Базовые типы
Замещающие типы
Без указателей
Массивы
Структурное программи-
рование
Обработка исключений
Возбуждение исключений
Классы обработки исключений
Блок finally
Строки String
Класс Math
Класс Vector
Класс Stack
Словарь на базе Hashtable
Словарь на базе Properties
Цифровые часы
Собственный класс
Наследование классов
Интерфейсы
1.1. Базовые типы данных
В примере демонстрируется использование базовых типов данных Java.
Немного теории
Согласно описанию Java, в этом языке программирования предусмотрены следующие типы данных:
- базовые;
- замещающие
К базовым относится несколько численных типов, а также один логический тип. Ниже мы привели полный список численных типов:
Логический тип boolean может принимать только два значения: false и true. Они никаким образом не соотносятся со значениями численных типов. Поэтому вы не можете выполнить преобразование типа boolean, например, в тип int.
В этом примере мы будем демонстрировать методы работы с базовыми типами данных.
Описание примера
Наш пример представляет собой автономную программу Java. Когда она запускается, управление передается методу main:
В этом методе мы последовательно выполняем ряд операций над переменными различных базовых типов.
Перед началом каждой серии операций мы выводим на консоль название соответствующего типа данных.
Работа с переменными типа boolean
Прежде всего мы выполняем инициализацию переменной fBooleanValue, записывая в нее значение true:
Заметим, что так как логическое значение не соотносится с численным, мы не можем выполнить такую инициализацию, записав, например, единицу в переменную fBooleanValue. Такая попытка будет отвергнута еще на этапе компиляции:
Очень часто переменные типа boolean применяются совместно с условными операторами. В нашем примере мы проверяем значение переменной fBooleanValue, и если оно равно true, выполняем с этой переменной некоторые действия:
Прежде всего, мы записываем в переменную fBooleanValue значение false:
Затем мы отображаем новое значение этой переменной на консоли:
Вот фрагмент текста, который выводится на консоль при работе с переменной типа boolean:
В исходном тексте нашего примера есть строка, закрытая символом комментария:
Здесь мы пытаемся присвоить переменной типа int значение логической переменной. Как мы уже говорили, логическая переменная не имеет никакого численного значения, поэтому попытка будет отвергнута компилятором.
Работа с переменными типа byte
Переменная типа byte занимает в оперативной памяти один байт. В нашем примере мы создаем переменную этого типа с именем bByteValue, а затем инициализируем ее:
На следующем шаге мы увеличиваем значение этой переменной на единицу, а затем еще на единицу, каждый раз отображая результат на консоли:
Так как максимальное значение переменной типа byte равно 127, то после второго увеличения происходит переполнение:
В результате значение переменной bByteValue становится равным -128.
Работа с переменными типа char
Создавая переменную типа char с именем chCharValue, мы инициализируем ее следующим образом:
Затем наша программа отображает текущее значение переменной на консоли, увеличивает это значение на единицу и отображает вновь:
В первый раз отображается символ *, а во второй — символ +.
Главное, что нужно помнить при работе с переменными типа char, это то что для представления символов в них применяется кодировка Unicode. В этой кодировке каждый символ представляется 16-разрядным значением, в котором помимо кода символа имеется и номер набора символов.
В нашем примере мы присваиваем переменной chCharValue значение, равное 0x0455, а затем отображаем полученный символ на консоли:
Вот что там появится:
Работа с переменными типа short
Когда вы работаете с переменными типа short, не следует забывать, что максимальное значение, которое можно в них записать, равно 32767.
В нашем примере мы инициализируем переменную типа short с именем shShortValue максимально допустимым значением, а затем увеличиваем на 2:
В результате происходит переполнение и значение переменной становится равным -32767.
Далее мы преобразуем значение, хранящееся в переменной chCharValue типа char к переменной типа short и выодим результат на консоль:
Вот что мы увидим на консоли:
Число 1109 есть ни что иное, как десятичное значение числа 0x0455, записанное нами в переменную chCharValue на одном из предыдущих этапов.
Работа с переменными типа int
Фрагмент программы, работающий с переменными типа int, демонстрирует переполнение в результате превышения максимального значения.
