2.2 数据类型
在程序设计中，数据是程序的必要组成部分，也是程序处理的对象。不同的数据有不同的类型，不同的数据类型有不同的数据结构、不同的存储方式，并且参与的运算也不同。
2.2.1 数据类型概述
Java语言的数据类型可分为基本数据类型（primitive data type）和引用数据类型（reference data type），如表2-1所示。
本节主要讨论基本数据类型，引用数据类型在后面的章节介绍。
从表2-1中可以看到，Java共有8种基本数据类型。基本数据类型在内存中所占的位数是固定的，不依赖于所用的机器，这也正是Java跨平台的体现。各种基本数据类型在内存中所占位数及取值范围如表2-2所示。
表2-1 Java语言的数据类型
表2-2 Java基本数据类型
2.2.2 字面值和常量
字面值（literals）是某种类型值的表示形式，如100是int类型的字面值。字面值有三种类型：基本类型的字面值、字符串字面值以及null字面值。基本类型的字面值有4种类型：整数型、浮点型、布尔型、字符型。例如，123、−789为int型字面值；3.456、2e3为double型字面值；true、false为布尔型字面值；'g'、'我'为字符字面值。字符串字面值是用双引号定界的字符序列，如"Hello"是一个字符串字面值。
常量（constant）是在程序运行过程中，其值不能被改变的量。常量实际上是一个由final关键字修饰的变量，一旦为其赋值，其值在程序运行中就不能被改变。例如，下面定义了几个常量：
常量可以在声明的同时赋值，也可以声明后赋值。不管哪种情况，一旦赋值便不允许修改。常量的命名应该全部大写并用下画线将词分隔开。
2.2.3 整数类型
Java语言提供了4种整数类型，分别是byte型（字节型）、short型（短整型）、int型（整型）和long型（长整型）。这些整数类型都是有符号数，可以为正值或负值。每种类型的整数在内存中占的位数不同，因此能够表示的数的范围也不同。
注意：不要把整数类型的宽度理解成实际机器的存储空间，一个byte型的数据可能使用32位存储。
Java的整型字面量有4种表示方法。
（1）十进制数，如0、257、−365。
（2）二进制数，是以0b或0B开头的数，如0B00101010表示十进制数42。
（3）八进制数，是以0开头的数，如0124表示十进制数84，−012表示十进制数−10。
（4）十六进制数，是以0x或0X开头的整数，如0x124表示十进制数292。
注意：整型字面值具有int类型，在内存中占32位。若要表示long型字面值，可以在后面加上l或L，如125L，它在内存占64位。
Java的整型变量使用byte、short、int、long等声明，下面是几个整型变量的定义。
注意下面代码的输出：
注意：在为变量赋值时，不能超出该数据类型所允许的范围，否则会发生编译错误。
编译错误说明类型不匹配，不能将一个int型的值转换成byte型值。因为200超出了byte型数据的范围（−128～127），因此编译器拒绝编译。
在表示较大的整数时，需要用到长整型long。例如，下面程序计算一光年的距离。
程序2.2 LightYear.java
程序运行结果如下：
如果把该程序的变量seconds和distance的类型声明为int类型，编译不会出现错误，但结果不正确。
2.2.4 浮点类型
浮点类型的数就是通常所说的实数。在Java中有两种浮点类型的数据：float型和double型。这两种类型的数据在内存中所占的位数不同，float型占32位，double型占64位。因此，通常将float型称为单精度浮点型，将double型称为双精度浮点型。它们符合IEEE 754标准。
浮点型字面值有两种表示方法。
（1）十进制数形式，由数字和小数点组成，且必须有小数点，如0.256、.345、256.、256.0等。
（2）科学记数法形式，如256e3、256e−3，它们分别表示256×103和256×10−3。e之前必须有数字，e后面的指数必须为整数。
浮点型变量的定义使用float和double关键字，如下两行分别声明了两个浮点型变量pi和d：
代码运行结果为：
注意：浮点型字面值默认是double型数据。如果表示float型字面值数据，必须在后面加上F或f，double型数据也可加D或d。
浮点数运算结果可能溢出，但不会因溢出而导致异常。如果下溢，则结果为0；如果上溢，结果为正无穷大或负无穷大（显示为Infinity或−Infinity）。此外，若出现没有数学意义的结果，则用NaN（Not a Number）表示，如0.0/0.0的结果为NaN。这些常量已在基本数据类型包装类中定义。
