第2章: 数据类型与变量

掌握 Java 数据类型和变量的使用

🏠 生活类比：收纳箱与标签

变量就像你家里的收纳箱：
每个箱子贴一个标签（变量名），标明里面放什么
箱子有不同尺寸（数据类型）：小箱子放硬币（byte），大箱子放衣服（long）
int age = 25; → 贴了“age”标签的中号箱子，里面放了数字 25

💡 数据类型决定箱子大小，变量名是箱子标签，值是箱子里的东西。

🔢 8种基本类型 📦 引用类型 🔄 类型转换 📝 命名规范

Java 程序结构

public class MyClass {           // 类定义
    public static void main(String[] args) {  // 主方法
        // 程序代码
        System.out.println("Hello");
    }
}

基本规则

Java 是大小写敏感的
类名首字母应该大写（如 MyClass）
方法名首字母应该小写（如 main）
文件名必须与公共类名完全相同
程序从 main 方法开始执行

注释

// 单行注释

/*
 * 多行注释
 * 可以跨越多行
 */

/**
 * 文档注释
 * 用于生成 API 文档
 * @param args 参数说明
 */

变量命名规则

📝 命名规则

✅ 合法命名

myName, _count, $price

userName, MAX_VALUE

firstName, getAge

❌ 非法命名

2name（数字开头）

my-name（含连字符）

class（关键字）

命名规范

类型	规范	示例
类名	大驼峰命名法	MyClass, StudentInfo
方法名/变量名	小驼峰命名法	myName, getAge
常量名	全大写+下划线	MAX_VALUE, PI
包名	全小写	com.example.demo

⚠️ 注意： Java 关键字不能用作变量名，如：class, int, public, void, return 等。

数据类型

Java 是强类型语言，所有变量必须先声明类型才能使用。

📊 Java 八大基本数据类型

🔢

byte

1字节整数

🔢

short

2字节整数

🔢

int

4字节整数

🔢

long

8字节整数

🔵

float

4字节浮点

🔵

double

8字节浮点

📝

char

2字节字符

✅

boolean

1位布尔值

基本数据类型（8种）

类型	大小	范围	默认值	示例
byte	1字节	-128 ~ 127	0	byte b = 100;
short	2字节	-32768 ~ 32767	0	short s = 1000;
int	4字节	-2^31 ~ 2^31-1	0	int i = 100000;
long	8字节	-2^63 ~ 2^63-1	0L	long l = 100000L;
float	4字节	单精度浮点数	0.0f	float f = 3.14f;
double	8字节	双精度浮点数	0.0d	double d = 3.14;
char	2字节	Unicode 字符	'\u0000'	char c = 'A';
boolean	1位	true 或 false	false	boolean b = true;

选择数据类型的建议

// 整数：一般使用 int，大数字用 long
int age = 25;                    // 年龄
long worldPopulation = 7800000000L;  // 世界人口

// 浮点数：一般使用 double
double price = 99.99;            // 价格
double pi = 3.14159265359;       // 精确计算

// 字符：使用 char
char grade = 'A';                // 等级
char chinese = '中';             // 中文字符

// 布尔：使用 boolean
boolean isStudent = true;        // 是否是学生
boolean hasPermission = false;   // 是否有权限

💡 提示： 实际开发中，int 和 double 最常用。byte 和 short 主要用于节省内存。

数据类型示例

public class DataTypeDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 整数类型
        int age = 25;
        long population = 7800000000L;
        
        // 浮点类型
        float price = 99.99f;
        double pi = 3.14159265359;
        
        // 字符类型
        char grade = 'A';
        
        // 布尔类型
        boolean isStudent = true;
        
        // 输出
        System.out.println("年龄: " + age);
        System.out.println("人口: " + population);
        System.out.println("价格: " + price);
        System.out.println("π: " + pi);
        System.out.println("等级: " + grade);
        System.out.println("是学生: " + isStudent);
    }
}

变量声明与初始化

声明变量

// 声明单个变量
int age;
String name;

// 声明多个变量
int x, y, z;

// 声明并初始化
int count = 0;
String message = "Hello";

// 常量（使用 final 关键字）
final double PI = 3.14159;
final int MAX_SIZE = 100;

