Java 数据类型

Java 数据类型

变量本质上是在内存中申请存储空间来保存数据。

当我们创建一个变量时，内存管理系统会根据其数据类型分配相应的存储空间，该空间仅能用于存储特定类型的数据值。

Java 语言的数据类型主要分为两大类：

✅ 基本数据类型（Primitive Data Types）

• 包括 byte、short、int、long、float、double、char、boolean 等
• 直接存储数据值
• 存储在栈内存中

✅ 引用数据类型（Reference Data Types）

• 包括类、接口、数组等
• 存储的是对象的引用（内存地址）
• 实际对象存储在堆内存中

这两种数据类型的根本区别在于存储方式和内存分配机制的不同。基本数据类型直接存储值，而引用数据类型存储的是指向对象的引用。

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基本数据类型

Java 有 8 种基本数据类型（primitive data types）分别为：整型（整数类型）、浮点型（小数类型）、字符型、布尔型。

byte：

• byte 数据类型是 8 位、有符号的、以二进制补码表示的整数；
• 最小值是-128（-2^7）；
• 最大值是127（2^7-1）；
• 默认值是0；
• 内存占用1字节；
• byte 类型用在大型数组中节约空间，主要代替整数，因为 byte 变量占用的空间只有int类型的四分之一；
• 例子：byte a = 100，byte b = -50。

short：

• short 数据类型是 16 位、有符号的、以二进制补码表示的整数；
• 最小值是-32768（-2^15）；
• 最大值是32767（2^15 - 1）；
• 默认值是0；
• 内存占用2字节；
• Short 数据类型也可以像 byte 那样节省空间。因为 short 变量占用的空间只有int类型的二分之一；
• 例子：short s = 1000，short r = -20000。

int：

• byte 数据类型是 32 位、有符号的、以二进制补码表示的整数；
• 最小值是-2,147,483,648（-2^31）；
• 最大值是2,147,483,647（2^31 - 1）；
• 默认值是0；
• 内存占用4字节；
• 一般地整型变量默认为 int 类型；
• 例子：例子：int a = 100000, int b = -200000。

long：

• long 数据类型是 64 位、有符号的、以二进制补码表示的整数；
• 最小值是-9,223,372,036,854,775,808（-2^63）；
• 最大值是9,223,372,036,854,775,807（2^63 -1）；
• 默认值是0L；
• 内存占用8字节；
• 这种类型主要使用在需要比较大整数的系统上；
• 例子：long a = 100000L，long b = -200000L。

float：

• float 数据类型是单精度、32 位、符合 IEEE 754 标准的浮点数；
• float 在储存大型浮点数组的时候可节省内存空间；
• 默认值是0.0f；
• 内存占用4字节；
• 浮点数不能用来表示精确的值，如货币；
• 例子：float f1 = 234.5f。

double：

• double 数据类型是双精度、64 位、符合 IEEE 754 标准的浮点数；
• 浮点数的默认类型为 double 类型；；
• double 类型同样不能表示精确的值，如货币；
• 默认值是0.0d；
• 内存占用8字节；
• 例子：double a = 7.，double b = 8.0。

boolean：

• boolean 数据类型表示一位的信息；
• 只有两个取值：true 和 false；
• 这种类型只作为一种标志来记录 true/false 情况；
• 默认值是false；
• 内存占用字节未被严格定义；
• 例子：boolean one = true。

char：

• char 类型是一个单一的 16 位 Unicode 字符；
• 最小值是\u0000（十进制等效值为 0）；
• 最大值是\uffff（即为 65535）；
• char 数据类型可以储存任何字符；
• 内存占用2字节；
• 例子：char letter = 'A';。

byte：

• byte 数据类型是8位、有符号的，以二进制补码表示的整数；
• 最小值是-128（-2^7）；
• 最大值是127（2^7-1）；
• 默认值是0；
• 内存占用1字节；
• byte 类型用在大型数组中节约空间，主要代替整数，因为 byte 变量占用的空间只有int类型的四分之一；
• 例子：byte a = 100，byte b = -50。

取值范围实例

对于 Java 基本数据类型的取值范围，开发者无需刻意记忆具体的数值边界。

因为这些关键值已经作为预定义常量，内置于各个基本类型对应的包装类中，我们可以直接通过类常量来获取。

public class PrimitiveTypeTest {
    public static void main(String[] args) {
        // byte
        System.out.println("基本类型：byte 二进制位数：" + Byte.SIZE);
        System.out.println("包装类：java.lang.Byte");
        System.out.println("最小值：Byte.MIN_VALUE=" + Byte.MIN_VALUE);
        System.out.println("最大值：Byte.MAX_VALUE=" + Byte.MAX_VALUE);
        System.out.println();

        // short
        System.out.println("基本类型：short 二进制位数：" + Short.SIZE);
        System.out.println("包装类：java.lang.Short");
        System.out.println("最小值：Short.MIN_VALUE=" + Short.MIN_VALUE);
        System.out.println("最大值：Short.MAX_VALUE=" + Short.MAX_VALUE);
        System.out.println();

        // int
        System.out.println("基本类型：int 二进制位数：" + Integer.SIZE);
        System.out.println("包装类：java.lang.Integer");
        System.out.println("最小值：Integer.MIN_VALUE=" + Integer.MIN_VALUE);
        System.out.println("最大值：Integer.MAX_VALUE=" + Integer.MAX_VALUE);
        System.out.println();

