4 常量、变量和数据类型

4.1常量

4.1.1 概述

常量：是指在Java程序中固定不变的数据。

4.1.2 分类

4.2 变量和数据类型

4.2.1 变量概述

变量：常量是固定不变的数据，那么在程序中可以变化的量称为变量。
数学中，可以使用字母代替数字运算,例如 x=1+5 或者 6=x+5。
程序中，可以使用字母保存数字的方式进行运算，提高计算能力，可以解决更多的问题。比如x保存5，x也可
以保存6，这样x保存的数据是可以改变的，也就是我们所讲解的变量。
Java中要求一个变量每次只能保存一个数据，必须要明确保存的数据类型。

4.2.2 数据类型

数据类型分类

Java的数据类型分为两大类：

• 基本数据类型：包括 整数、浮点数、字符、布尔。
• 引用数据类型：包括 类、数组、接口。

基本数据类型

四类八种基本数据类型：

Java中的默认类型：整数类型是int 、浮点类型是double 。

4.2.3 变量的定义

变量定义的格式包括三个要素： 数据类型 、 变量名 、 数据值 。

格式

数据类型 变量名 = 数据值;

long类型：建议数据后加L表示。 float类型：建议数据后加F表示。

4.2.4 注意事项

变量名称：在同一个大括号范围内，变量的名字不可以相同。
变量赋值：定义的变量，不赋值不能使用。

4.3 数据类型转换

Java程序中要求参与的计算的数据，必须要保证数据类型的一致性，如果数据类型不一致将发生类型的转换。

4.3.1 自动转换

自动转换：将取值范围小的类型自动提升为取值范围大的类型 。

转换规则

范围小的类型向范围大的类型提升， byte、short、char 运算时直接提升为int 。

byte、short、char‐‐>int‐‐>long‐‐>float‐‐>double

//byte，short，char混合运算的时候，各自先转换成int类型再做运算
//只要出现三种类型中的两种,接收变量最少是int
byte byteA = 1;
byte byteB = 2;
char charA = 3;
char charB = 4;
short shortA = 5;
short shortB = 6;
byte res1 = byteA + byteB; //报错，接收类型必须为int
char res2 = charA + charB; //报错，接收类型必须为int
short res3 = shortA + shortB; //报错，接收类型必须为int
short res4 = byteA + shortA;  //报错，接收类型必须为int
short res5 = byteA + charA;   //报错，接收类型必须为int
short res6 = shortA + charA;   //报错，接收类型必须为int
short res7 = byteA + shortA + charA;   //报错，接收类型必须为int

//当 `数值范围小`的数据类型变量与 `数值范围大` 的数据类型变量做运算时，
//自动提升为数值范围大的数据类型。
float a = 1002L; //正常运行,但会损失精度.

有很多种类型的数据混合运算时，系统首先自动将所有数据类型转换成数值范围最大的数据类型，然后再计算。

关于a++和+=的类型转换

byte byteA = 1;
char charA = 3;
short shortA = 5;
byteA++;     //正常运行
charA++;     //正常运行
shortA++;    //正常运行
byteA += 1;  //正常运行
charA += 2;  //正常运行
shortA += 3; //正常运行

关于常量的类型转换
确定类型与常量值计算,不通过编译

byte byteA = 1;   
char charA = 3;
short shortA = 5;
byte res1 = byteA + 3;   //报错，接收类型必须为int
char res2 = charA + 3;   //报错，接收类型必须为int
short res3 = shortA + 5; //报错，接收类型必须为int

常量与常量值计算

byte res1 = 1 + 3;
byte res2 = 129 + 3;  //错误，超过-128~127范围
char res3 = 2 + 3;
char res4 = 65535 + 1;  //错误，超过0-65535范围
short res5 = 3 + 5;
short res6 = 32767 + 1; //错误，超过-32768~32767范围

关于移位运算符
对char byte short进行移位操作,编译器会先自动转换成int类型
移位操作若大于位数,采取取余的方式

4.3.2 强制转换

将1.5 赋值到int类型变量会发生什么？产生编译失败，肯定无法赋值。
int i = 1.5; // 错误
double 类型内存8个字节， int 类型内存4个字节。1.5 是double 类型，取值范围大于int 。可以理解为double 是8升的水壶， int 是4升的水壶，不能把大水壶中的水直接放进小水壶去。
想要赋值成功，只有通过强制类型转换，将double 类型强制转换成int 类型才能赋值。

• 强制类型转换：将取值范围大的类型强制转换成取值范围小的类型。
  比较而言，自动转换是Java自动执行的，而强制转换需要我们自己手动执行。

转换格式：

数据类型 变量名 = （数据类型）被转数据值；
将1.5赋值到int类型，代码修改为：

// double类型数据强制转成int类型，直接去掉小数点。
int i = (int)1.5;

