變量和基本類型

名字是編程的基礎(chǔ)。在程序中，名字被用來(lái)指代許多不同種類的東西。若要使用這些東西，程序員必須理解命名規(guī)則，正確使用這些名字的規(guī)則?？偠灾绦騿T必須了解語(yǔ)法和名字的語(yǔ)義。

根據(jù) Java 的語(yǔ)法規(guī)則，最基本的名字是標(biāo)識(shí)符。標(biāo)識(shí)符可以用于命名類、 變量和方法。標(biāo)識(shí)符是一個(gè)或多個(gè)字符序列。它必須以字母或下劃線開(kāi)頭，必須完全由字母、 數(shù)字和下劃線組成。(“下劃線”指的是字符’_'。)例如，這里是一些正確的標(biāo)識(shí)符：N n rate x15 quite_a_long_name HelloWorld

標(biāo)識(shí)符中不允許有空格 ；HelloWorld 是合法的標(biāo)識(shí)符，但是”Hello World”不是。相同字母大小寫是不同的意義，所以 HelloWorld、 helloworld、 HELLOWORLD 和 hElloWorLD 都是不同的名字。某些詞語(yǔ)在 Java 中作為保留字，具有特殊用途，不能用作標(biāo)識(shí)符。這些詞語(yǔ)包括：class、 public、 static、 if、 else、 while 和其它幾十個(gè)詞。（記住保留字不是標(biāo)識(shí)符，所以它們不能作為名字使用。）

Java 對(duì)于什么才算作字母或數(shù)字實(shí)際上相當(dāng)自由的。Java 使用 Unicode 字符集，其中包括成千上萬(wàn)個(gè)字符，這些字符來(lái)自許多不同的語(yǔ)言和不同的字母表，許多字符被當(dāng)作字母或數(shù)字。然而，實(shí)際輸入的還是依賴于常規(guī)的英文鍵盤。

命名的語(yǔ)用學(xué)包括指導(dǎo)如何選擇事物名字的風(fēng)格。例如，為類（Class）命名習(xí)慣以大寫字母開(kāi)頭，而變量和方法名以小寫字母開(kāi)頭；在你自己的程序中按照這樣的約定命名，可以避免很多不必要的麻煩。盡管有些類型的變量名是以下劃線開(kāi)頭的，但是大多數(shù) Java 程序員在名字中不使用下劃線。當(dāng)一個(gè)名稱由多個(gè)詞語(yǔ)組成，像 HelloWorld 或 interestRate，大家習(xí)慣第一個(gè)單詞以外的每個(gè)單詞首字母大寫；這被稱為駝峰式大小寫，因?yàn)樵诿种械拇髮懽帜缚雌饋?lái)像一個(gè)駱駝背上的駝峰。

最后我要指出的是，除了簡(jiǎn)單的標(biāo)示符外，在 Java 中有一些復(fù)雜的東西，我們可以用幾個(gè)簡(jiǎn)單的詞語(yǔ)組成復(fù)合詞來(lái)表示，并由句點(diǎn)分隔開(kāi)。（復(fù)合名也是合格的名字。）你已經(jīng)見(jiàn)過(guò)這樣一個(gè)例子了： System.out.println。這里的想法是， Java 中的某些事物能包含其它東西。復(fù)合名是一種路徑，可以表示一層或多層包含關(guān)系。System.out.println 表示“System” 包含“out”，“out”又包含“println”。

2.2.1 變量

程序能操作存儲(chǔ)在內(nèi)存中的數(shù)據(jù)。在機(jī)器語(yǔ)言中，數(shù)據(jù)只是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的內(nèi)存地址。像 Java 一樣的高級(jí)語(yǔ)言，名字代替地址以指代數(shù)據(jù)。跟蹤數(shù)據(jù)實(shí)際存儲(chǔ)在內(nèi)存中的位置是計(jì)算機(jī)的工作。程序員只需要記住名字。使用這種方式 ——一個(gè)名字指向內(nèi)存中數(shù)據(jù)，這就叫一個(gè)變量。

