基礎篇：java基本數據類型

1：java幾種基本數據類型大小

關鍵字	類型	位數 (8位一字節)	取值範圍(表示範圍)
byte	整型	8	-2^7 ~ 2^7-1
short	整型	16	-2^15 ~ 2^15-1
int	整型	32	-2^31 ~ 2^31-1
long	整型	64	-2^63 ~ 2^63-1
float	浮點數	32	3.402823e+38 ~ 1.401298e-45
double	浮點數	64	1.797693e+308~ 4.9000000e-324
char	文本型	16	0 ~ 2^16-1
boolean	布爾值	32/8	true/false

boolean的佔用大小是多少，有以下說法

• 1bit: boolean編譯後的是使用1和0儲存，理論上只需1bit便可儲存
• 1byte: 計算機處理數據的最小單位是1byte,用一字節的最低位存儲，其餘的用0填補。若是值是true則儲存二進制爲0000 0001，false則是0000 0000
• 4byte or 1btye: java虛擬機沒有對boolean類型的專用字節碼指令，表達式所操做的boolean在編譯以後是使用int數據類型來代替的，而boolean數組則會被編譯成byte數組

正解 在java裏的正確回答應該是boolean類型單獨使用是4個byte,在數組裏則是1個byte。可是虛擬機爲何不用byte或short代替boolean而是int,這樣不是更節省內存空間？由於int對於32位處理器，一次處理的數據是32位，CPU尋址也是32位的查找，具備高效儲存的特色（若是有更好的理解，你們共同交流下）

2：64位的JVM中，int類型長度是多少

32位；int是32位類型，不會隨着系統或者jvm的位數而改變

3：char類型變量能不能儲存一箇中文的漢字，爲何

中文unicode編碼方式每一個字符佔用兩個字節，char是16位類型，中文儲存須要兩個字節，所以能夠儲存中文字符。

4：浮點數float和雙精度浮點數double表示法

浮點數的二進制表示法由三部分組成

• 符號位
• 指數位
• 尾數爲

float、double二進制結構

類型	符號位	指數位(e)	尾數位(m)
float	1	8	23
double	1	11	52

• 符號位部分用來儲存數字符號，區分正負數，0 正 1 負

• 指數位儲存指數，指數也有正負，指數肯定大小範圍

  • 指數是有符號的，但有符號整數比無符號整數計算麻煩，所以實際儲存是將指數轉爲無符號整數，8bit的範圍爲0~255，真實的指數須要減去偏移量127。範圍在（-126 ~ 128）

• 尾數位存儲小數部分，肯定浮點數精度，小數能表示的數越大，精度越大，數值越準確

  • float的尾數位是23，2^23=8388608 ，8388608是個7位數的十進制，若是加上忽略的整數位，最多可表示8位的十進制。可是絕對能保證有效是7位左右的十進制數；double尾數位是52，2^52=4503599627370496，16位的數字，加上整數位2^53也是個16位數字，所以絕對能保證有效位精確是15位的十進制數

• 15.625的存儲示例：

  • 15.625 換成二進制 1111.101
  • 將1111.101 右移三位，剩小數點前1位： 1.111101 * 2^3
  • 底數位：由於小數點前必是1，所以只需記錄小數點後的位數便可，此時底數是 1111 01 ,低位補零：111 1010 0000 0000 0000 0000
  • 指數位：指數爲3，加上127（反轉時則減去127）得130，指數位二進制爲1000 0010
  • 符號位：正數 0

  • 15.625 在內存的二進制形式表示爲

    符號	指數	尾數
    0	1000 0010	111 1010 0000 0000 0000 0000

5：基本類型對應的包裝類，區別

基本類型	包裝類
boolean	Boolean
short	Short
byte	Byte
int	Integer
long	Long
float	Float
double	Double
char	Character

• 對於萬物皆對象的java,爲何會存在基本類型?由於java產生對象，通常是需在堆建立維護，再經過棧的引用來使用，可是對於簡單的小的變量，須要在堆建立再使用太麻煩了