Вначале мы инициализируем переменную iIntValue максимальным значением 2147483647, а потом увеличиваем содержимое переменной на 2:
Ниже представлен результат работы этого фрагмента программы:
Работа с переменными типа long
Аналогичные действия выполняются и над переменной lLongValue типа long:
После увеличения значения переменной lLongValue не единицу происходит переполнение:
Работа с переменными типа float
Наша программа инициализирует переменную типа float с именем flFloatValue значением 0.526, представленным в следующем виде:
Затем мы отображаем исходное число и делим его на три:
Значение полученной в результате периодической дроби выводится на консоль:
Работа с переменными типа double
В этом фрагменте программы выполняются те же самые действия, что и в предыдущем, однако переменная имеет тип double:
Тип данных double допускает вычисления с удвоенной точностью. Поэтому полученная периодическая дробь будет содержать больше значащих цифр, чем в случае типа float:
Статья проплачена кошками — всемирно известными производителями котят.
Если статья вам понравилась, то можете поддержать проект.
Вселенная Java состоит из трёх субстанций: примитивы, объекты и коты. Про последних в документации ничего не говорится, поэтому их рассматривать не будем, но они существуют!
Примитивные типы Java не являются объектами. К ним относятся:
- boolean — булев тип, может иметь значения true или false
- byte — 8-разрядное целое число
- short — 16-разрядное целое число
- int — 32-разрядное целое число
- long — 64-разрядное целое число
- char — 16-разрядное беззнаковое целое, представляющее собой символ UTF-16 (буквы и цифры)
- float — 32-разрядное число в формате IEEE 754 с плавающей точкой
- double — 64-разрядное число в формате IEEE 754 с плавающей точкой
Примитивный в данном случае не оскорбление, а просто даёт понять, что речь идёт о простом типе, который не умеет прыгать, спать или мяукать. Да что он вообще умеет? Ой, всё.
Простые числовые типы
| Тип | Разрядность | MIN | MAX |
|---|---|---|---|
| byte | 8 бит | -128 | 127 |
| short | 16 бит | -32768 | 32767 |
| int | 32 бит | -2147483648 | 2147483647 |
| long | 64 бит | -9223372036854775808 | 9223372036854775807 |
| float | 32 бит | -3.4E+38 | 3.4E+38 |
| double | 64 бит | -1.7E+308 | 1.7E+308 |
Целочисленные типы
Java определяет четыре целочисленных типа: byte, short, int, long. Они могут быть положительными и отрицательными (Java не поддерживает только положительные значения без знака, как некоторые языки программирования).
Тип byte
Наименьший по размеру целочисленный тип — byte. Это 8-битовый тип с диапазоном допустимых значений от -128 до 127. Переменные типа byte часто используются при работе с потоком данных из сети или файла, а также при работе с необработанными двоичными данными или в массивах для экономии памяти.
Объявить переменную типа byte можно следующим образом:
В арифметических выражениях с переменными типа short вычисления выполняются как с типом int, т.е. с помощью 32-битовой арифметики, а полученный результат будет 32-битовым. Смотри пример с short.
Строку с числом перевести в данный тип можно через метод parseByte(String):
Класс Byte является оболочкой для данного типа. Без необходимости не используйте в Android класс Byte.
Тип short
Тип short — 16-битовый тип в диапазоне от -32768 до 32767. Используется очень редко.
В арифметических выражениях с переменными типа short вычисления выполняются как с типом int, т.е. с помощью 32-битовой арифметики, а полученный результат будет 32-битовым. Например, такой код не пройдёт.
Java будет ругаться на последнюю строчку, так как итоговый результат не может быть short. Как вариант, вам нужно преобразовать результат снова в 16-битовое число.
Явно перевести строку с числом в тип short можно через метод parseShort(String):
Класс Short является оболочкой для данного типа. Без необходимости не используйте в Android класс Short.
Тип int
Целые числа, представленные типом int, являются самым распространённым типом в программе, с которым вы будете работать. Поэтому нужно хорошенько изучить его и узнать его достоинства и ограничения. Это 32-битовый тип, имеющий диапазон допустимых значений от -2147483648 до 2147483647 (около двух миллиардов). Этого числа вполне достаточно, чтобы посчитать всех котов на свете. Часто используется в циклах, индексировании массивов, хотя может показаться, что для небольших операций в цикле и массивах проще использовать short или byte. Нужно запомнить, что тип int эффективен в этих случаях из-за особенностей структуры вычислительных процессоров. Просто примите на веру.
