【Java】特色的变量类型与运算符

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基于我们对C++的了解，下面只讲解Java语言部分独特的变量数据与运算符特性。

变量类型

范围溢出

在 Java 中, 一个 int 变量占4 个字节. 和操作系统没有直接关系

• 什么是字节?
• 字节是计算机中表示空间大小的基本单位.
  计算机使用二进制表示数据. 我们认为 8 个二进制位(bit) 为一个字节(Byte).
  平时的计算机为 8GB 内存, 意思是 8G 个字节.
  其中 1KB = 1024 Byte, 1MB = 1024 KB, 1GB = 1024 MB.
  所以 8GB 相当于 80 多亿个字节.
• 4 个字节表示的数据范围是 -2^31 -> 2^31-1 , 也就约是 -21亿 到 +21亿.

使用以下代码查看 Java 中的整型数据范围:
如果运算的结果超出了 int 的最大范围, 就会出现溢出的情况，21亿这样的数字对于当前的大数据时代来说, 是很容易超出的. 针对这种情况, 我们就需要使用更大范围的数据类型来表示了. Java 中提供了 long 类型.

class Test{
    public static void main(String[] args){
        int max = Integer.MAX_VALUE + 1;
        int min = Integer.MIN_VALUE - 1;
        
        long maxL = (long)Integer.MAX_VALUE + 1;
        long minL = (long)Integer.MIN_VALUE - 1;
        
        System.out.println(Integer.MAX_VALUE + " " + Integer.MIN_VALUE);
        System.out.println(max + " " + min);
        System.out.println(maxL + " " + minL);
    }
}

输出结果：

2147483647 -2147483648
-2147483648 2147483647
2147483648 -2147483649

分析：

• 第一行输出的为int类型数据的最大与最小的表示范围。
• 第二行为int类型数据溢出之后的表示值，上限加一变为下限，下限减一变为上限。
• 将int类型的上下限加一或减一仍为int型数据，未发生整型提升。所以将它强制转换为long类型数据且用long进行接收，如愿获得比上限大一的数据，下限亦然，因为long类型数据的表示范围广于int类型。

长整型变量（long）注意事项：

1. 基本语法格式和创建 int 变量基本一致, 只是把类型修改成 long
2. 初始化设定的值为 10L , 表示一个长整型的数字. 10l也可以.
3. Java 中 long 类型占 8 个字节. 表示的数据范围 -2^63 -> 2^63-1

再看看long类型的范围：

System.out.println(Long.MAX_VALUE);
System.out.println(Long.MIN_VALUE);

输出结果：

9223372036854775807
-9223372036854775808

这个数据范围远超过 int 的表示范围，足够绝大部分的工程场景中使用。

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char 类型特色

Java 中使用 单引号 + 单个字母 的形式表示字符字面值。如char ch = 'A';

计算机中的字符本质上是一个整数. 在 C 语言中使用 ASCII 表示字符, 而 Java 中使用 Unicode 表示字符。
因此一个字符占用2个字节, 表示的字符种类更多, 包括中文。

char ch = '陆';
System.out.println(ch); 

执行 javac 的时候可能出现以下错误:

Test.java:3: 错误: 未结束的字符文字
 char ch = '锻?'; 
            ^ 

这是因为编译涉及编码问题，此时我们在执行 javac 时加上 -encoding UTF-8 选项即可，表示用UTF-8的编码格式进行编译，可以正常输出。

javac -encoding UTF-8 Test.java 

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double 类型特色

在 Java 中, int 除以int的值仍然是 int(会直接舍弃小数部分)。

Java 中的 double 虽然也是 8 个字节, 但是**浮点数的内存布局和整数差别很大, **不能单纯的用 2 ^ n 的形式表示数据范围。
Java 的 double 类型的内存布局遵守 IEEE 754 标准(和C语言一样), 尝试使用有限的内存空间表示可能无限的小数, 势必会存在一定的精度误差。

举例：

double num = 1.1;
System.out.println(num * num);

// 执行结果
1.2100000000000002 

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字节类型 （byte）

Java独特的数据类型，其基本语法格式为：

byte 变量名 = 初始值;

代码示例：

byte value = 0;
System.out.println(value);

注意事项:

1. 字节类型表示的也是整数. 只占1个字节, 表示范围较小 ( -128 ～ +127 )
2. 字节类型和字符类型互不相干。

布尔类型 （boolean）

不同于C++中变量是否为0/NULL等的判断方式，Java中只可以由boolean类型变量判断，其基本语法格式为：

boolean 变量名 = 初始值;

代码示例：

boolean value = true;
System.out.println(value);

注意事项:

1. boolean 类型的变量只有两种取值, true 表示真, false 表示假。
2. boolean 类型有些 JVM 的实现是占 1个 字节, 有些是占1个 比特位, 这个没有明确规定。
3. Java 的 boolean 类型和int 不能相互转换, 不存在像C/C++中 1 表示 true, 0 表示 false 这样的用法。

boolean value = true;
System.out.println(value + 1);

// 代码编译会出现如下错误：
Test.java:4: 错误: 二元运算符 '+' 的操作数类型错误
 System.out.println(value + 1);
 ^
 第一个类型: boolean
 第二个类型: int
1 个错误

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变量命名规则

硬性指标:

1. 一个变量名只能包含数字, 字母, 下划线。
2. 不能以数字开头。
3. 变量名是大小写敏感。
   注意: 虽然语法上也允许使用中文/美元符($)命名变量, 但是 强烈 不推荐这样做。

软性指标:

1. 变量命名要具有描述性, 见名知意。
2. 变量名不宜使用拼音(但是不绝对)。
3. 变量名的词性推荐使用名词。
4. Java中独特推荐变量命名为 小驼峰命名法, 当一个变量名由多个单词构成的时候, 除了第一个单词之外, 其他单词首字母都大写。

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运算符

在短路求值中我们会遇到类似于10 / 0之类的运算， 因为涉及除零的操作会涉及到Java中的异常机制，导致程序抛出异常，此体系之后讲解，目前仅作知悉。

移位运算符 （>>>）

意为无符号右移 。
>>>: 最右侧位不要了, 最左侧补 0.

int a = 0xffffffff;
System.out.printf("%x\n", a >>> 1);

// 运行结果(按十六进制打印的)
7fffffff 

取余运算符特色 （%）

Java 中的取余不仅针对与int类型数据，double类型也同样可以使用。

System.out.println(11.5 % 2.0);

// 运行结果
1.5 

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小结

1. %操作在 Java 中也能针对 double 来计算。
2. 由于 Java 是强类型语言, 因此对于类型检查较严格, 因此像 && 之类的运算操作数必须是 boolean。

整体来看， Java 的运算符的基本规则和 C 语言基本一致，记住一些常见的特殊点即可常规使用。