3.2 Java基础知识

Java的数据类型可以分为基本数据、类、接口等，任何常量、变量和表达式都必须是上述数据类型中的一种。Java的流程控制语句可以分为条件、循环和跳转三种类型。条件语句可以根据变量或表达式的不同状态选择不同的执行路径，它包括if和switch两个语句；循环语句可以重复执行一个或多个语句，它包括while、for和do-while等语句；跳转语句允许程序以非线性方式来执行，它包括break、continue和return三个语句。本节将讲解以下内容：Java的基本数据类型，以及属于这些类型的常量、变量和表达式用法；Java语言的流程控制语句。

3.2.1 Java数据类型

Java基本数据类型如表3-1所示。

1）四种整数类型（byte、short、int、long）。

byte：8位，用于表示最小数据单位，如文件中数据，-128～127。

short：16位，很少用，-32768～32767。

int：32位，最常用，-2^31-1～2^31（21亿）。

注意事项：int i=5; // 5叫直接量（或字面量），即直接写出的常数。整数字面量默认都为int类型，所以在定义的long型数据后面加L或l。小于32位数的变量，都按int结果计算，强转符比数学运算符优先级高。

2）两种浮点数类型（float、double）。

float：32位，后缀F或f，1位符号位，8位指数，23位有效尾数。

double：64位，最常用，后缀D或d，1位符号位，11位指数，52位有效尾数。

注意事项：

二进制浮点数：1010100010=101010001.0*2=10101000.10*2^10（2次方）=1010100.010*2^11（3次方）=.1010100010*2^1010（10次方）。尾数：.1010100010；指数：1010；基数：2。

浮点数字面量默认都为double类型，所以在定义的float型数据后面加F或f；double类型可不写后缀，但在小数计算中一定要写d或带小数点，float表示长度没有long高，但数据精度却比long高。

3）一种字符类型（char）。

char占两个字节，是一个单一的16位Unicode字符。最小值为\u0000（即是0），最大值为\uffff（即为65535）。

注意事项：char类型是用来存储Unicode编码的字符的，Unicode编码字符集包含了汉字，所以char类型变量可以存储单个汉字。不过如果某个特殊汉字没有被包含在Unicode编码字符集中，那么，char就不能存储这个特殊汉字字符（注：unicode编码占用两个字节）。

4）一种布尔类型（boolean）：true（真）和false（假）。

下面是基本数据类型的示例。

【例3-1】 基本数据类型

程序运行结果如图3-1所示。

【程序说明】

● 在此程序中，输出八种基本类型的二进制位数，所属包装类，所能表示的最大值与最小值。byte的二进制位数为8位，所属包装类：java.lang.Byte，最小值为-128，最大值为127。short的二进制位数为16位，所属包装类：java.lang.Short，最小值为-32768，最大值为32767。int的二进制位数为32位，所属包装类：java.lang.Integer，最小值为-2147483648，最大值为2147483647。long二进制位为64，所属包装类：java.lang.Long，最小值为-9223372036854775808，最大值为9223372036854775807。float的二进制位数为32位，所属包装类：java.lang.Float，最小值为1.4E-45，最大值为3.4028235E38。double二进制位数为64位，所属包装类：java.lang.Double，最小值4.9E-324，最大值为1.7976931348623157E308。char二进制位数为16位，所属包装类：java.lang.Character，最小值为0，最大值为65535。在输出char类型时只以数值形式而不是字符形式将Character.MIN_VALUE输出到控制台。Float和Double的最小值和最大值都是以科学计数法的形式输出的，结尾的“E+数字”表示E之前的数字要乘以10的多少次方。比如3.14E3就是3.14×10³ =3140，3.14E-3就是3.14×10^-3=0.00314。

3.2.2 基本数据类型转换

1.自动类型转换

整型、实型（常量）、字符型数据可以混合运算。运算中，不同类型的数据先转化为同一类型，然后进行运算，转换从低级到高级。级别低的操作数和级别高的不同基本类型操作数在一起运算时，就需要进行类型转换，类型转换方式如表3-2所示。

数据类型转换必须满足如下规则。

1）不能对boolean类型进行类型转换。

2）不能把对象类型转换成不相关类的对象。

3）在把容量大的类型转换为容量小的类型时必须使用强制类型转换。

4）转换过程中可能导致溢出或损失精度。

5）浮点数到整数的转换是通过舍弃小数得到，而不是四舍五入。

必须满足转换前的数据类型的位数要低于转换后的数据类型，例如，short数据类型的位数为16位，就可以自动转换位数为32的int类型，同样float数据类型的位数为32，可以自动转换为64位的double类型。

下面是自动类型转换的示例。

【例3-2】 自动类型转换

运行结果如图3-2所示。

● 在此程序中，定义一个char类型，将其自动转换为int类型，计算char类型和int类型相加后的值。c1的值为字符a，查ASCII码表可知对应的int类型值为97，A对应值为65，所以i2=65+1=66。