變量實(shí)際上是相當(dāng)微妙的。嚴(yán)格地說(shuō)，一個(gè)變量不是數(shù)據(jù)本身，而是內(nèi)存中保存數(shù)據(jù)的位置。應(yīng)該把一個(gè)變量看成一個(gè)容器或盒子，里面存放稍后需要使用的數(shù)據(jù)。變量直接指向盒子，間接的指向盒子中的數(shù)據(jù)。既然盒子中的數(shù)據(jù)能夠改變，那么在程序執(zhí)行期間，變量能夠在不同的時(shí)間指向不同的數(shù)據(jù)值，但是始終指向同一個(gè)盒子。對(duì)于初學(xué)程序員，這可能會(huì)有些困惑，因?yàn)樵诔绦蛑校圆煌绞绞褂米兞繒r(shí)會(huì)有所不同，有時(shí)候它指向容器，但換其它方式使用時(shí)，它指的是容器中的數(shù)據(jù)。下面你會(huì)看到這兩種情況的例子

（在這種方式中，變量就像標(biāo)題，舉個(gè)例子——“美國(guó)總統(tǒng)”。這個(gè)標(biāo)題在不同的時(shí)候可能指不同的人，但是總是指同一個(gè)官職。如果我說(shuō)“總統(tǒng)正在打籃球”，我的意思是奧巴馬在打籃球。但是如果我說(shuō)“希拉里想當(dāng)總統(tǒng)”，我的意思是她想競(jìng)選那個(gè)官職，而不是她想變成奧巴馬。）

在 Java 中，只有一種方式將數(shù)據(jù)導(dǎo)入到變量中，那就是將數(shù)據(jù)放到該變量名的盒子中，即賦值語(yǔ)句。賦值語(yǔ)句就像下面這樣：

表達(dá)式可以指向任何值，或計(jì)算值。當(dāng)計(jì)算機(jī)執(zhí)行程序的過(guò)程中進(jìn)行一個(gè)賦值語(yǔ)句操作，它會(huì)對(duì)表達(dá)式求值并將結(jié)果賦給變量?？纯聪旅嬉粋€(gè)簡(jiǎn)單的賦值語(yǔ)句：

此賦值語(yǔ)句中的變量是 rate，表達(dá)式的值是0.07。計(jì)算機(jī)執(zhí)行此賦值語(yǔ)句就是將數(shù)值0.07放到變量 rate 中，不論 rate 之前存的是什么值都會(huì)被覆蓋掉?，F(xiàn)在，考慮下面更復(fù)雜的賦值語(yǔ)句，稍后可能會(huì)在同一個(gè)程序中出現(xiàn)：

“rate principal” 表達(dá)式的值被賦給了 interest 變量。在這個(gè)表達(dá)式中， 符號(hào) 是一個(gè)乘法算子，告訴計(jì)算機(jī)將 rate 和 principal 相乘。rate 和 principal 都是以自身含義所命名的變量，真正被乘的是存在變量中的值。當(dāng)一個(gè)變量在表達(dá)式中使用，應(yīng)該關(guān)注存在該變量中的值。 在這種情況下，變量似乎是指“盒子”中的數(shù)據(jù)，而不是“盒子”本身。當(dāng)計(jì)算機(jī)執(zhí)行這條賦值語(yǔ)句時(shí)，將 rate 的值乘以 principal 的值，然后將答案存放到 interest 指向的“盒子”中。當(dāng)一個(gè)變量被用在賦值語(yǔ)句的左邊，它指向該變量名的“盒子”。

