Java 变量与常量

本期内容预告如下：

• 变量
• 数据类型
• 变量作用域
• 常量

本文将主要从以上四个方面出发，带领大家来看一下 Java 中的变量和数据类型。

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变量

什么是变量？

所谓变量，就是用来命名一个数据的标识符，其定义格式如下：

数据类型 变量名称 = 初始值;

• 数据类型：限制存储数据的形式
• 变量名称：变量的符号，就像人的名字
• 初始值：变量存储时的初始数据

在 Java 中，变量主要分为两种：

• 基本类型的变量
• 引用类型的变量

// 基本类型的变量
int id = 1;
// 引用类型的变量
String name = "安信株式会社";

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标识符命名规则

标识符命名并不是我们想怎么命名就怎么命名，需要满足一定的规则，最常见的标识符命名规则主要有如下几条：

• 强制：只能使用字母（大小写）、数字、$、_
• 强制：不能使用 Java 关键字（如 int、for、long）
• 强制：第一个字符不能是数字

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变量的特点

1. 变量必须先声明再使用
2. 类型一旦确定，不可存储其他类型数据
3. 定义时可不赋值，但使用前必须赋值
4. 同一作用域内不可重复定义
5. 变量的值可被重新赋值
6. 变量以小驼峰的形式命名(小写字母开头，换单词首字母大写)，例如:userName, totalCount

示例：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 定义 int 类型变量 id
        int id = 1;
        System.out.println(id); // 输出 1

        // 重新赋值
        id = 2;
        System.out.println(id); // 输出 2
    }
}

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常见关键字

这是一种事先定义好的，有特定意义的标识符，也叫做保留字。对于 Java 编译器有着特殊意义，用来表示一种数据类型，或者表示程序的结构等。

此外，关键字不能用作变量名、方法名、类名、包名和参数名。

常见的关键字可以分为如下几类，具体的关键字如下图所示：

• 访问控制类
• 类、方法及变量修饰符类
• 程序控制类
• 错误处理
• 包相关
• 基本类型
• 变量引用
• 保留字

数据类型

基本数据类型

Java 中，共有 8 种基本数据类型，由 Java 语言预定好的，每个数据类型都属于关键字 而且每种基本变量都有其对应的封装类， 这 8 种基本数据类型分别是：

• 整型（4 种）
  • 字节型（ byte ）
  • 短整型（ short ）
  • 整型（ int ）
  • 长整型（ long ）
• 浮点型（2 种）
  • 单精度浮点型（ float ）
  • 双精度浮点型（ double ）
• 字符型（1 种）
  • char
• 布尔型（1 种）
  • boolean

下面的表就是 Java 中 8 大数据类型所占的内存空间，对应封装类，数据表示范围以及默认值的一下相关情况。

数据类型	bit	字节	封装类	范围/取值	默认值
byte	8	1	Byte	-2⁷ ~ 2⁷-1	0
short	16	2	Short	-2¹⁵ ~ 2¹⁵-1	0
char	16	2	Character	\u0000 ~ \uffff	\u0000
int	32	4	Integer	-2³¹ ~ 2³¹-1	0
long	64	8	Long	-2⁶³ ~ 2⁶³-1	0L
float	32	4	Float	1.4e-45 ~ 3.4e38	0.0f
double	64	8	Double	4.9e-324 ~ 1.8e308	0.0d
boolean	1	JVM 决定	Boolean	true / false	false

注意：

1. boolean 一般用 1 bit 来存储，但是具体大小并未规定，JVM 在编译期将 boolean 类型转换为 int，此时 1 代表 true，0 代表 false。 此外，JVM 还指出 boolean 数组，但底层是通过 byte 数组来实现。
2. 使用 long 类型时，需要在后边加上 L/l，否则将其作为整型解析，可能会导致越界。
3. 浮点数如果没有明确指定 float 还是 double，统一按 double 处理。
4. char 是用 单引号 '' 将内容括起来，只能存放一个字符，相当于一个整型值（ASCII 值），能够参加表达式运算；
5. String 是用 双引号 "" 将内容括起来，代表的是一个地址值。
6. Java 在内存中是采用 Unicode 表示，所以无论是一个中文字符还是英文字符，都能用 char 来表示。

