【关于Java的数据类型】

1、八种基本的数据类型

Java支持数据类型分为两类： 基本数据类型和引用数据类型。

基本数据类型共有8种，可以分为三类：

• 数值型：整数类型（byte、short、int、long）和浮点类型（float、double）
• 字符型：char
• 布尔型：boolean

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8种基本数据类型的默认值、位数、取值范围，如下表所示：

Float和Double的最小值和最大值都是以科学记数法的形式输出的，结尾的“E+数字”表示E之前的数字要乘以10的多少倍。比如3.14E3就是3.14×1000=3140，3.14E-3就是3.14/1000=0.00314。

注意一下几点：

• Java八种基本数据类型的字节数：1字节(byte、boolean)、 2字节(short、char)、4字节(int、float)、8字节(long、double)
• 浮点数的默认类型为double（如果需要声明一个常量为float型，则必须要在末尾加上f或F）
• 整数的默认类型为int（声明Long型在末尾加上l或者L）
• 八种基本数据类型的包装类：除了char的是Character、int类型的是Integer，其他都是首字母大写
• char类型是无符号的，不能为负，所以是0开始的

2、int和long是多少位，多少字节的？

• int类型是 32 位（bit），占 4 个字节（byte），int 是有符号整数类型，其取值范围是从 -2^31 到 2^31-1 。例如，在一个简单的计数器程序中，如果使用int类型来存储计数值，它可以表示的最大正数是 2,147,483,647。如果计数值超过这个范围，就会发生溢出，导致结果不符合预期。
• long类型是 64 位，占 8 个字节，long类型也是有符号整数类型，它的取值范围是从 -2^63 到 2^63 -1 ，在处理较大的整数数值时，果int类型的取值范围不够，就需要使用long类型。例如，在一个文件传输程序中，文件的大小可能会很大，使用int类型可能无法准确表示，而long类型就可以很好地处理这种情况。

3、long和int可以互转吗 ？

可以的，Java中的long和int可以相互转换。由于long类型的范围比int类型大，因此将int转换为long是安全的，而将long转换为int可能会导致数据丢失或溢出。

将int转换为long可以通过直接赋值或强制类型转换来实现。例如：

int intValue = 10;
long longValue = intValue; // 自动转换，安全的

将long转换为int需要使用强制类型转换，但需要注意潜在的数据丢失或溢出问题。

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例如：

long longValue = 100L;
int intValue = (int) longValue; // 强制类型转换，可能会有数据丢失或溢出

在将long转换为int时，如果longValue的值超出了int类型的范围，转换结果将是截断后的低位部分。因此，在进行转换之前，建议先检查longValue的值是否在int类型的范围内，以避免数据丢失或溢出的问题。

4、数据类型转换方式你知道哪些？

• 自动类型转换（隐式转换）：当目标类型的范围大于源类型时，Java会自动将源类型转换为目标类型，不需要显式的类型转换。例如，将int转换为long、将float转换为double等。
• 强制类型转换（显式转换）：当目标类型的范围小于源类型时，需要使用强制类型转换将源类型转换为目标类型。这可能导致数据丢失或溢出。例如，将long转换为int、将double转换为int等。语法为：目标类型 变量名 = (目标类型) 源类型。
• 字符串转换：Java提供了将字符串表示的数据转换为其他类型数据的方法。例如，将字符串转换为整型int，可以使用Integer.parseInt()方法；将字符串转换为浮点型double，可以使用Double.parseDouble()方法等。
• 数值之间的转换：Java提供了一些数值类型之间的转换方法，如将整型转换为字符型、将字符型转换为整型等。这些转换方式可以通过类型的包装类来实现，例如Character类、Integer类等提供了相应的转换方法。

5、类型互转会出现什么问题吗？

基本数据类型转换的问题

当把小范围数据类型赋值给大范围数据类型时，Java 会自动进行类型转换，这种转换一般是安全的。

int num = 100;
long bigNum = num; // 自动将int转换为long

但是大范围数据类型赋值给小范围数据类型时，会发生数据数据溢出或者精度损失的问题。

• 数据溢出：如果大范围数据类型赋值给小范围数据类型时，当目标类型无法容纳原数据时，就会发生数据溢出。比如下面，byte 类型的取值范围是 - 128 到 127。300 的二进制表示为00000001 00101100，强制转换为 byte 类型时，会丢弃高位字节，只保留低位的 8 位00101100，其十进制值为 44。

int largeNum = 300;
byte b = (byte) largeNum; // b的值为44

• 精度损失：在进行浮点数类型的转换时，可能会发生精度损失。由于浮点数的表示方式不同，将一个单精度浮点数(float)转换为双精度浮点数(double)时，精度可能会损失，如果 double 转换为 int 也会发生精度损失的问题，如下：

double d = 3.14;
int i = (int) d; // i的值为3，小数部分0.14被舍弃

对象引用转换的问题

向上转型是自动进行的，而且是安全的，如下：

class Animal {}
class Dog extends Animal {}

Dog dog = new Dog();
Animal animal = dog; // 自动向上转型

但是向下转型需要手动进行，并且存在风险。如果父类对象实际上并不是目标子类的实例，在转型时就会抛出异常：

Animal animal = new Animal();
Dog dog = (Dog) animal; // 运行时抛出ClassCastException

原因是Java 的对象在运行时会记录其真实类型，当进行向下转型时，Java 会检查对象的实际类型是否与目标类型兼容。如果不兼容，就会抛出ClassCastException。