（注意，順便說(shuō)一下，一條賦值語(yǔ)句是一個(gè)命令，在某個(gè)時(shí)間由計(jì)算機(jī)執(zhí)行。這不是語(yǔ)句的全部（這句不太理智是什么意思）。例如，假設(shè)一個(gè)程序包含語(yǔ)句“rate = 0.07;”。如果“interest = rate * principal;”語(yǔ)句后來(lái)在程序中執(zhí)行，我們能說(shuō) principal 乘以0.07么？當(dāng)然不能！rate 的值可能同時(shí)被另外一個(gè)語(yǔ)句改變。雖然都是使用“=”符號(hào)，但賦值語(yǔ)句的含義和數(shù)學(xué)中的等式是完全不一樣的。）

2.2.2 Types 類型

Java 中的變量被設(shè)計(jì)為僅保存一個(gè)特定類型的數(shù)據(jù)。它可以合法持有該類型的數(shù)據(jù)，其它類型則不行。如果你試圖違反本規(guī)則，分配給一個(gè)變量錯(cuò)誤類型的數(shù)據(jù)，編譯器會(huì)認(rèn)為這是一個(gè)語(yǔ)法錯(cuò)誤。我們說(shuō)Java是強(qiáng)類型語(yǔ)言，因?yàn)樗鼜?qiáng)制執(zhí)行此規(guī)則。

Java 中有8個(gè)內(nèi)置的原始數(shù)據(jù)類型。這些類型為 byte、 short、int、long、float、double、char和 boolean。前四種類型保留整數(shù)（如17，-38477，0）。這四個(gè)整數(shù)類型由他們可以容納的整數(shù)范圍區(qū)分。浮點(diǎn)和雙精度浮點(diǎn)類型可以保存實(shí)數(shù)（如3.6和-145.99）。其實(shí)，兩個(gè)實(shí)數(shù)類型以范圍和精度區(qū)分。char 類型的變量可以存放一個(gè) Unicode 字符集中的字符。布爾類型的變量可以持有一個(gè)邏輯值 TRUE（真）或 FALSE（假）。

在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中的任何數(shù)據(jù)值，都必須以二進(jìn)制數(shù)表示，即0和1的字符串。單個(gè)0或1被稱為位（bit）。8個(gè)位的串被稱為一個(gè)字節(jié)（byte）。內(nèi)存中通常以字節(jié)為單位。毫不奇怪，byte 數(shù)據(jù)類型指的就是存儲(chǔ)器的單個(gè)字節(jié)。byte 類型的變量可以存放一個(gè)8個(gè)位的字符串，它可以表示一個(gè)大于等于-128，小于等于127之間的整數(shù)。（該范圍內(nèi)總共有256個(gè)整數(shù)，8位能表示256，2個(gè)8次冪等不同的值。）其它的整數(shù)類型，

• short 對(duì)應(yīng)兩個(gè)字節(jié)（16bits）。short 類型變量的值的范圍是-32768至21767。
• int 對(duì)應(yīng)四個(gè)字節(jié)（32bits）。int 類型變量的值的范圍是 -2147483648 至 2147483647。 -long 對(duì)應(yīng)八個(gè)字節(jié)（64bits）。
• long類型變量的值的范圍是-9223372036854775808 至 9223372036854775807。

不必記住這些數(shù)字，但是大致的范圍你需要了解。通常情況下，表示整數(shù)使用int類型就足夠了。

float 類型占用存儲(chǔ)器中4個(gè)字節(jié)，使用標(biāo)準(zhǔn)編碼的實(shí)數(shù)。float 類型最大值為10的38次方，精確到小數(shù)點(diǎn)后7位。（32.3989231134和32.3989234399兩者都可以存儲(chǔ)在float類型中，不過(guò)要四舍五入至32.398923。） double類型占用8個(gè)字節(jié)，可以達(dá)到10的308次方，精確到小數(shù)點(diǎn)后15位。通常，你應(yīng)該使用double類型來(lái)保存實(shí)際的值。

char 類型的變量在儲(chǔ)存器中占2個(gè)字節(jié)。字符型變量的值可以是單個(gè)字符，如 A、*、x、或者一個(gè)空格。也可以是一個(gè)特殊的字符，如制表符（tab）或回車或來(lái)自不同語(yǔ)言的 Unicode 字符之一。char 類型的值和整數(shù)值是密切相關(guān)的，實(shí)際上一個(gè)字符是以一個(gè)16位的整數(shù)編號(hào)存儲(chǔ)的。 事實(shí)上，在某些情況下 Java 中的字符被當(dāng)成整數(shù)來(lái)使用。