💡 提示： 常量名通常使用全大写字母，单词间用下划线分隔。

引用数据类型

引用类型存储的是对象的引用（地址），而不是值本身。

String（字符串）

// 创建字符串
String name = "Alice";
String greeting = "Hello, World!";

// 字符串拼接
String fullName = "Alice" + " " + "Smith";

// 常用字符串方法
int length = name.length();           // 获取长度: 5
String upper = name.toUpperCase();    // 转大写: ALICE
String lower = name.toLowerCase();    // 转小写: alice
boolean contains = name.contains("li"); // 包含判断: true
char firstChar = name.charAt(0);      // 获取字符: A
int index = name.indexOf("li");       // 查找位置: 1
String sub = name.substring(0, 3);    // 截取: Ali
boolean empty = name.isEmpty();       // 是否为空: false
String replaced = name.replace("li", "LI"); // 替换: ALIce

// 字符串比较
String s1 = "hello";
String s2 = "Hello";
System.out.println(s1.equals(s2));      // false（区分大小写）
System.out.println(s1.equalsIgnoreCase(s2)); // true（忽略大小写）

💡 提示： 字符串是不可变的，每次操作都会产生新字符串对象。

数组

// 声明数组
int[] numbers;
String[] names;

// 创建数组
numbers = new int[5];           // 创建长度为5的数组，默认值为0
names = new String[]{"Alice", "Bob", "Charlie"};

// 声明并初始化
int[] scores = {90, 85, 92, 88, 95};

// 访问数组元素
int firstScore = scores[0];     // 90（索引从0开始）
int lastScore = scores[4];      // 95

// 数组长度
int length = scores.length;     // 5

// 遍历数组
for (int i = 0; i < scores.length; i++) {
    System.out.println(scores[i]);
}

// 增强for循环遍历
for (int score : scores) {
    System.out.println(score);
}

基本类型 vs 引用类型

特性	基本类型	引用类型
存储内容	实际值	对象地址
存储位置	栈内存	堆内存
默认值	0、false等	null
赋值方式	值拷贝	引用拷贝

// 基本类型赋值：值拷贝
int a = 10;
int b = a;    // b = 10
a = 20;       // 修改a
System.out.println(b);  // b仍然是10

// 引用类型赋值：引用拷贝
int[] arr1 = {1, 2, 3};
int[] arr2 = arr1;    // arr2指向同一数组
arr1[0] = 100;        // 修改arr1
System.out.println(arr2[0]);  // arr2[0]也变成100

类型转换

自动类型转换（隐式）

小范围类型自动转换为大范围类型。

byte b = 10;
int i = b;        // byte → int（自动转换）

int num = 100;
long l = num;     // int → long（自动转换）

float f = 3.14f;
double d = f;     // float → double（自动转换）

强制类型转换（显式）

大范围类型转换为小范围类型，可能丢失精度。

double d = 3.14;
int i = (int)d;       // 3（小数部分丢失）

long l = 100L;
int num = (int)l;     // long → int

int x = 128;
byte b = (byte)x;     // 可能溢出

⚠️ 注意： 强制类型转换可能导致数据丢失或溢出！

🎯 互动练习：数据类型判断

判断以下变量声明是否正确：

int age = 25.5;

String name = "Alice";

char c = "A";

long num = 100L;

double price = 99.99f;

📝 章节练习

练习 1：选择题

以下哪个不是 Java 的基本数据类型？

A. int
B. String
C. boolean
D. double

练习 2：选择题

以下变量命名哪个是合法的？

A. 2name
B. my-name
C. _count
D. class

练习 3：代码填空

声明一个整型变量 age 并赋值为 25：

练习 4：编程练习

编写代码：声明变量存储以下信息

姓名（String）：张三
年龄（int）：25
身高（double）：175.5
是否学生（boolean）：true

练习 5：类型转换

写出以下代码的输出结果：

double d = 9.87;
int i = (int)d;
System.out.println(i);

输出结果是：

本章小结

Java 有 8 种基本数据类型：byte、short、int、long、float、double、char、boolean
String 是引用类型，不是基本类型
变量必须先声明类型才能使用
使用 final 关键字声明常量
小类型可以自动转换为大类型，反之需要强制转换