解决方式是需要使用 instanceof 检查：

if (animal instanceof Dog) {
    Dog dog = (Dog) animal; // 只有确认animal是Dog的实例时才进行转型
}

6、为什么用bigDecimal 不用double ？

double会出现精度丢失的问题，double执行的是二进制浮点运算，二进制有些情况下不能准确的表示一个小数，就像十进制不能准确的表示1/3(1/3=0.3333...)，也就是说二进制表示小数的时候只能够表示能够用1/(2^n)的和的任意组合，但是0.1不能够精确表示，因为它不能够表示成为1/(2^n)的和的形式。

比如：

System.out.println(0.05 + 0.01);
System.out.println(1.0 - 0.42);
System.out.println(4.015 * 100);
System.out.println(123.3 / 100);

输出：
0.060000000000000005
0.5800000000000001
401.49999999999994
1.2329999999999999

可以看到在Java中进行浮点数运算的时候，会出现丢失精度的问题。那么我们如果在进行商品价格计算的时候，就会出现问题。很有可能造成我们手中有0.06元，却无法购买一个0.05元和一个0.01元的商品。因为如上所示，他们两个的总和为0.060000000000000005。这无疑是一个很严重的问题，尤其是当电商网站的并发量上去的时候，出现的问题将是巨大的。可能会导致无法下单，或者对账出现问题。

而 Decimal 是精确计算 , 所以一般牵扯到金钱的计算 , 都使用 Decimal。

import java.math.BigDecimal;

public class BigDecimalExample {
    public static void main(String[] args) {
        BigDecimal num1 = new BigDecimal("0.1");
        BigDecimal num2 = new BigDecimal("0.2");

        BigDecimal sum = num1.add(num2);
        BigDecimal product = num1.multiply(num2);

        System.out.println("Sum: " + sum);
        System.out.println("Product: " + product);
    }
}

//输出
Sum: 0.3
Product: 0.02

在上述代码中，我们创建了两个BigDecimal对象num1和num2，分别表示0.1和0.2这两个十进制数。然后，我们使用add()方法计算它们的和，并使用multiply()方法计算它们的乘积。最后，我们通过System.out.println()打印结果。

这样的使用BigDecimal可以确保精确的十进制数值计算，避免了使用double可能出现的舍入误差。需要注意的是，在创建BigDecimal对象时，应该使用字符串作为参数，而不是直接使用浮点数值，以避免浮点数精度丢失。

7、装箱和拆箱是什么？

装箱（Boxing）和拆箱（Unboxing）是将基本数据类型和对应的包装类之间进行转换的过程。

Integer i = 10;  //装箱
int n = i;   //拆箱

自动装箱主要发生在两种情况，一种是赋值时，另一种是在方法调用的时候。

赋值时

这是最常见的一种情况，在Java 1.5以前我们需要手动地进行转换才行，而现在所有的转换都是由编译器来完成。

//before autoboxing
Integer iObject = Integer.valueOf(3);
Int iPrimitive = iObject.intValue()

//after java5
Integer iObject = 3; //autobxing - primitive to wrapper conversion
int iPrimitive = iObject; //unboxing - object to primitive conversion

方法调用时

当我们在方法调用时，我们可以传入原始数据值或者对象，同样编译器会帮我们进行转换。

public static Integer show(Integer iParam){
   System.out.println("autoboxing example - method invocation i: " + iParam);
   return iParam;
}

//autoboxing and unboxing in method invocation
show(3); //autoboxing
int result = show(3); //unboxing because return type of method is Integer

show方法接受Integer对象作为参数，当调用show(3)时，会将int值转换成对应的Integer对象，这就是所谓的自动装箱，show方法返回Integer对象，而int result = show(3);中result为int类型，所以这时候发生自动拆箱操作，将show方法的返回的Integer对象转换成int值。

自动装箱的弊端

自动装箱有一个问题，那就是在一个循环中进行自动装箱操作的情况，如下面的例子就会创建多余的对象，影响程序的性能。

Integer sum = 0; for(int i=1000; i<5000; i++){   sum+=i; } 

上面的代码sum+=i可以看成sum = sum + i，但是+这个操作符不适用于Integer对象，首先sum进行自动拆箱操作，进行数值相加操作，最后发生自动装箱操作转换成Integer对象。其内部变化如下

int result = sum.intValue() + i; Integer sum = new Integer(result); 