2.强制类型转换

1）强制类型转换的条件是转换的数据类型必须是兼容的。

2）格式：(type)value。type是要强制类型转换后的数据类型。

下面是强制类型转换的示例。

【例3-3】 强制类型转换

运行结果如图3-3所示。

● 在此程序中，定义一个int类型，将其强制转换为byte类型。

3.2.3 流程控制语句

Java程序的流程控制分为顺序结构、分支结构和循环结构三种。其中，顺序结构是按照语句的书写顺序逐一执行，分支结构是根据条件选择性地执行某段代码，循环结构是根据循环条件重复执行某段代码。

1.if语句

（1）if单语句

我们经常需要先做判断，然后才决定是否要做某件事情。对于这种“需要先判断条件，条件满足后才执行的情况”，就可以使用if条件语句实现。

下面是if单语句的示例。

【例3-4】 if单语句

程序运行结果如图3-4所示。

● 在此程序中，利用if判断两个数是否相等。如果a=b就输出“a等于b”。如果a=c就输出“a等于c”。

（2）if-else语句

● 在此程序中，if-else语句的操作比if语句多了一步：当条件成立时，执行if部分的代码块；条件不成立时，则进入else部分。

下面是if-else语句的示例。

【例3-5】 if-else语句

运行程序结果如图3-5所示。

● 在此程序中，利用if-else实现判断给定的数据是奇数还是偶数。如果a%2等于0，就输出“a是偶数”，否则输出“a是奇数”。

（3）多重if语句

● 在此程序中，多重if语句，在条件1不满足的情况下，才会进行条件2的判断；当前面的条件均不成立时，才会执行else块内的代码。

下面是多重if语句的示例。

【例3-6】 多重if语句

程序运行结果如图3-6所示。

● 在此程序中，利用多重if-else，实现分数大于90输出“优秀”，分数大于70小于90输出“良好”，小于70输出“继续加油”。

2.switch语句

当需要对选项进行等值判断时，使用switch语句更加简洁明了。

执行过程：当switch后表达式的值和case语句后的值相同时，从该位置开始向下执行，直到遇到break语句或者switch语句块结束；如果没有匹配的case语句则执行default块的代码。

下面是switch语句的示例。

【例3-7】 switch语句

程序运行结果如图3-7所示。

● 在此程序中使用简单的switch语句，当num小于1000时输出“奖励牙膏”num小于1500大于1000输出“奖励香皂”，num小于2000大于1500时输出“奖励洗衣粉”，num等于其他数值时输出“奖励洗发露”。

3.while循环语句

while循环结构在每次执行循环体之前，先对循环条件进行判断。如果true则重复执行循环体部分。

下面是while语句的示例。

【例3-8】 while语句

程序运行结果如图3-8所示。

● 在此程序中，利用while循环，输出大于10小于13的数。当x小于13时，输出x的值并且x加1，直到x大于13，结束循环。

4.do-while循环语句

do-while循环先执行循环体，然后判断循环条件，如果循环条件成立则执行下一次循环，否则终止循环。

下面是do-while语句的示例。

【例3-9】 do-while语句

程序运行结果如图3-9所示。

● 在此程序中使用简单的do-while循环，先执行do后面的语句，后执行while判断。先执行do后面的语句输出x的值并且x加1，再进行判断x是否小于13。

5.for循环语句

for循环在执行时，先执行循环的初始化语句，初始化语句只在循环开始前执行一次。每次执行循环体之前，先计算循环条件的值，如果循环条件值为true，则执行循环体部分，循环体部分执行结束后。执行迭代语句。因此，对于for循环而言，循环条件总比循环体要多执行一次。最后一次执行条件值为false则不再执行循环体。

for循环注意事项有以下几点：

1）初始化语句、循环条件、迭代语句这三部分都可以省略，但三者之间的分号不可以省略。当循环条件省略时，默认值为true。

2）初始化语句、迭代语句这两个部分可以为多条语句，语句之间用逗号分隔。

3）在初始化部分定义的变量，其范围只能在for循环语句内有效。

下面是for语句的示例。

【例3-10】 for语句

程序运行结果如图3-10所示。

● 在此程序中，简单的for循环，实现1～10的整数的和。利用for循环，先初始化i等于1，sum的值为sum与i之和，判断i小于等于10，如果i大于10则结束循环。

6.break语句

Java中没有使用goto语句来控制程序的跳转，这种设计虽然提高了程序流程控制的可读性，但降低了灵活性。为了弥补这种不足，Java提供了break等语句来控制循环结构。

当循环体中出现break语句时，其功能是从当前所在的循环中跳出来，结束本层循环，但对其外层循环没有影响。break语句还可以根据条件结束循环。

下面是break语句的示例。

【例3-11】 break语句

程序运行结果如图3-11所示。

● 在此程序中，利用break语句跳出此循环。即当i等于4时，利用break语句跳出循环。

7.continue语句

在循环体中出现continue语句时，其作用是结束本次循环，进行当前所在层的下一次循环。continue语句的功能是根据条件有选择性地执行循环体。

下面是continue语句的示例。

【例3-12】 continue语句

程序运行结果如图3-12所示。

● 在此程序中，利用continue跳出本次循环。即当i等于1时，利用continue语句跳出本次循环，继续下次循环。