要記住原始類型的值是有位數(shù)限制的。所以，一個(gè) int 類型不能是任意整數(shù)，它只能是限定范圍內(nèi)的整數(shù)。同樣，float 和 double 只能取一定范圍內(nèi)的值。它們不是數(shù)學(xué)意義上的真實(shí)數(shù)。例如，數(shù)學(xué)常數(shù) π 只能使用 float 或 double 類型取近似值， 因?yàn)?π 有無(wú)限個(gè)小數(shù)位。類似的1/3也只能用 float 和 double 來(lái)近似的表示。

2.2.3 字面值

數(shù)據(jù)值以比特位（bit）序列存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中。在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中看起來(lái)不像是有任何價(jià)值的東西。在你寫的程序中，你需要一種方法來(lái)包含一個(gè)常量值。程序中，你需要的常量值為文字。文字就是你在程序中輸入的值。它只是一種常量的名稱。

例如，在程序中輸入一個(gè) char 類型的值，你必須用一對(duì)單引號(hào)包括它，比如 ‘A’、’‘、’x'。字符和引號(hào)共同組成了一個(gè) char 類型的值。沒(méi)有引號(hào)的話，A 就成了一個(gè)標(biāo)識(shí)符，也會(huì)被看作是一個(gè)乘號(hào)。引號(hào)不是值的一部分，也不會(huì)存在變量當(dāng)中。只是命名一個(gè)特定的字符常量的約定。如果你想將字符 A 存儲(chǔ)在 char 類型變量 ch 中，可以用賦值語(yǔ)句這樣做

某些字符串中包含特殊字符時(shí)就必須使用“轉(zhuǎn)義字符”，反斜杠“”。特別是像這樣的，tab 表示 ‘t’，回車是 ‘r’，換行是 ‘n’，單引號(hào)是 ”，反斜杠就是它本身 ”。請(qǐng)注意，即使在 ‘t’ 引號(hào)內(nèi)輸入兩個(gè)字符，這個(gè)值還是表示一個(gè) tab 。

數(shù)值可能比你想象的要復(fù)雜。當(dāng)然也有很簡(jiǎn)單的，像 317 和 17.42 這樣的。但是在 Java 程序中也有其它的數(shù)值需要表示的。首先，實(shí)數(shù)可以用指數(shù)的形式表示，如 1.3e12 或 12.3737e-108。“e12” 和 “e-108” 表示 10 的冪，所以 1.3e12 表示 1.3 倍 10 的 12 次冪，12.3737e-108 表示 12.3737 倍 10 的 -108 次冪。這種格式可以用來(lái)表示非常大和非常小的數(shù)。任何包含小數(shù)點(diǎn)或者指數(shù)的數(shù)字值是 double 類型的。為了區(qū)分 float 類型的值，你必須要在數(shù)字值的后面追加一個(gè)“F”或“f”。例如，“1.2F”表示這是一個(gè) float 類型的值。（因?yàn)?Java 規(guī)則就是這樣規(guī)定的，你不能將一個(gè) double 類型的值賦給一個(gè) float 類型的變量，所以可能你會(huì)犯一個(gè)比較搞笑的錯(cuò)誤，如果你寫了一個(gè)這樣的語(yǔ)句“x = 1.2；”，x 是 float 類型的，其實(shí)這是錯(cuò)誤的。你必須這樣寫“x = 1.2f；”。這就是為什么我堅(jiān)持推薦使用 double 類型來(lái)保存實(shí)數(shù)的原因了。）