由于我们这里声明的sum为Integer类型，在上面的循环中会创建将近4000个无用的Integer对象，在这样庞大的循环中，会降低程序的性能并且加重了垃圾回收的工作量。因此在我们编程时，需要注意到这一点，正确地声明变量类型，避免因为自动装箱引起的性能问题。

8、Java为什么要有Integer？

Integer对应是int类型的包装类，就是把int类型包装成Object对象，对象封装有很多好处，可以把属性也就是数据跟处理这些数据的方法结合在一起，比如Integer就有parseInt()等方法来专门处理int型相关的数据。

另一个非常重要的原因就是在Java中绝大部分方法或类都是用来处理类类型对象的，如ArrayList集合类就只能以类作为他的存储对象，而这时如果想把一个int型的数据存入list是不可能的，必须把它包装成类，也就是Integer才能被List所接受。所以Integer的存在是很必要的。

泛型中的应用

在Java中，泛型只能使用引用类型，而不能使用基本类型。因此，如果要在泛型中使用int类型，必须使用Integer包装类。例如，假设我们有一个列表，我们想要将其元素排序，并将排序结果存储在一个新的列表中。如果我们使用基本数据类型int，无法直接使用Collections.sort()方法。但是，如果我们使用Integer包装类，我们就可以轻松地使用Collections.sort()方法。

List<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(3);
list.add(1);
list.add(2);
Collections.sort(list);
System.out.println(list);

转换中的应用

在Java中，基本类型和引用类型不能直接进行转换，必须使用包装类来实现。例如，将一个int类型的值转换为String类型，必须首先将其转换为Integer类型，然后再转换为String类型。

int i = 10;
Integer integer = new Integer(i);
String str = integer.toString();
System.out.println(str);

集合中的应用

Java集合中只能存储对象，而不能存储基本数据类型。因此，如果要将int类型的数据存储在集合中，必须使用Integer包装类。例如，假设我们有一个列表，我们想要计算列表中所有元素的和。如果我们使用基本数据类型int，我们需要使用一个循环来遍历列表，并将每个元素相加。但是，如果我们使用Integer包装类，我们可以直接使用stream()方法来计算所有元素的和。

List<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(3);
list.add(1);
list.add(2);
int sum = list.stream().mapToInt(Integer::intValue).sum();
System.out.println(sum);

9、Integer相比int有什么优点？

int是Java中的原始数据类型，而Integer是int的包装类。

Integer和 int 的区别：

• 基本类型和引用类型：首先，int是一种基本数据类型，而Integer是一种引用类型。基本数据类型是Java中最基本的数据类型，它们是预定义的，不需要实例化就可以使用。而引用类型则需要通过实例化对象来使用。这意味着，使用int来存储一个整数时，不需要任何额外的内存分配，而使用Integer时，必须为对象分配内存。在性能方面，基本数据类型的操作通常比相应的引用类型快。
• 自动装箱和拆箱：其次，Integer作为int的包装类，它可以实现自动装箱和拆箱。自动装箱是指将基本类型转化为相应的包装类类型，而自动拆箱则是将包装类类型转化为相应的基本类型。这使得Java程序员更加方便地进行数据类型转换。例如，当我们需要将int类型的值赋给Integer变量时，Java可以自动地将int类型转换为Integer类型。同样地，当我们需要将Integer类型的值赋给int变量时，Java可以自动地将Integer类型转换为int类型。
• 空指针异常：另外，int变量可以直接赋值为0，而Integer变量必须通过实例化对象来赋值。如果对一个未经初始化的Integer变量进行操作，就会出现空指针异常。这是因为它被赋予了null值，而null值是无法进行自动拆箱的。

10、那为什么还要保留int类型？

包装类是引用类型，对象的引用和对象本身是分开存储的，而对于基本类型数据，变量对应的内存块直接存储数据本身。

因此，基本类型数据在读写效率方面，要比包装类高效。除此之外，在64位JVM上，在开启引用压缩的情况下，一个Integer对象占用16个字节的内存空间，而一个int类型数据只占用4字节的内存空间，前者对空间的占用是后者的4倍。

也就是说，不管是读写效率，还是存储效率，基本类型都比包装类高效。

11、说一下 integer的缓存

Java的Integer类内部实现了一个静态缓存池，用于存储特定范围内的整数值对应的Integer对象。

默认情况下，这个范围是-128至127。当通过Integer.valueOf(int)方法创建一个在这个范围内的整数对象时，并不会每次都生成新的对象实例，而是复用缓存中的现有对象，会直接从内存中取出，不需要新建一个对象。

原作者：小林coding