一个char型变量只能存储一个字符。示例如下：

char c1 = 'A';

方式二：

整型直接量：范围在0~65535之间的整数，变量中实际存储的即该整数值，但表示的是该整数值所对应的Unicode字符。示例如下：

char c2 = 65;

Unicode形式：形如‘\u0041’,Unicode字符的16进制形式。示例如下：

char c3 = '\u0041';

2.5.3. 使用转义字符

字符直接量需要包含在一对’’单引号之中，那如果想表示单引号’的字符时，需要怎么表示？想表示回车、换行符时，怎么表示？

因为单引号为特殊意义的字符，那么，对于不方便输出的字符可以采用转义字符来表示，示例代码如下：

char c = '\\';
System.out.println(c); //输出的结果为：\

常用转义字符如下图 – 2所示：

图- 2

2.6. boolean类型

2.6.1. 使用boolean变量进行关系运算

boolean类型适用于关系、逻辑运算，表示某个条件是否成立，只允许取值true或false，true表示条件成立，而false表示条件不成立。

boolean型变量经常用于存储关系运算的结果，所谓关系运算就是比较两个变量的大小相等等关系（此知识点，后续详细介绍）。boolean示例代码如下所示：

int age = 18;
boolean isChild = age<16;
System.out.println(isChild); // isChild的值为false
boolean running = true;
boolean closed = false;

2.7. 基本类型间转换

2.7.1. 类型间转换

不同的基本类型直接可以相互转化，主要有两种方式：

自动类型转化（隐式类型转换）：从小类型到大类型可以自动完成。类型的大小关系如下图 - 3所示：

图- 3

强制转化：从大类型到小类型需要强制转换符，语法如下：
（需要转换成的类型）变量

因为大类型的精度值大于小类型，取值范围大于小类型，所以，当使用强制转化时，有可能会造成精度的损失或者溢出，所以，在使用强制转化时要求显式的告诉编译器，正在进行强制转换。

2.7.2. 强制转换时的精度丧失和溢出

基本类型转化如下示例所示，注意强制转换时可能会造成的精度丧失和溢出。

int a = 100;
int b = 200;
long c = a + b; //自动将int转化为long
long l1 = 1024l;
int i = (int) l1; //需要加强制转化符由于1024在int的范围内，所以没有产生溢出
long l = 1024L * 1024 * 1024 * 4;
int j = (int) l; //会产生溢出
System.out.println(j); // 结果为：0
double pi = 3.1415926535897932384;
float f = (float) pi; //会造成精度的损失，因为单精度的精确度小于double
System.out.println(f); //结果为：3.1415927

2.7.3. 数值运算时的自动转换

如果在一个表达式中出现了多种数据类型，则运算结果会自动的向较大的类型进行转化，

示例如下：

//由于有long型的直接量参与，整个表达式的结果为long
long distance = 10000 * 365 * 24 * 60 * 60 * 299792458l;
//由于有double型的直接量599.0参与，整个表达式的结果为 double
double change = 800 - 599.0;
//结果为0.0，右边都是int型数据运算结果也为int类型，结果为0，再赋值给double
型，将0转化为 0.0
double persent1 = 80 / 100;
//结果为0.8，右边表达式有double型直接量参与，运算结果为double型
double persent2 = 80.0 / 100;

2.7.4. byte、char、short转换为int

在前面所介绍的8种数据类型中，byte、char、short、int、long都表示整数类型，而整型的直接量为int，在实际使用中，为了方便使用，遵循了如下的规则：

int直接量可以直接赋值给byte、char和short，只要不超过其表示范围。示例如下：

byte b = 97;
short s = 97;
char c = 97;

byte、char、short三种类型参与运算时，先一律转换成int类型再进行运算。示例如下：

byte b = 97;
int num = b + b; //num的值为194