即使是整型值，也有比較復(fù)雜的。普通的整數(shù)，如 177777 和 -32 可以是 byte 、 short 或 int 類型的值，這取決于它們的大小。你可以加上后綴“L”來(lái)聲明一個(gè) Long 類型的值。例如：17L 或 728476874368L。另一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題是 Java 支持二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制值。我不想詳細(xì)的講解有關(guān)進(jìn)制數(shù)的東西，但萬(wàn)一在其它人的程序中碰到了進(jìn)制數(shù)，你應(yīng)該了解一些相關(guān)的知識(shí)。八進(jìn)制數(shù)字只有 0 到 7。在 Java 中，以 0 開(kāi)頭的數(shù)字值被解釋為八進(jìn)制數(shù);例如，八進(jìn)制值 045 代表 37，不是數(shù)字 45 。八進(jìn)制數(shù)很少使用，但必須要注意那些以0開(kāi)頭的數(shù)值。十六進(jìn)制數(shù)字使用 16 位數(shù)字，數(shù)字 0 到 9 和字母 A、 B、 C、 D、 E 和 F。這種情況下，字母大小寫是不敏感的。字母表示 10 到 15 的數(shù)字。在 Java 中，十六進(jìn)制字符串以 0x 或 0X 開(kāi)頭，如 0×45 或 0xFF7A。最后，二進(jìn)制數(shù)以 0b 或 0B 開(kāi)頭， 只能包含數(shù)字 0 和 1，例如: 0b10110。

最后一個(gè)麻煩， Java 7 的數(shù)值文本可以包含下劃線 (“_”)，可以用于分隔數(shù)字進(jìn)行分組。例如，70 億可以寫成 7_000_000_000，這比 7000000000 好理解多了。沒(méi)有關(guān)于多少位數(shù)必須分組的規(guī)則。下劃線對(duì)于長(zhǎng)二進(jìn)制數(shù)也特別有用。例如，0b1010_1100_1011。

十六進(jìn)制數(shù)字也可以用來(lái)表示任意的 Unicode 字符。一個(gè) Unicode 字符可以由 u 跟著四個(gè)十六進(jìn)制數(shù)字組成。例如， ‘u00E9′ 表示是帶重音符的”e” Unicode 字符。

對(duì)于布爾（boolean）類型，只有兩個(gè)值： true 和 false。直接輸入這些詞，不帶引號(hào)，就像現(xiàn)在輸入的那樣，不過(guò)它們代表的是值，不是變量。布爾值常發(fā)生在條件表達(dá)式中。例如,

如果 rate 的值大于 0.05 那么表達(dá)式的結(jié)果為真（true），如果 rate 的值小于 0.05 那么結(jié)果為假（false）。你會(huì)看到第 3 章中，布爾值的表達(dá)式在控制結(jié)構(gòu)中廣泛使用。當(dāng)然，布爾值也可以被賦值給布爾（boolean）類型的變量。例如， test 是一個(gè)布爾類型變量，下面的賦值語(yǔ)句都是正確的：

2.2.4 字符串和字符串文字

除了原始類型 Java 還有其它類型，但所有其它類型都是對(duì)象，而不是“原始”數(shù)據(jù)值。大多數(shù)情況下，我們不關(guān)心臨時(shí)對(duì)象。然而有一個(gè)預(yù)定義的對(duì)象類型是非常重要的！ String 類型。 （String 是一種類型，但不是原始類型; 事實(shí)上是類的名稱，下一節(jié)我們會(huì)著重說(shuō)說(shuō) String 類型。）

String類型的值是一個(gè)字符序列。你已經(jīng)看到了一個(gè)字符串：“Hello World！”。雙引號(hào)里面的就是了，它們?cè)诔绦蛑休斎?。然而，它們并不是真正的字符串值，其中包括剛剛引?hào)之間的一部分。一個(gè)字符串，可以包含任意數(shù)目的字符，甚至是零。沒(méi)有內(nèi)容的字符串被稱為空字符串，由“”表示，一對(duì)雙引號(hào)之間沒(méi)有任何內(nèi)容。記住單引號(hào)和雙引號(hào)的區(qū)別！單引號(hào)用于字符而雙引號(hào)用于字符串！那就是字符串 “A” 和字符 ‘A’ 之間的巨大差異。