同样道理，当一个short 类型与1 相加，我们知道会类型提升，但是还想给结果赋值给short类型变量，就需要强制转换。

public static void main(String[] args) {
    //short类型变量，内存中2个字节
    short s = 1;
    /*
    出现编译失败
    s和1做运算的时候，1是int类型，s会被提升为int类型
    s+1后的结果是int类型，将结果在赋值会short类型时发生错误
    short内存2个字节，int类型4个字节
    必须将int强制转成short才能完成赋值
    */
    s = s + 1；//编译失败
    s = (short)(s+1);//编译成功
}

转换原理图解

强烈注意

• 浮点转成整数，直接取消小数点，可能造成数据损失精度。
• int 强制转成short 砍掉2个字节，可能造成数据丢失。

// 定义s为short范围内最大值
short s = 32767;
// 运算后，强制转换，砍掉2个字节后会出现不确定的结果
s = (short)(s + 10);

4.3.3 ASCII编码表

在计算机的内部都是二进制的0、1数据，如何让计算机可以直接识别人类文字的问题呢？就产生出了编码表的概念。

• 编码表 ：就是将人类的文字和一个十进制数进行对应起来组成一张表格。
  人们就规定：
  | 字符 | 数值 |
  | —— | —— |
  | 0 | 48 |
  | 9 | 57 |
  | A | 65 |
  | Z | 90 |
  | a | 97 |
  | z | 122 |
  • 将所有的英文字母，数字，符号都和十进制进行了对应，因此产生了世界上第一张编码表ASCII（American Standard Code for Information Interchange 美国标准信息交换码）。

小贴士： 在char类型和int类型计算的过程中，char类型的字符先查询编码表，得到97，再和1求和，结果为>98。char类型提升为了int类型。char类型内存2个字节，int类型内存4个字节。

4.4 扩展知识点

4.4.1 +=符号的扩展

下面的程序有问题吗？

public static void main(String[] args){
    short s = 1;
    s+=1;
    System.out.println(s);
}

分析： s += 1 逻辑上看作是s = s + 1 计算结果被提升为int类型，再向short类型赋值时发生错误，因为不能将取值范围大的类型赋值到取值范围小的类型。但是， s=s+1进行两次运算， += 是一个运算符，只运算一次，并带有强制转换的特点，也就是说s += 1 就是s = (short)(s + 1) ，因此程序没有问题编译通过，运行结果是2.

4.4.2 常量和变量的运算

下面的程序有问题吗？

public static void main(String[] args){
    byte b1=1;
    byte b2=2;
    byte b3=1 + 2;
    byte b4=b1 + b2;
    System.out.println(b3);
    System.out.println(b4);
}

分析： b3 = 1 + 2 ， 1 和 2 是常量，为固定不变的数据，在编译的时候（编译器javac），已经确定了1+2 的结果并没有超过byte类型的取值范围，可以赋值给变量b3 ，因此b3=1 + 2 是正确的。
反之， b4 = b2 + b3 ， b2 和 b3 是变量，变量的值是可能变化的，在编译的时候，编译器javac不确定b2+b3的结果是什么，因此会将结果以int类型进行处理，所以int类型不能赋值给byte类型，因此编译失败。

4.4.3 byte类型运算的问题

byte b1 = 3, b2 = 4, b;

1. b = 1；
   检查右边是否在-128~127之间，超过这个数值便会报错。
2. b = b1+b2；
   会报错，因为byte类型再相加的时候，会自动转换成int类型，右边的int类型赋值给byte类型便会报错，加上强制类型转换可以通过编译。比如b = (byte)(b1+b2);
3. b=3+4；
   不会报错，右侧属于常量，未超过byte的存储范围。
4. b++；
   不会报错，b++ 等价于 b = (byte)(b+1) ，因为底层会自动进行强制类型转换。
5. b = b + 1；
   报错，byte类型和int类型相加的时候，因为不知道结果会不会溢出，于是会先转化为int类型再进行运算，所以在这条语句中 b + 1 实际上是int类型，所以不能复制给byte。
6. b = 128；
   会报错，因为右边超过了byte的存储范围，强制类型转换 b = (byte)128；可以通过编译，但是会造成数据丢失。

int是最常用的整数类型，因此在通常情况下，直接给出一个整数值默认就是int类型。除此之外，有以下两种情况必须指出：

1. 如果直接将一个较小的整数值（在byte或short类型的表数范围内）赋给一个byte或short变量，系统会自动把这个整数值当成byte或者short类型来处理。
2. 如果使用一个巨大的整数值（超出了int类型的表数范围）时，Java不会自动把这个整数值当成long类型来处理。如果希望系统把一个整数值当成long类型来处理，应在这个整数值后增加l或者L作为后缀。通常推荐使用L，因为英文字母l很容易跟数字1混淆。