浮点数计算可能存在舍入误差，因此，浮点数不适合做财务计算，而在财务计算中的舍入误差是不能接受的。例如，下面命令的输出结果是0.8999999999999999，而不是所期望的0.9。
这样的舍入误差是因为浮点数在计算机中使用二进制表示导致的。分数1/10没有精确的二进制表示，就像1/3在十进制系统无法精确表示一样。如果需要精确而无舍入误差的数字计算，可以使用BigDecimal类。8.3.7节介绍了该类。
如果一个数值字面值太长，读起来会比较困难。因此，从Java 7开始，对数值型字面值的表示可以使用下画线（_）将一些数字进行分组，这可以增强代码的可读性。下画线可以用在浮点型数和整型数（包括二进制、八进制、十六进制和十进制）的表示中。下面是一些使用下画线的例子：
在数值字面值中使用下画线对数据的内部表示和显示没有影响。例如，如果用long型表示一个信用卡号，这个值在内部仍使用long型数表示，显示也是整数。
注意：在数值字面值中使用下画线只是提高代码的可读性，编译器将忽略所有的下画线。另外，下画线不能放在数值的最前面和最后面，也不能放在浮点数小数点的前后。
2.2.5 字符类型
字符是程序中可以出现的任何单个符号。字符在计算机内部是由一组0和1的序列表示的。将字符转化为其二进制表示的过程称为编码（encoding）。字符有多种不同的编码方法，编码方案定义了字符如何编码。大多数计算机采用ASCII码，它是表示所有大小写字母、数字、标点符号和控制字符的7位编码方案。
与ASCII码不同，Java语言使用Unicode（统一码）为字符编码，它是由Unicode Consortium建立的一种编码方案。Unicode字符集最初使用两个字节（16位）为字符编码，这样就可表示65 536个字符。新版Unicode 4.0标准使用UTF-16为字符编码，可以表示更多的字符，它可以表示世界各国的语言符号，包括希腊语、阿拉伯语、日语以及汉语等。ASCII码字符集是Unicode字符集的子集。
字符型字面值用单引号将字符括起来，大多数可见的字符都可用这种方式表示，如'a'、'@'、'我'等。对于不能用单引号直接括起来的符号，需要使用转义序列来表示。表示方法是用反斜杠（\）表示转义，如'\n'表示换行、'\t'表示水平制表符，常用的转义序列如表2-3所示。
在Java程序中，还可以使用反斜杠加3位八进制数表示字符，格式为'\ddd'，如'\141'表示字符'a'。也可以使用反斜杠加4位十六进制数表示字符，格式为'\uxxxx'。例如，'\u0062'表示字符'b'，'\u4F60'和'\u597D'分别表示中文的“你”和“好”。任何的Unicode字符都可用这种方式表示。
表2-3 常见的转义字符序列
字符型变量使用char定义，在内存中占16位，表示的数据是0～65 535。字符型变量的定义如：
Java字符型数据实际上是int型数据的一个子集，因此可以将一个正整数的值赋给字符型变量，只要在0～65 535即可，但输出仍然是字符。
字符型数据可以与其他数值型数据混合运算。一般情况下，char类型的数据可直接转换为int类型的数据，而int类型的数据转换成char类型的数据需要强制转换。
2.2.6 布尔类型
布尔型数据用来表示逻辑真或逻辑假。布尔型常量很简单，只有两个值true和false，分别用来表示逻辑真和逻辑假。
布尔型变量使用boolean关键字声明。例如，下面语句声明了布尔型变量t并为其赋初值true：
所有关系表达式的返回值都是布尔型的数据，如表达式10 < 9的结果为false。布尔型数据也经常用于选择结构和循环结构的条件中，请参阅3.1节和3.2节的内容。
注意：与C/C++语言不同，Java语言的布尔型数据不能与数值数据相互转换，即false和true不对应于0和非0的整数值。
下面程序演示了字符型数据和布尔型数据的使用。
程序2.3 CharBoolDemo.java
程序运行结果为：
语句“b = ch1 == ch2;”是将ch1和ch2的比较结果赋给变量b，由于ch1与ch2的值不相等，因此输出b的值为false。语句“ch2++;”说明字符型数据可以完成整数运算，但运算结果不能超出char类型的范围。如果ch2的初值是65 536，程序会产生编译错误。
2.2.7 字符串类型
在Java程序中，经常要使用字符串类型。字符串是字符序列，不属于基本数据类型，是一种引用类型。字符串在Java中是通过String类实现的。可以使用String声明和创建一个字符串对象。可以通过双引号定界符创建一个字符串字面值。例如：
一个字符串字面值不能分成两行来写。例如，下面代码会产生编译错误：
对于较长的字符串，可以使用加号将两个字符串连接：
还可以将一个String和一个基本类型或另一个对象连接在一起。例如，下面这行代码就是字符串常量和一个int型变量及double型变量连接。
