了解Java变量和数据类型

核心要点

• Java变量用于存储单个数据点或信息片段以供日后使用。它们必须具有类型、名称和某种数据来保存。Java中最广泛使用的数据类型是字符字符串，它由Java的String类表示。
• Java中的变量可以保存程序生命周期中可能发生变化的数据。每个Java变量都有一个默认值；对于String变量，它是null。如果在声明时不知道变量的值，Java可以隐式地为其提供适当的默认值。
• Java提供不同的数据类型来表示不同类型的数据。例如，int数据类型表示整数值，boolean只能是true或false，double表示浮点数。这些是Java提供的八种基本数据类型中的几种。
• 在Java中，可以创建自定义数据类型或类。类定义了从其创建的实例可以展现的属性和行为。类的实例可以具有关于自身的信息，这些信息存储在各种数据类型的变量中。类的静态变量属于类，而不是该类的实例。

Java变量使程序员能够存储单个数据点和信息片段以供日后使用。为了提高效率，Java变量具有类型。这些类型被称为数据类型，因为它们允许我们分别存储不同类型的数据，以方便和可预测性。在学习更高级的主题之前，任何Java程序员都必须了解Java变量和数据类型的基础知识。为了说明Java变量的工作原理，让我们想象一个照片共享应用程序。该应用程序将存储有关应用程序状态及其用户共享的照片的大量信息：用户数量、共享的照片数量以及共享的评论总数。为了在需要时操纵这些数据并将其显示给用户，必须存储这些数据。这就是Java变量的作用。

Java变量

变量可以保存数据，并且这些数据可以在程序的生命周期内更改。变量必须具有类型、名称，并提供某种数据来保存。Java中最广泛使用的数据类型是字符字符串，由Java的String类表示。“SitePoint”之类的字符串只是String类的实例。

变量命名

有一些规则你必须遵守，也有一些规则你应该遵守。Java的变量名称区分大小写，可以是无限数量的字母和数字。但是，变量名称必须以字母、下划线字符_或美元符号$开头。在Java中创建变量时，最好遵循使用数字和完整单词的约定，这些单词描述变量的目的，同时避免使用下划线字符和美元符号。最后，变量应该使用小驼峰式命名法，这是一种流行的编程约定，规定第一个单词的第一个字母应该小写，后面的单词应该大写。

使用变量

让我们创建应用程序主类的框架，看看我们如何将上述关于应用程序的每个数据点存储在String变量中：

public class SitePointGram {
    public static void main(String[] args) {
        String nameOfApp = "SitePointGram";
        String numberOfUsers = "";
        String numberOfPhotos;
        String numberOfComments = null;
        //...
    }
}

那么那里发生了什么？让我们跳到那段Java代码的第三行。在每一行中，我们创建一个新的String类型变量来存储关于应用程序的单个信息点。注意，要在Java中创建一个变量，我们首先声明要存储在变量中的数据的类型，然后是小驼峰式命名的变量名，然后是赋值运算符=，最后是要存储在变量中的数据。在我们main方法的第一行中，我们将应用程序的名称存储在nameOfApp String变量中，其中存储的数据是“SitePointGram”。下一行有一个String变量，它将存储我们应用程序上的用户数量。请注意，它存储一个空字符串""。在我们继续进行到接下来的两行时，请记住这一点。每个Java变量都有一个默认值；String变量的默认值是null，“nothing”。如果在声明时我们不知道变量的值，我们可以省略用值显式初始化它，并允许Java隐式地为其提供适当的默认值。这正是我们对numberOfPhotos变量所做的。同样，在第四行中，我们显式地将numberOfComments String变量初始化为null，尽管我们不必这样做。重要的是要理解，空字符串是一个实际的字符字符串，尽管是一个空字符串，而null意味着变量还没有有效的数据。让我们继续。SitePointGram变得流行起来，人们纷纷涌向它。让我们用Java表示应用程序的增长：

public static void main(String[] args) {
    //...
    numberOfUsers = "500";
    numberOfPhotos = "1600";
    numberOfComments = "2430";
    //..
}

