基本数据类型和包装类

这是我参与新手入门的第2篇文章

Java 是 一种强类型语言。这就意味着必须为每一个变量声明一种类型: 在 Java 中，一共有 8
种基本类型（ primitive type )，其中有 4 种整型、2 种浮点类型、 1 种用于表示 Unicode 编码的字符
单元的字符类型 char 和 1 种用于表示真值的 boolean 类型。

整型

整型用于表示没有小数部分的数值， 它允许是负数。Java 提供了 4 种整型

浮点型

浮点类型用于表示有小数部分的数值。在 Java 中有两种浮点类型

1. 符号位：0表示正数，1表示负数；
2. 指数位：值范围为[2^-127, 2^128].
3. 尾数位：形式为1.M或0.M。其中当E=0时，取1.M，称为正规形式，当E！= 0时，取0.M，称为非正规形式。
4. 尾数代表的是2的负数次方，使用二进制的科学计数法近似表示十进制科学计数法。对于float来说，尾数最小值2^-23只能近似表示10^-7，所以只能精确表示6、7位小数。对于double来说，尾数最小值2^-52只能近似表示10^-16，只能精确表示15、16位小数。

定义

定义float类型，数值后面必须加后缀F或者f。没有后缀的浮点数值默认是double类型，也可以加D或者d。

float f1 = 3.14F;
float f2 = 3.14f;
double d = 3.14;
double d1 = 3.14D;
double d2 = 3.14d;
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char类型

Java中char使用Unicode字符集，占2个字节，16位，用来表示单个字符。

定义

char c1 = 'a';  //任意单个字符，加单引号。
char c2 = '汉'; //任意单个中文字，加单引号。
char c3 = 126;  //整数。0~65535。十进制、八进制、十六进制均可。输出字符编码表中对应的字符。
char c4 = '\u26c5'; // 范围从\u0000 到 \uffff
System.out.println(c1);  // a
System.out.println(c2);  // 汉
System.out.println(c3);  // ~
System.out.println(c4);	 // ⛅
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boolean类型

boolean (布尔）类型有两个值：false 和 true, 用来判定逻辑条件 整型值和布尔值之间不能进行相互转换。

boolean到底占几个字节？

《Java虚拟机规范》一书中的描述：虽然定义了boolean这种数据类型，但是只对它提供了非常有限的支持。在Java虚拟机中没有任何供boolean值专用的字节码指令，Java语言表达式所操作的boolean值，在编译之后都使用Java虚拟机中的int数据类型来代替，而boolean数组将会被编码成Java虚拟机的byte数组，每个元素boolean元素占8位”。这样我们可以得出boolean类型占了单独使用是4个字节，在数组中又是1个字节。

类型转换和不同类型运算

类型转换

6 个实心箭头，表示无信息丢失的转换；有 3 个虚箭头， 表示可能有精度损失的转换。如果反过来，long要转成int，就需要使用强制类型转换（cast）

byte b = 1;
short s = 2;
int i = 3;
long l = 1000;
float f = 1.1f;
double d = 3.1415926;
s = b;
i = (int) l;
f = i;
f = (float) d;
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不同类型运算

• 如果两个操作数中有一个是 double 类型， 另一个操作数就会转换为 double 类型。
• 否则，如果其中一个操作数是 float 类型，另一个操作数将会转换为 float 类型。
• 否则， 如果其中一个操作数是 long 类型， 另一个操作数将会转换为 long 类型。
• 否则， 两个操作数都将被转换为 int 类型。
• 在JAVA中，对char类型字符运行时，直接当做ASCII表对应的整数来对待。

byte b = 1;
short s = 2;
int i = 3;
long l = 1000;
float f = 1.1f;
double d = 3.1415926;
char c = '中';

double d2 = b + d;			// 4.1415926
float f2 = s + f;			// 3.1
long l2 = i + l;			// 1003
int i2 = c + i;				// 20016
char c2 = (char) (c + i);	 // 丰
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包装类型