Сказка про тип int
Зададим себе вопрос, насколько большим может быть целое число типа int?
Напишем простую программу, где будем умножать переменную саму на себя. Для начала присвоим ей значение 2, а дальше строчка за строчкой будем выводить результат. Результаты будем отдавать коту учёному LogCat. Весь код поместим в обработчик события щелчка на кнопке нашей учебной программы, а первую строчку поместим выше её.
Запустите программу и нажмите кнопку. В нижней части студии откройте панель Android Monitor и в ней вкладку logcat. Настройте его фильтр, чтобы отображались только наши сообщения. В результате мы получим такую картину:
Что за бред, скажете вы. Когда мы умножаем 65536 на себя, то получаем 0 (Только не говорите об этом учительнице по математике). А потом, естественно, программа умножает 0 на 0 и продолжает выводить результаты.
Вы ещё больше удивитесь, если в качестве начального значения возьмёте число 3. На этот раз вы сможете получить даже отрицательные значения.
Проверьте самостоятельно. Если вы и это попытаетесь доказать учительнице, то исключение из учебного заведения вам гарантировано.
Деление целочисленных чисел
Запомните, что при делении целочисленных чисел остаток отбрасывается. Поэтому следующие примеры вернут один и тот же результат. Бедная учительница, её увезут в психушку.
На ноль делить нельзя, увидите ошибку.
Если нужен узнать остаток от деления, то используйте оператор % (оператор деления по модулю).
Класс Integer является оболочкой для данного типа. Без необходимости не используйте в Android класс Integer. Для сравнения: тип int занимает 4 байт памяти, а Integer — 16 байт.
Также есть специальный класс BigInteger для проведения арифметических действий повышенной точности (финансовые расчёты).
В Java 7 можно использовать знак подчёркивания для удобства. Например, так:
Компилятор не обращает внимания на эти знаки, а человеку проще понять, что ему предлагают миллион или миллиард. В Android относительно недавно появилась полноценная поддержка Java 7 и вам в настройках нужно указать новую версию компилятора.
Этот приём относится не только к int, но и к другим типам чисел.
Как сконвертировать строку или CharSequence в int?
Если у вас тип CharSequence, то его можно сконвертировать сначала в строку при помощи метода toString(), а потом в int.
Метод parseInt() предпочтительнее метода valueOf():
Как сконвертировать число в строку?
Если сложить число и строку, то Java автоматически конвертирует число в строку. Пользуясь этим свойством, программисты часто прибавляют к числу пустую строку. Но лучше использовать метод valueOf():
Добавить ведущие нули
Если мы хотим получить строку из числа, добавим при этом несколько нулей вначале, то поможет метод format(), только учитывайте число цифр в самом числе.
Тип long
Тип long — это 64-битный тип со знаком, используемый в тех случаях, когда используется очень большое значение, которое не способен хранить тип int. Например, чтобы вычислить расстояние, которое прошёл солнечный луч от солнца до зеркала, превратившись в солнечного зайчика, за которым безуспешно охотится котёнок, вам понадобится именно этот тип.
Можно использовать символы l или L для обозначения числа типа long. Рекомендую использовать заглавную букву, чтобы избежать возможной путаницы. Например, напишем пример:
Запустив пример, вы увидите ответ 101. Почему так получилось? А потому что последний символ — это не единица, а символ l. Присмотритесь внимательнее. Если бы мы написали long night = 101L, то не ломали бы голову себе.
Конвертируем строку в данный тип.
Класс Long является оболочкой для данного типа. Без необходимости не используйте в Android класс Long.
Типы с плавающей точкой
Числа с плавающей точкой (иногда их называют действительными числами) применяются при вычислении выражений, в которых требуется точность до десятичного знака. Например, это может быть вычисление квадратного корня, значений синуса, косинуса и т.п. Существует два типа с плавающей точкой: float и double, которые представляют числа одинарной и двойной точности.
Слово «плавающая» означает, что десятичная точка может располагаться в любом месте (она «плавает»). Вот коты плавать не особенно любят, поэтому они не float и не double.
Тип float
Тип float определяет значение одинарной точности, которое занимает 32 бит. Переменные данного типа удобны, когда требуется дробная часть без особой точности, например, для денежных сумм.