在初始化我们的String变量之后，现在很明显，我们的应用程序有500个用户，1600张共享照片，以及这些照片总共有2430条评论。我们做得很好，所以现在是时候学习如何在Java中使用数据类型了。

Java数据类型

我们目前将所有数据点都存储在String变量中，即使其中一些是数字。字符串适合表示文本等字符字符串，但是当我们想要表示数字和其他类型的数据（并在该数据上执行操作）时，我们可以使用Java提供的数据类型或创建我们自己的数据类型。让我们看看我们如何更恰当地将数值数据点存储在变量中，以便我们可以按预期使用它们：

public class SitePointGram {
    public static void main(String[] args) {
        String nameOfApp = "SitePointGram";
        String numberOfUsers = "";
        String numberOfPhotos;
        String numberOfComments = null;
        //...
    }
}

远离我们原来的main方法，我们有一段新的代码，其中包含适当数据类型的新的变量。在我们main方法主体的第一行中，保存我们应用程序名称的变量现在更精确：我们使用appName代替nameOfApp。在下一行中，我们有一个Boolean变量，它存储我们应用程序的状态。boolean只能是true或false，因此当您想要存储表示有效性的数据点时，它最适合；在我们的例子中，我们的应用程序是活动的，直到我们需要关闭它进行维护。接下来的三个变量是int类型。int数据类型表示Java中的整数值。遵循与appName相同的模式，我们应该使用numX而不是numberOfX来命名我们的数字变量，以便在保持可读性的同时更精确。int、boolean和double是Java中八种基本数据类型中的三种。基本数据类型是Java提供的特殊值，而不是从类构造的对象。请记住，字符串是String类的实例，因此它们是对象，而不是基元。数值数据类型的默认值为0，boolean的默认值为false。与我们之前的main方法不同，我们新的变量集恰当地存储了数字，因此我们可以按预期操作它们。通过将数值数据点存储在表示数字的类型的变量中，我们可以对它们执行数学运算：

public static void main(String[] args) {
    //...
    numberOfUsers = "500";
    numberOfPhotos = "1600";
    numberOfComments = "2430";
    //..
}

我们main方法中的最后一个变量保存每位用户的平均照片数量的浮点数，这由double数据类型表示。我们通过将照片数量除以用户数量来获得这个值。请注意，我们将第一个数字乘以1.0，这样结果就不会四舍五入到最接近的整数。我们可以将浮点数存储为float或double；这里唯一的区别是double（64位）可以容纳比float（32位）更大的数字范围，并且由于这个原因而更常用。最后要做的是看看我们如何在我们自己的数据类型中表示我们的数据。

public static void main(String[] args) {
    String appName = "SitePointGram";
    boolean appIsAlive = true;

    int numUsers = 500;
    int numPhotos = 1600;
    int numComments = 2430;
    //...
}

虽然很容易制作许多像user1中那样保存用户信息的字符串，但最好创建一个类来从中构造用户对象：

自定义Java数据类型（类）

//一个新用户加入，将用户数量增加1
numUsers += 1;
//将照片数量乘以2
numPhotos = numPhotos * 2;
//通过除法得到每位用户的平均照片数量
double avgPhotosPerUser = 1.0 * numPhotos / numUsers;

在那里，我们有一个名为User的类。这个类只是定义了从其创建的实例可以展现的属性和行为。这个类的属性只是各种数据类型的变量，它们将保存关于我们应用程序中用户的信息。User类的实例可以从其标识号到其用户名拥有关于自身的信息，其在线状态保存在一个boolean变量中，当用户登录或注销时可以更新该变量。当创建用户或登录或注销时，我们将该信息打印到控制台。每次在我们应用程序中创建一个新用户时，numUsers变量的值都会增加1，以便我们的应用程序始终知道有多少用户。您可以通过添加更多实例变量来向此类添加更多信息。现在，让我们在应用程序的main方法中创建新数据类型User的实例：

public class SitePointGram {
    public static void main(String[] args) {
        String nameOfApp = "SitePointGram";
        String numberOfUsers = "";
        String numberOfPhotos;
        String numberOfComments = null;
        //...
    }
}