有时， 需要将 int 这样的基本类型转换为对象。 所有的基本类型都有一个与之对应的类。对象包装器类是不可变的，即一旦构造了包装器，就不允许更改包装在其中的值。同时， 对象包装器类还是 final , 因此不能定义它们的子类。

基本数据类型与包装类型对应关系

自动装箱和拆箱

装箱就是自动将基本数据类型转换为包装器类型；拆箱就是自动将包装器类型转换为基本数据类型。在算术表达式中也能够自动地装箱和拆箱。

Integer i1 = 3; //自动自动装箱，编译器将这一句翻译成了 Integer i = Integer.valueOf(3);
int i2 = i1;  // 自动拆箱，编译器将这一句翻译成 int i2 = i1.intValue();
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初始值

• 整型初始值是0
• 浮点型初始值是0.0
• char初始值是空格
• boolean初始值是false
• 包装类型全是null

class Obj{
    short s;
    byte b;
    int i;
    long l;
    float f;
    double d;
    char c;
    boolean bool;
    Short so;
    Byte bo;
    Integer io;
    Long lo;
    Float fo;
    Double dou;
    Character co;
    Boolean boolo;
}

Obj{s=0, b=0, i=0, l=0, f=0.0, d=0.0, c= , bool=false, so=null, bo=null, io=null, lo=null, fo=null, dou=null, co=null, boolo=null}
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大小比较

Integer i1 = 1;
Integer i2 = 1;
Integer i3 = 128;
Integer i4 = 128;
System.out.println(i1 > i2);			// false
System.out.println(i1 == i2);			// true
System.out.println(i1.compareTo(i2));	 // 0
System.out.println(i3 == i4);			// false
System.out.println(i3.equals(i4));		 // true
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• 使用>,<,>=,<=等进行比较时，包装类自动拆箱然后比较
• 包装类的大小比较使用compareTo方法，小于返回-1，等于返回0，大于返回1
• 包装类使用==比较的是对象地址，equals比较对象值
• Java 基本类型的包装类的大部分都实现了常量池技术，即 Byte,Short,Integer,Long,Character,Boolean；前面 4 种包装类默认创建了数值[-128，127] 的相应类型的缓存数据，Character创建了数值在[0,127]范围的缓存数据，Boolean 直接返回True Or False。如果超出对应范围仍然会去创建新的对象。

/**
* Integer 缓存相关代码
*/
public static Integer valueOf(int i) {
    if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
        return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
    return new Integer(i);
}
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计算

包装类参与计算时会自动拆箱后进行计算，计算后的结果装箱时，如果在常量池中，不会创建新对象。如果不在常量池中就会创建新对象。

Integer i1 = 1;
Integer i2 = 1;
Integer i11 = 2;
Integer i3 = 127;
Integer i33 = i3 + 1;
Integer i4 = 127;
Integer i44 = i4 + 1;
Integer i5 = 128;
Integer i6 = i5 - i1;
System.out.println(i11 == i1 + i2); 	// true
System.out.println(i1 + 1 == i2 + 1);	// true
System.out.println(i3 == i4);		   // true
System.out.println(i3 + 1 == i4 + 1);   // true
System.out.println(i33 == i44);		   // false
System.out.println(i3 == i6);		   // true
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基本数据类型与包装类型比较

1. 在Java中，一切皆对象，但八大基本类型却不是对象。
2. 基本类型的优势：数据存储相对简单，运算效率比较高。
3. 包装类的优势：有的容器，比如集合的元素必须是对象类型，满足了java一切皆是对象的思想。
4. 声明方式的不同，基本类型无需通过new关键字来创建，而封装类型需new关键字。
5. 存储方式及位置的不同，基本类型是直接存储变量的值保存在堆栈中能高效的存取，封装类型需要通过引用指向实例，具体的实例保存在堆中。
6. 初始值的不同，封装类型的初始值为null，基本类型的的初始值视具体的类型而定，比如int类型的初始值为0，boolean类型为false。
7. 使用方式的不同：如与集合类合作使用时只能使用包装类型。