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深入理解 Java 基本數據類型

有變 ava 基本 丟失 lse 創建 gin 賦值 架構

數據類型分類
Java 中的數據類型有兩類:

String
值類型
Java 語言提供了 8 種基本類型,大致分為 4 類

整數型
byte - 8 位。
short - 16 位。
int - 32 位。
long - 64 位,賦值時一般在數字後加上 l 或 L 。
浮點型
float - 32 位,直接賦值時必須在數字後加上 f 或 F 。
double - 64 位,賦值時一般在數字後加 d 或 D 。
字符型
char - 16 位,存儲 Unicode 碼,用單引號賦值。
布爾型
boolean - 只有 true 和 false 兩個取值。
值類型和引用類型的區別
從概念方面來說
基本類型:變量名指向具體的數值。
引用類型:變量名指向存數據對象的內存地址。
從內存方面來說
基本類型:變量在聲明之後,Java 就會立刻分配給他內存空間。
引用類型:它以特殊的方式(類似 C 指針)向對象實體(具體的值),這類變量聲明時不會分配內存,只是存儲了一個內存地址。
從使用方面來說

equals
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這篇文章對於基本數據類型和引用類型的內存存儲講述比較生動。

數據轉換
Java 中,數據類型轉換有兩種方式:

自動換行
強制轉換
自動轉換
一般情況下,定義了某數據類型的變量,就不能再隨意轉換。但是 JAVA 允許用戶對基本類型做 有限度 的類型轉換。

如果符合以下條件,則 JAVA 將會自動做類型轉換:

由小數據轉換為大數據
顯而易見的是,“小”數據類型的數值表示範圍小於“大”數據類型的數值表示範圍,即精度小於“大”數據類型。

所以,如果“大”數據向“小”數據轉換,會丟失數據精度。比如:long 轉為 int,則超出 int 表示範圍的數據將會丟失,導致結果的不確定性。

反之,“小”數據向“大”數據轉換,則不會存在數據丟失情況。由於這個原因,這種類型轉換也稱為 擴大轉換 。

這些類型由“小”到“大”分別為:(byte,short,char) < int < long < float < double。

這裏我們所說的“大”與“小”,並不是指占用字節的多少,而是指表示值的範圍的大小。

轉換前後的數據類型要兼容
由於 boolean 類型只能存放 true 或 false,這與整數或字符是不兼容的,因此不可以做類型轉換。

整型類型和浮點型進行計算後,結果會轉為浮點類型
示例:

long x = 30;
float y = 14.3f;
System.out.println("x/y = " + x/y);
輸出:

x/y = 1.9607843
可見 long 雖然精度大於 float 類型,但是結果為浮點數類型。

強制轉換
在不符合自動轉換條件時或者根據用戶的需要,可以對數據類型做強制的轉換。

強制轉換使用括號 () 。
引用類型也可以使用強制轉換。

示例:

float f = 25.5f;
int x = (int)f;
System.out.println("x = " + x);
裝箱和拆箱
包裝類、裝箱、拆箱
Java 中為每一種基本數據類型提供了相應的包裝類,如下:

Byte <-> byte
Short <-> short
Integer <-> int
Long <-> long
Float <-> float
Double <-> double
Character <-> char
Boolean <-> boolean
引入包裝類的目的就是:提供一種機制,使得 基本數據類型可以與引用類型互相轉換 。

基本數據類型與包裝類的轉換被稱為 裝箱 和 拆箱 。

裝箱 (boxing)是將值類型轉換為引用類型。 例如: int 轉 Integer
裝箱過程是通過調用包裝類的 valueOf 方法實現的。
拆箱 (unboxing)是將引用類型轉換為值類型。 例如: Integer 轉 int
拆箱過程是通過調用包裝類的 xxxValue 方法實現的。(xxx 代表對應的基本數據類型)。
自動裝箱、自動拆箱
基本數據(Primitive)型的自動裝箱(boxing)拆箱(unboxing)自 JDK 5 開始提供的功能。

JDK 5 之前的形式:

Integer i1 = new Integer(10); // 非自動裝箱
JDK 5 之後:

Integer i2 = 10; // 自動裝箱
Java 對於自動裝箱和拆箱的設計,依賴於一種叫做享元模式的設計模式(有興趣的朋友可以去了解一下源碼,這裏不對設計模式展開詳述)。