在那段代码中，我们再次更改了我们的main方法。前两行保持不变，但我们现在有三个新行。方法中的第三行创建了一个新的User实例或对象，并将其存储在一个名为“lincoln”的变量中，下一行将lincoln从我们的应用程序中注销，下一行通过访问User类中的公共静态numUsers变量来打印出我们应用程序中的User实例的数量。需要注意的是，类的静态变量属于类，而不是类的实例，因此我们不需要User的实例来访问numUsers。

结论

就是这样！您现在已经了解了开始构建自己的数据类型或类所需的所有关于Java变量和数据类型的知识。查看我们GitHub存储库中本教程的源代码，看看您可以如何在此基础上进行构建。

参考文献：

• Oracle关于Java字符串的文档
• Oracle关于Java基本数据类型的文档

关于Java变量和数据类型的常见问题解答 (FAQ)

Java中的局部变量和实例变量有什么区别？

在Java中，变量分为局部变量、实例变量和类变量。局部变量在方法、构造函数或块内声明，并且只能在其声明的作用域内访问。它们没有默认值，因此必须在使用前进行初始化。另一方面，实例变量在类中声明，但在方法之外。它们是特定于对象的，每次创建对象时都会获得内存。与局部变量不同，实例变量具有基于其数据类型的默认值。

Java如何处理类型转换？

Java通过两种方法处理类型转换：隐式转换和显式转换。隐式转换，也称为自动类型转换，发生在两种类型兼容且目标类型大于源类型时。显式转换，也称为强制转换，是我们手动将一种数据类型转换为另一种数据类型的情况。当目标类型小于源类型或类型不兼容时，这是必要的。

Java中变量的默认值是什么？

在Java中，如果未显式初始化，实例变量和类变量会自动初始化为默认值。默认值取决于数据类型。例如，byte、short、int和long默认为0，float和double默认为0.0，char默认为'u0000'，boolean默认为false。非基本数据类型（如数组和类）默认为null。

Java中'final'关键字在变量中的意义是什么？

Java中的'final'关键字用于声明常量变量，这意味着一旦赋值，其值就不能更改。它可以应用于基本数据类型、对象和方法。例如，'final int x = 10;'意味着x的值将始终为10，并且不能修改。

Java如何处理字符串变量？

在Java中，字符串不是基本数据类型，而是特殊的类。字符串是不可变的，这意味着一旦创建，它们的值就不能更改。相反，会创建一个新的字符串对象。Java在堆内存中提供了一个特殊的字符串池区域，它试图维护唯一的字符串值以优化内存使用。

Java中'=='和'equals()'有什么区别？

在Java中，'=='是一个关系运算符，它比较两个对象的内存位置，而'equals()'是一个方法，它比较两个对象的内容。对于基本数据类型，'=='检查值是否相等。但是对于对象，它检查它们是否引用完全相同的内存位置，而不是它们的内容。

Java中的类型提升是什么？

Java中的类型提升是将一种基本数据类型自动转换为另一种数据类型以防止数据丢失。当操作数类型不同时，它通常发生在表达式或方法调用中。较小的类型被提升为较大的类型。例如，如果在表达式中使用int和float，则int被提升为float。

Java中变量的作用域是什么？

Java中变量的作用域是指可以访问变量的代码部分。局部变量只能在其声明的方法或块内访问。实例变量可以被类中的所有方法访问，除非该方法是静态的。类变量或静态变量可以被类中的所有方法访问，如果它们是公共的，甚至可以在类之外访问。

Java中静态变量和非静态变量有什么区别？

在Java中，静态变量，也称为类变量，属于类，而不属于单个对象。它们只在执行开始时初始化一次，并在类的所有对象之间共享相同的值。非静态变量，也称为实例变量，属于单个对象，并且每个对象都有自己的变量副本。

Java如何处理数组？

在Java中，数组是存储相同类型多个变量的对象。它们是动态分配的，可以存储基元或对象。数组的长度在创建数组时确定，并且不能更改。数组有一个'length'属性，它返回数组中的元素数量。数组中的元素通过它们的索引访问，从0开始。

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