在字符串文本中，可以使用反斜杠符號(hào)表示特殊字符。在這里，雙引號(hào)本身就是一個(gè)特殊字符。例如，若要表示的字符串值 I said, “Are you listening!” 而且以換行結(jié)尾，那就必須鍵入字符串：”I said, “Are you listening!”n” 你也可以使用 t、r、和 u00E9 這樣的 Unicode 序列來(lái)表示字符串中的其它特殊字符。

2.2.5 程序中的變量

程序中變量第一次使用才需要聲明。變量聲明語(yǔ)句用來(lái)聲明一個(gè)或多個(gè)變量，并給它們起名字。當(dāng)計(jì)算機(jī)執(zhí)行變量聲明時(shí)，它一邊給該變量分配內(nèi)存，并將內(nèi)存與該變量名稱關(guān)聯(lián)起來(lái)。簡(jiǎn)單的變量聲明形式:

type-name variable-name-or-names;類型名稱 變量名或名稱；

variable-name-or-names（變量名或名稱）可以是單個(gè)變量名或以逗號(hào)分隔的變量名的列表。（稍后我們會(huì)看到比這更復(fù)雜一些的變量聲明語(yǔ)句。）良好的編程風(fēng)格是在聲明語(yǔ)句中只寫一個(gè)變量，除非變量之間有某種關(guān)系。例如：

在每個(gè)變量聲明后說(shuō)明在程序中的目的，或者提供一些其它信息給后面有可能需要閱讀這些代碼的人，這也是良好的編程風(fēng)格。例如：

在本章中，我們只在程序的 main() 方法中聲明變量。方法內(nèi)聲明的變量稱為該方法的局部變量。它們只存在方法中，當(dāng)它在運(yùn)行時(shí)，外部無(wú)法訪問(wèn)。 變量聲明可以在方法中的任何地方，不過(guò)要在使用之前聲明。有些人喜歡在方法的開(kāi)頭聲明所有變量。有些人就在需要的時(shí)候才聲明。我的建議：將所有重要的變量在開(kāi)頭聲明，并使用注釋，說(shuō)明每個(gè)變量的目的。對(duì)于程序整體邏輯來(lái)說(shuō)不重要的“臨時(shí)變量 ”，推薦在第一次使用的地方聲明它們。下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的程序示例，使用了一些變量和賦值語(yǔ)句：

這個(gè)程序調(diào)用了幾個(gè)方法向程序的用戶顯示信息。使用了兩個(gè)不同的方法：System.out.print 和 System.out.println。之間的區(qū)別是 System.out.println 在顯示的信息后面增加了換行，而 System.out.print 則沒(méi)有。因此在同一行顯示字符串是調(diào)用 System.out.print 語(yǔ)句， interest 的值是由 “System.out.println(interest);” 這一句顯示的。需要注意的是由 System.out.print 或 System.out.println 顯示的值是由方法名后的括號(hào)中提供的。這個(gè)值被稱為方法的參數(shù)。參數(shù)提供方法執(zhí)行其任務(wù)所需的信息。在調(diào)用方法時(shí)，所有參數(shù)都列在方法名后括號(hào)內(nèi)。如果在一個(gè)方法沒(méi)有參數(shù)，方法名后面必須跟一對(duì)空括號(hào)。

這本書上所有的示例程序在 http://math./javanotes/source 上都能找到源代碼。在該網(wǎng)站的下載文檔中也有，在 source 文件夾中。例如， Interest 程序的源代碼，可以在 source 文件夾 chapter2 子文件夾中找到 Interest.java 文件。