引用数据类型

数据类型	默认值
数组	null
类	null
接口	null
String	null

String 对于引用数据类型中的 String，我们需要特别关注。

String 不同于 char，它属于引用类型，而 char 属于基本数据类型。用双引号 "" 括起来表示字符串，一个字符串能够保存 0 个到任意个字符，它一旦创建就不能被改变。

而针对字符串，如果我们要打印一些特殊的字符，比如字符串本来就包含 "，那么这个时候就需要借助于转义字符 \，最常见的转义字符主要有：

转义字符	含义
\"	字符 "
\'	字符 '
\\	字符 \
\n	换行符
\t	制表符 Tab
\r	回车符

那多个字符串之间或者字符串和其他类型数据之间，该如何进行连接呢？

Java 编译器中，对于字符串和其他数据类型之间，可以使用 + 进行连接，编译器会自动将其他数据类型自动转换为字符串，然后再进行连接；

String str = "安信株式会社";
int year = 10;
String all = str + year;
System.out.println(all);

//输出结果为：安信株式会社10

数据类型转换

对于基本数据类型，不同类型之间是可以相互转换的，但需要满足一定的条件；

从小到大自动转，从大到小强制转

• 隐式转换（自动类型转换,从小到大）

当满足如下条件时，如果将一种类型的数据赋值给另一种数据类型变量时，将执行自动类型转换：

1. 两种数据类型彼此兼容；
2. 目标数据类型的取值范围大于源数据类型；

一般而言，隐式转换的规则是从低级类型数据转换为高级类型数据，对应规则如下：

• 数值类型：byte -> short -> int -> long -> float -> double
• 字符类型转整型：char -> int

• 显式转换（强制类型转换，从大到小）

那既然满足上述两个条件时会发生隐式转换，那不满足我们又想进行数据类型转换时，我们该怎么办呢？

这个时候就需要我们的 显式转换 登场了，其语法格式如下：

(type) variableName;

我们举个例子来说下：

int num = 3;
double ans = 5.0;
// 要将 double 类型的值赋值给 int，则需要强制转换
num = (int)ans;

注意：强制转换可能会导致精度丢失，所以一般情况下尽量能不用就不用。

• 字符与数字转换

char c = 'A';
int code = c;  // 65
char d = (char)(code + 1); // 'B'

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变量作用域

变量的作用域是指变量自定义的地方起，可以使用的有效范围。 在程序中不同的地方定义的变量具有不同的作用域。 一般情况下，在本程序块（即以大括号“{}”括起的程序段）内定义的变量在本程序块内有效。

public class Var_Area_Example
 {
    static int n_var1=10;   //类变量,对整个类都有效
    public void display()
    {
        int n_var2=200;   //方法变量，只在该方法内有效
        n_var1=n_var1+n_var2;
        System.out.println("n_var1="+n_var1);
        System.out.println("n_var2="+n_var2);
    }
    public static void main(String args[])
    {
        int n_var3;  //方法变量，只在该方法内有效
        n_var3=n_var1*2;
        System.out.println("n_var1="+n_var1);
        System.out.println("n_var3="+n_var3);       
    }
 }

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常量

既然有变量，那就有与之相对的常量（也就是值是固定的，不能再变）。

通常我们把 Java 中用 final 关键字所修饰的成员变量叫做常量，它的值一旦给定就无法再进行改变！

• 定义

  • 用 final 修饰
  • 值一旦赋值不可更改

• 命名特点 -全部大写，换单词用_(下划线)分割

final 数据类型 常量名 = 常量初始值;

final int num = 1024;

public class Main {
    public static final double PI = 3.14; // 静态常量
    final int num = 1024;                 // 成员常量

    public static void main(String[] args) {
        final long count = 1000;          // 局部常量
    }
}

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总结

本文主要介绍了：

• Java 中的变量
• 数据类型（基本 & 引用）
• 数据类型转换
• 变量作用域
• 常量

这些内容是理解 Java 语法和面向对象之前的重要基础。