Рекомендуется добавлять символ F или f для обозначения этого типа, иначе число будет считаться типом double.
Конвертируем из строки.
Класс Float является оболочкой для данного типа. Без необходимости не используйте в Android класс Float.
Также есть специальный класс BigDecimal для проведения арифметических действий повышенной точности (финансовые расчёты).
Тип double
Тип double обеспечивает двойную точность, что видно из его названия (double — двойная). Занимает 64 бит для хранения значений. Многие математические функции возвращают значения типа double. Кстати, современные процессоры оптимизированы под вычисления значений двойной точности, поэтому они предпочтительнее, чем тип float.
Тип double содержит не только числа, но и слова. Сейчас вам докажу. Разделим число типа double на ноль. Ошибки не произойдёт.
Пример вернёт значение Infinity (Бесконечность). Если разделить отрицательное число на ноль, то вернётся -Infinity.
А что произойдёт, если сложить две бесконечности? Если рассуждать логически, то сломается интернет, наступит конец света или можно вызвать Волдеморта. Я долго не решался, но потом набрался храбрости и попробовал.
Вернулось ещё одно слово — NaN. Что это вообще? Может должно вернуться Nyan — ну вы знаете, это странный котик, который летит бесконечно в космосе, оставляя за собой шлейф из радуги.
Умножать две бесконечности я побоялся. И вам не советую.
Класс Double является оболочкой для данного типа. Без необходимости не используйте в Android класс Double.
Конвертация строки в double
Есть несколько вариантов.
Конвертация double в строку
При работе с числами double следует держать ухо востро. Рассмотрим пример конвертации трёх чисел.
Первые два числа нормально преобразовались, а вот третье число преобразовалось в строку в странном виде (на самом деле это научное представление числа). И это может источником проблемы при передаче строки куда-нибудь, например, на сервер. Если сервер не ожидает от вас такой подлости, то будет генерировать ошибки из-за странной записи. Нужно найти другие способы конвертации.
Первый способ — используем String.format().
Последний пример самый подходящий для нас, но вам нужно знать, сколько знаков идёт после десятичной точки. Остальные два пригодятся, если число можно округлить.
Второй способ — метод Double.toString(). У меня метод превратил число в "непонятную" строку. А у некоторых этот пример возвращал строку в нормальном виде. Не заслуживает доверия.
Третий способ — добавить пустую строку. В Android не помогло, хотя тоже утверждается, что у кого-то выводится в нормальном виде. Врут, наверное.
Четвёртый экзотический способ, которым редко пользуются — DecimalFormat.
Символы (тип char)
Для хранения символов Java использует специальный тип char. Он отличается от типа char в языках C/C++, где представляет собой целочисленный тип с размером 8 бит. В Java для char используется кодировка Unicode и для хранения Unicode-символов используется 16 бит или 2 байта. Диапазон допустимых значений — от 0 до 65536 (отрицательных значений не существует).
Из примера выше видно, что переменной можно присвоить код символа или непосредственно сам символ, который следует окружить одинарными кавычками. Попробуйте запустить пример и посмотреть, какое слово получится из трёх указанных символов.
Не следует путать символ ‘a’ со строкой "a", состоящей из одного символа. На экране монитора они выглядят одинаково, но в программах ведут себя по разному.
Стандартные символы ASCII можно выводить сразу. Если нужно вывести специальный символ из Unicode, то можно воспользоваться шестнадцатеричным представлением кода в escape-последовательности — вы указываете обратную наклонную черту и четыре цифры после u. Например:
Хотя тип char используется для хранения Unicode-символов, его можно использовать как целочисленный тип, используя сложение или вычитание.
В результате получим:
Если вы думаете, что увеличив значение переменной ch1 ещё на одну единицу, получите символ "й", то глубоко заблуждаетесь.
Чтобы узнать, какой символ содержится в значении переменной, заданной как int, можно воспользоваться двумя специальными методами из класса EncodingUtils:
Для стандартных символов ASCII:
Для расширенной таблицы символов:
Методы работают со строками, но если мы используем строку из одного символа, то получим то, что нам нужно.
В упрощённом виде, если работаем со стандартными символами ASCII (on 0 до 127), то можно получить символ из int ещё проще.