• 爲何會有包裝類

  • 包裝類將基本類型包裝起來，使其具備對象的性質，能夠添加屬性和方法，豐富基本類型的操做
  • 對於泛型編程，或使用collection集合，須要包裝類。由於ArrayList，HashMap的泛型沒法指定基本類型
  • 區別，基本類型能夠直接聲明使用，包裝類須要在堆建立，再經過引用使用；基本類型默認初始值，int爲0，boolean則是true/false，且沒法賦值爲null；而包裝類默認初始值是null
• 須要注意的點：Byte、Int、Short、Long直接賦值（或使用valueOf）如Integer x = value(value 在-128 ~ 127)是直接引用常量池裏的對象，此時對象比較 == 和 equals 都爲true ；Character聲明值則在0~127 是引用常量池對象、

6：基本類型的自動轉換

自動轉換規則有以下幾個

• 布爾類型boolean不存在隱式轉換爲其餘類型（非自動封裝類型）

• 整數類型的自動提高

  • byte -> (short/char) -> int -> long (自動提高鏈)
  • 表示範圍低的數據類型可隱式自動提高爲表示範圍高的數據類型（byte b = 1; short s = b; ）;無編譯錯誤
  • short 和 char 都是16位，可是不能隱式轉換

• 字符型數據向整型數據的自動轉換

  • char是無符號類型，表示範圍在（0~2^16-1），可隱式轉爲int或long類型

• 整型、字符型數據均可向浮點型的自動轉換

  • 由於浮點型能保存的有效數字是限制的，須要考慮轉換後的有效位問題

• 浮點型數據的自動提高

  • float轉double存在精偏差問題，double若是強制轉float則存在精度丟失問題

7：short s1 = 1; s1 = s1 + 1;有錯嗎? short s1 = 1; s1 += 1;有錯嗎？

• s1 = s1+1 中的1默認類型是int，表達式中低範圍類型s1會默認轉爲int來相加，獲得int型的結果，最後int型的結果不能隱式轉爲short，編譯報錯
• s1 += 1; 存在隱含的強制轉化 s1 += 1 -> s1 = (short) s1+ 1; 編譯不會報錯

8：不一樣的基本類型強制轉換，可能會產生什麼問題

• 浮點型轉整型，精度丟失、數據溢出
• 取值範圍大的整型轉取值範圍小的整型，數據溢出，高位丟失

9：float f = 3.4; 是否正確？

在java裏，不加後綴修飾的浮點數默認是double類型。double類型不能隱式類型轉成float,編譯會報錯

10：表達式3*0.1 == 0.3 將會返回什麼？true仍是false？

浮點型存在精度問題，3*0.1獲得的double數據尾數位 和 0.3 尾數位是不同的 ，false

11：浮點數和BigDecimal

• 浮點類型使用二進制存儲，不管float(7),double(15),其有效位是有限制的，存在舍入偏差，精度容易缺失
• 十進制小數轉爲浮點數再計算，嚴重存在精度問題。那麼是否能夠把十進制小數擴大N倍化爲整數維度來計算，並保留其精度位數，這就是BigDecimal
• BigDecimal是基於BigInteger來處理計算,BigInteger內部有一個int[] mag,表示存放正數的原字節數組 BigInteger原理

• 構造BigDecimal時避免使用浮點類型構造，會出現精度問題。儘可能使用字符串來建立BigDecimal，或者使用valueOf方法

  BigDecimal data= new BigDecimal(0.1);
  System.out.println("data:" + data);
  
  result:
  data:0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625

• BigDecimal 進行除法運算不整除時出現無限循環小數，會拋出 ArithmeticException 異常，須要指定精度
• 指定精度位數，同時須要指定舍入模式

12：switch語句可否做用在 byte 類型變量上，可否做用在long類型變量上，可否做用在 String 類型變量上？

• switch(expr) expr 須要時int類型，而byte,char,short 會自動提高爲int，所以能夠做用在switch關鍵字。long,float,double不能自動轉爲int，編譯會報錯

• String 也不能自動轉爲int，在1.7以前也是不能用在switch。可是1.7以後JDK支持String,經過String.hashCode返回一個int類型，並在case裏再次使用String.equals比較

  //語法糖反編譯
  switch(s.hashCode()){
      default;
          break;
      case 3556498:
          if(s.equals("test")){
              .....
          }
          break;
  }

13：可否在不進行強制轉換的狀況下將一個double值賦值給long類型的變量

不行，由於double取值範圍大於long類型。不強制轉換會編譯報錯。若是使用 += 操做符編譯不會報錯，可是存在隱含的強制轉換

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參考文章

• 你真的知道Java中boolean類型佔用多少個字節嗎？
• 爲何浮點數比int，long表示的範圍要大？