:point_right: 擴展閱讀: 深入剖析 Java 中的裝箱和拆箱

結合示例,一步步闡述裝箱和拆箱原理。

裝箱、拆箱的應用和註意點
裝箱、拆箱應用場景
一種最普通的場景是:調用一個 含類型為 Object 參數的方法 ,該 Object 可支持任意類型(因為 Object 是所有類的父類),以便通用。當你需要將一個值類型(如 int)傳入時,需要使用 Integer 裝箱。
另一種用法是:一個 非泛型的容器 ,同樣是為了保證通用,而將元素類型定義為 Object 。於是,要將值類型數據加入容器時,需要裝箱。
當 == 運算符的兩個操作,一個操作數是包裝類,另一個操作數是表達式(即包含算術運算)則比較的是數值(即會觸發自動拆箱的過程)。
示例:

Integer i1 = 10; // 自動裝箱
Integer i2 = new Integer(10); // 非自動裝箱
Integer i3 = Integer.valueOf(10); // 非自動裝箱
int i4 = new Integer(10); // 自動拆箱
int i5 = i2.intValue(); // 非自動拆箱
System.out.println("i1 = [" + i1 + "]");
System.out.println("i2 = [" + i2 + "]");
System.out.println("i3 = [" + i3 + "]");
System.out.println("i4 = [" + i4 + "]");
System.out.println("i5 = [" + i5 + "]");
System.out.println("i1 == i2 is [" + (i1 == i2) + "]");
System.out.println("i1 == i4 is [" + (i1 == i4) + "]"); // 自動拆箱
// Output:
// i1 = [10]
// i2 = [10]
// i3 = [10]
// i4 = [10]
// i5 = [10]
// i1 == i2 is [false]
// i1 == i4 is [true]
示例說明:

上面的例子,雖然簡單,但卻隱藏了自動裝箱、拆箱和非自動裝箱、拆箱的應用。從例子中可以看到,明明所有變量都初始化為數值 10 了,但為何會出現 i1 == i2 is [false 而 i1 == i4 is [true] ?

原因在於:

i1、i2 都是包裝類,使用 == 時,Java 將它們當做兩個對象,而非兩個 int 值來比較,所以兩個對象自然是不相等的。正確的比較操作應該使用 equals 方法。
i1 是包裝類,i4 是基礎數據類型,使用 == 時,Java 會將兩個 i1 這個包裝類對象自動拆箱為一個 int 值,再代入到 == 運算表達式中計算;最終,相當於兩個 int 進行比較,由於值相同,所以結果相等。
裝箱、拆箱應用註意點
裝箱操作會創建對象,頻繁的裝箱操作會造成不必要的內存消耗,影響性能。所以 應該盡量避免裝箱。
基礎數據類型的比較操作使用 == ,包裝類的比較操作使用 equals 方法。
小結
(1)Java 中的數據類型有兩類:

值類型( byte 、 short 、 int 、 long 、 float 、 double 、 char 、 boolean )
引用類型(除值類型以外,都是引用類型,包括 String 、數組)
(2)Java 中,數據類型轉換有兩種方式:

自動換行
強制轉換
強制轉換使用括號 () 。

基礎數據類型可以自動轉換,轉換原則如下:

由小數據轉換為大數據
轉換前後的數據類型要兼容
整型類型和浮點型進行計算後,結果會轉為浮點類型
(3)包裝類有如下種類:

Byte <-> byte
Short <-> short
Integer <-> int
Long <-> long
Float <-> float
Double <-> double
Character <-> char
Boolean <-> boolean
(4)什麽是裝箱、拆箱

裝箱 (boxing)是將值類型轉換為引用類型。 例如: int 轉 Integer
裝箱過程是通過調用包裝類的 valueOf 方法實現的。
拆箱 (unboxing)是將引用類型轉換為值類型。 例如: Integer 轉 int
拆箱過程是通過調用包裝類的 xxxValue 方法實現的。(xxx 代表對應的基本數據類型)。
(5)裝箱、拆箱的應用場景

Object

(6)裝箱、拆箱的應用註意點

裝箱操作會創建對象,頻繁的裝箱操作會造成不必要的內存消耗,影響性能。所以 應該盡量避免裝箱。
基礎數據類型的比較操作使用 == ,包裝類的比較操作使用 equals 方法。
參考資料
Java 基本數據類型和引用類型
深入剖析 Java 中的裝箱和拆箱
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