Класс Character
Класс Character является оболочкой вокруг типа char. Чтобы получить значение типа char, содержащее в объекте класса Character, вызовите метод charValue().
С классом Character редко имеют дело в Android, но помните, что класс содержит огромное количество констант и методов. Например, можно определить, является ли символ цифрой или буквой, или написан ли символ в нижнем или в верхнем регистре.
Булевы значения
Тип boolean предназначен для хранения логических значений и может принимать только одно из двух возможных значений: true или false. Данный тип всегда возвращается при использовании операторов сравнения (больше, меньше, равно, больше или равно, меньше или равно, не равно). Также он используется в управляющих операторах if и for.
В отличие от реальной жизни, где вполне может состояться диалог:
В компьютерной программе нужно чётко определиться — истина или ложь.
В операторах if используется укороченная запись при значении true:
Java сам поймёт, что переменную check нужно сравнить с true.
Класс Boolean
Класс Boolean является оболочкой вокруг значений типа boolean. Чтобы получить значение типа boolean из объекта класса Boolean, используйте метод booleanValue(). Тип boolean использует 4 байт памяти, а Boolean — 16. Вывод понятен?
Ещё один совет, применимый ко всем типам. Допустим, нам нужно объявить 32 переменных типа boolean:
Умножаем 4 байта на 32 переменных и получаем 128 байт занятой памяти. А если объявим массив:
Считаем: 4 + 8 + 8 + 32 * 1 = 52. С учётом выравнивания памяти по 8 байт, получаем не 52, а 56. Всё равно меньше, чем в первом примере.
Конвертируем строку в булево значение.
Конвертируем булево значение в строку.
Приведение типов
Когда мы производим какие-то действия с переменными, то нужно следить за типами. Нельзя умножать котов на футбольные мячи, это противоречит здравому смыслу. Также и с переменными. Если вы присваиваете переменной одного типа значение другого типа, то вспоминайте теорию. Например, вы без проблем можете присвоить значение типа int переменной типа long, так как все числа из диапазона типа int гарантировано помещаются в диапазон чисел long. В этом случае Java выполнит преобразование автоматически, вы даже ничего не заметите.
Представим обратную картину — мы хотим присвоить переменной типа byte значение типа double. Java не сможет автоматически выполнить ваше желание. Не все числа типа double могут стать числом типа byte. Но часть чисел может, например, число 9. В таком случае используется так называемое приведение типов, чтобы подсказать Java о допустимости операции.
Итак, автоматическое преобразование типов осуществляется, если оба типа совместимы и длина целевого типа больше длины исходного типа. В этом случае происходит преобразование с расширением. Вы всегда можете преобразовать любое число типа byte в число типа int. Такая операция произойдёт без вашего участия автоматически.
Таблица выглядит следующим образом.
Сплошные линии обозначают преобразования, выполняемые без потери данных. Штриховые линии говорят о том, что при преобразовании может произойти потеря точности.
Типы целых чисел и чисел с плавающей точкой совместимы частично. Например, число 5 вполне может быть числом с плавающей точкой (5.0).
Совсем не совместимы, например, char и boolean.
С автоматическим приведением мы разобрались. Рассмотрим вариант, когда нужно преобразовать число типа int в число типа byte. Преобразование автоматически невозможно, поскольку byte меньше int. Но, например, число 99 вполне можно использовать и как int и как byte. В этом случае используется явное приведение типов, то есть преобразование из одного типа в другой (преобразование с сужением).
Выглядит это следующим образом:
Как видите, вы в скобках указываете тип, к которому нужно явно привести переменную.
Существует ещё вариант приведения с усечением. Это когда число с плавающей точкой приводится к целочисленному типу. В этом случае отбрасывается дробная часть (хвост). Например, число 3.14 будет усечено до числа 3:
Если размер целочисленной части слишком велик для целочисленного типа, то значение будет уменьшено до результата деления по модулю на диапазон целевого типа.
Например, попробуйте преобразовать число 454.874 в тип byte:
У меня вывелся удивительный результат: b равно -58.
Рассмотрим такой пример. Допустим у нас есть выражение, где промежуточное значение может выходить за пределы допустимого диапазона:
При умножении переменных a * b промежуточный результат вышел за пределы диапазона допустимых значений для типов byte. Java во время вычисления промежуточных результатов автоматически повышает тип каждого операнда до int и ошибки не происходит.