        // long
        System.out.println("基本类型：long 二进制位数：" + Long.SIZE);
        System.out.println("包装类：java.lang.Long");
        System.out.println("最小值：Long.MIN_VALUE=" + Long.MIN_VALUE);
        System.out.println("最大值：Long.MAX_VALUE=" + Long.MAX_VALUE);
        System.out.println();

        // float
        System.out.println("基本类型：float 二进制位数：" + Float.SIZE);
        System.out.println("包装类：java.lang.Float");
        System.out.println("最小值：Float.MIN_VALUE=" + Float.MIN_VALUE);
        System.out.println("最大值：Float.MAX_VALUE=" + Float.MAX_VALUE);
        System.out.println();

        // double
        System.out.println("基本类型：double 二进制位数：" + Double.SIZE);
        System.out.println("包装类：java.lang.Double");
        System.out.println("最小值：Double.MIN_VALUE=" + Double.MIN_VALUE);
        System.out.println("最大值：Double.MAX_VALUE=" + Double.MAX_VALUE);
        System.out.println();

        // char
        System.out.println("基本类型：char 二进制位数：" + Character.SIZE);
        System.out.println("包装类：java.lang.Character");
        // 以数值形式而不是字符形式将Character.MIN_VALUE输出到控制台
        System.out.println("最小值：Character.MIN_VALUE="
                + (int) Character.MIN_VALUE);
        // 以数值形式而不是字符形式将Character.MAX_VALUE输出到控制台
        System.out.println("最大值：Character.MAX_VALUE="
                + (int) Character.MAX_VALUE);
    }
}

执行上述代码后，控制台将输出如下运行结果：

基本类型：byte 二进制位数：8
包装类：java.lang.Byte
最小值：Byte.MIN_VALUE=-128
最大值：Byte.MAX_VALUE=127

基本类型：short 二进制位数：16
包装类：java.lang.Short
最小值：Short.MIN_VALUE=-32768
最大值：Short.MAX_VALUE=32767

基本类型：int 二进制位数：32
包装类：java.lang.Integer
最小值：Integer.MIN_VALUE=-2147483648
最大值：Integer.MAX_VALUE=2147483647

基本类型：long 二进制位数：64
包装类：java.lang.Long
最小值：Long.MIN_VALUE=-9223372036854775808
最大值：Long.MAX_VALUE=9223372036854775807

基本类型：float 二进制位数：32
包装类：java.lang.Float
最小值：Float.MIN_VALUE=1.4E-45
最大值：Float.MAX_VALUE=3.4028235E38

基本类型：double 二进制位数：64
包装类：java.lang.Double
最小值：Double.MIN_VALUE=4.9E-324
最大值：Double.MAX_VALUE=1.7976931348623157E308

基本类型：char 二进制位数：16
包装类：java.lang.Character
最小值：Character.MIN_VALUE=0
最大值：Character.MAX_VALUE=65535

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引用数据类型（Reference Types）

引用数据类型是 Java 中用于存储对象（包括数组、类实例和接口实现）引用的数据类型。与基本数据类型直接存储值不同，引用数据类型存储的是对象在内存中的地址（引用）。

✅ 引用数据类型的主要特点

• 存储的是引用（内存地址），而不是实际数据本身
• 默认值为 null（未指向任何对象时）
• 大小不固定，取决于所引用的对象
• 位于堆内存（Heap Memory）中
• 需要通过 new 关键字创建（除了字符串字面量和数组初始化语法）

✅ 引用数据类型分类

1. 类（Class）类型

• 预定义类：如 String、System、Scanner 等
• 自定义类：开发者自己定义的类

String str = "Hello";  // String 类
Scanner sc = new Scanner(System.in);  // Scanner 类
Person p = new Person();  // 自定义类

2. 接口（Interface）类型

• 可以引用实现了该接口的类的对象

List<String> list = new ArrayList<>();  // List 是接口，ArrayList 是实现类
Runnable r = new MyRunnable();  // Runnable 是接口

3. 数组（Array）类型

• 所有数组都是引用类型，即使元素是基本类型

int[] intArray = new int[10];  // 基本类型数组
String[] strArray = new String[5];  // 引用类型数组

✅ 引用数据类型的内存分配

栈内存(Stack)         堆内存(Heap)
+--------+          +----------------+
| 引用变量 | -------> |     对象实例    |
| (地址)  |          | (实际数据存储)  |
+--------+          +----------------+

• 栈内存：存储引用变量（变量名和对象引用地址）
• 堆内存：存储实际对象数据

✅ 引用数据类型的重要概念

1. 对象创建与引用

Person p1 = new Person();  // 创建对象并将引用赋给p1
Person p2 = p1;           // p2和p1现在引用同一个对象

2. 比较操作

• == 比较引用（内存地址）
• equals() 比较内容（需要正确重写）

String s1 = new String("Java");
String s2 = new String("Java");

System.out.println(s1 == s2);      // false（不同对象）
System.out.println(s1.equals(s2)); // true（内容相同）

3. 垃圾回收

• 当对象没有任何引用指向时，会被垃圾回收器回收

Person p = new Person();
p = null;  // 之前创建的Person对象现在可以被回收

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基本数据类型 vs 引用数据类型

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