Это удобно, но может поставить в тупик в следующем примере:
С виду всё правильно. Если не слишком больше число типа byte, а итоговый результат тоже не выходит за диапазон допустимых значений. Но Java не позволит вам написать подобный код. Происходит следующее. Во время вычисления выражения тип операндов был автоматически повышен до int, как об этом говорилось выше. При этом тип результата тоже был повышен до int. Получается, что результат вычисления равен типу int, а мы пытаемся его присвоить переменной b, которая у нас объявлена как byte. И это несмотря на то, что итоговый результат может быть типом byte. Как же выйти из этого положения? Следует использовать явное приведение типов:
Мы рассмотрели единичные примеры. Пора обобщить и запомнить несколько правил.
Типы всех значений byte, short, char повышаются до типа int, как это было рассмотрено выше.
Если один операнд имеет тип long, то тип всего выражения повышается до long.
Если один операнд имеет тип float, то тип всего выражения повышается до float.
Если один операнд имеет тип double, то тип всего выражения повышается до double.
В первом промежуточном выражении (f * b) тип переменной b повышается до float и промежуточный результат также становится float. В следующем выражении (i / c) тип у переменной c повышается до int и промежуточный результат также становится типом int. В выражении (d * s) тип переменной s повышается до double и промежуточное выражение также становится double. В результате у нас появились три промежуточные значения типов: float, int, double. При сложении float и int мы получаем float, затем при вычитании с использованием float и double тип повышается до double, который и становится окончательным типом результата выражения.
Содержание
Примитивные типы [ править ]
В Java есть 8 примитивных типов, которые делят на 4 группы, вот они:
- Целые числа — byte, short, int, long
- Числа с плавающей точкой (иначе вещественные) — float, double
- Логический — boolean
- Символьный — char
Целочисленные типы [ править ]
Целочисленные типы различаются между собой только диапазонами возможных значений, например, для хранения номера элемента в таблице Менделеева пока хватит переменной типа byte.
| Тип | Размер (бит) | Диапазон |
|---|---|---|
| byte | 8 бит | от -128 до 127 |
| short | 16 бит | от -32768 до 32767 |
| char | 16 бит | беззнаковое целое число, представляющее собой символ UTF-16 (буквы и цифры) |
| int | 32 бит | от -2147483648 до 2147483647 |
| long | 64 бит | от -9223372036854775808L до 9223372036854775807L |
Пример использования целочисленных типов:
Символы тоже относят к целочисленным типам из-за особенностей представления в памяти и традиций.
Типы с плавающей точкой [ править ]
| Тип | Размер (бит) | Диапазон |
|---|---|---|
| float | 32 | от 1.4e-45f до 3.4e+38f |
| double | 64 | от 4.9e-324 до 1.7e+308 |
Логический тип [ править ]
| Тип | Размер (бит) | Значение |
|---|---|---|
| boolean | 8 (в массивах), 32 (не в массивах используется int) | true (истина) или false (ложь) |
Ссылочные [ править ]
Ссылочные типы — это все остальные типы: классы, перечисления и интерфейсы, например, объявленные в стандартной библиотеке Java, а также массивы.
Строки [ править ]
Строки это объекты класса String, они очень распространены, поэтому в некоторых случаях обрабатываются отлично от всех остальных объектов. Строковые литералы записываются в двойных кавычках.
Эта программа выведет:
Hello World
foo == bar ? true
foo равен bar ? true
foo == baz ? false
foo равен baz ? true
Обертки [ править ]
Если требуется создать ссылку на один из примитивных типов данных, необходимо использовать соответствующий класс-обертку. Также в таких классах есть некоторые полезные методы и константы, например минимальное значение типа int можно узнать использовав константу Integer.MIN_VALUE. Оборачивание примитива в объект называется упаковкой (boxing), а обратный процесс распаковкой (unboxing).
| Тип | Класс-обертка |
|---|---|
| byte | Byte |
| short | Short |
| int | Integer |
| long | Long |
| char | Character |
| float | Float |
| double | Double |
| boolean | Boolean |
Рекомендуется использовать valueOf, он может быть быстрее и использовать меньше памяти потому что применяет кэширование, а конструктор всегда создает новый объект.
Получить примитив из объекта-обертки можно методом Value.
