Chapter 02 · 变量与数据类型

编程的本质，是教计算机存数据、算数据、改数据。变量就是存数据的"盒子"。

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🎯 本章目标

• 理解什么是 变量，会声明、赋值、使用
• 记住 Java 的 8 种基本数据类型 及其取值范围
• 区分 基本类型 vs 引用类型
• 掌握 类型转换（自动 / 强制）的规则
• 学会用 常量 和给变量取个好名字

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1. 变量是什么？盒子的故事

想象你家有一排标着名字的抽屉：

• 抽屉上贴着标签 "age"，里面放着数字 18
• 抽屉 "name" 里放着字符串 "张三"
• 抽屉 "isStudent" 里放着 true

这些抽屉就是 变量：

• 标签 = 变量名
• 抽屉的尺寸 = 数据类型（大抽屉放大数据，小抽屉放小数据，类型决定了能放什么）
• 里面的东西 = 变量值

int age = 18;            // 标签 age 的整数抽屉，放 18
String name = "张三";    // 标签 name 的字符串抽屉，放 "张三"
boolean isStudent = true; // 标签 isStudent 的布尔抽屉，放 true

💡 重点：Java 是 强类型语言，抽屉一旦标了类型，就不能塞别的类型进去（不像 Python 那么随便）。

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2. 变量的三件事：声明、赋值、使用

int score;              // ① 声明：开一个 int 类型的抽屉，标签叫 score
score = 95;             // ② 赋值：把 95 放进去
System.out.println(score); // ③ 使用：取出来看看

int level = 1;          // 声明 + 赋值合并成一行（最常用）

口诀：先有抽屉，才能放东西；放东西前不能用。

int x;
System.out.println(x);  // ❌ 报错：可能尚未初始化变量 x

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3. 八大基本数据类型（必背）

Java 有 8 种基本数据类型（也叫"原始类型"），分 4 大类：

3.1 整数类型（4 种）

类型	占用空间	取值范围	默认值	生活举例
byte	1 字节	-128 ~ 127	0	一个像素的灰度值
short	2 字节	-32768 ~ 32767	0	一个游戏角色的血量
int	4 字节	约 ±21 亿	0	最常用的整数（年龄、订单 id 等）
long	8 字节	约 ±922 亿亿	0L	时间戳、大订单 id

byte b = 100;
short s = 30000;
int age = 25;
long worldPopulation = 8_100_000_000L;  // long 字面量加 L 后缀

🤓 小知识：JDK 7 起，数字字面量可以用下划线 _ 分隔提高可读性，比如 1_000_000 等于 1000000。

3.2 浮点类型（2 种）

类型	占用空间	精度	默认值	生活举例
float	4 字节	约 7 位有效数字	0.0f	单精度浮点（少用）
double	8 字节	约 15 位有效数字	0.0	小数默认选择

double price = 99.99;
float pi = 3.14f;  // float 字面量必须加 f 后缀（否则被当作 double）

⚠️ 浮点数有精度问题：0.1 + 0.2 不等于 0.3，等于 0.30000000000000004。金额计算必须用 BigDecimal！

3.3 字符类型（1 种）

类型	占用空间	取值范围	默认值
char	2 字节	0 ~ 65535（Unicode）	\u0000

char c1 = 'A';        // 单引号包字符
char c2 = '中';       // 支持中文
char c3 = 65;         // 等价于 'A'，因为 'A' 的 Unicode 是 65
char c4 = '\n';       // 转义字符：换行

💡 char vs String：'A'（单引号）是 char，"A"（双引号）是 String。两者完全不同！

3.4 布尔类型（1 种）

类型	取值	默认值
boolean	true 或 false	false

boolean isAdult = age >= 18;
boolean hasPermission = false;

🚫 Java 与 C/Python 的区别：Java 的 boolean 不能用 0/1 代替，也不能写 if (x) 这种把 int 当 boolean 用的代码。

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4. 基本类型 vs 引用类型

Java 数据类型的"双轨制"：

对比	基本类型	引用类型
关键字	int double boolean 等 8 种	String 数组 自定义类 等
存储位置	栈（直接存值）	栈存"地址"，堆存对象
默认值	0 / 0.0 / false / \u0000	null
比较	== 比较 值	== 比较 地址，要比内容用 equals()

int a = 10;
int b = 10;
System.out.println(a == b);          // true，比较值

String s1 = new String("hello");
String s2 = new String("hello");
System.out.println(s1 == s2);        // false！比较的是地址
System.out.println(s1.equals(s2));   // true，比较内容

🚨 新手最大坑：用 == 比较两个 String，看似一样却返回 false。字符串比较一律用 .equals()！

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5. 类型转换：抽屉之间倒东西

5.1 自动类型转换（隐式）

小抽屉的东西可以直接倒进大抽屉。

int i = 100;
long l = i;       // ✅ int → long，自动
double d = l;     // ✅ long → double，自动

转换路径（从小到大，编译器自动加）：

byte → short → int → long → float → double
              ↑
            char

5.2 强制类型转换（显式）

大抽屉的东西要倒进小抽屉，必须手动 cast，并承担数据丢失的风险。

double d = 3.99;
int i = (int) d;        // 3（小数部分丢失，不是四舍五入！）

long big = 10_000_000_000L;
int small = (int) big;  // 数据溢出，结果不可预测

5.3 表达式中的自动提升

byte a = 10;
byte b = 20;
byte c = a + b;       // ❌ 编译错误！
                      // 因为 byte 在表达式中会被自动提升为 int
byte c = (byte)(a + b); // ✅ 强转回来

规则：byte/short/char 参与运算时，会先全部提升为 int 再计算。

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6. 常量：永不改变的"封印"

用 final 修饰的变量就是常量，赋值后不能再改：

final double PI = 3.14159;
final int MAX_AGE = 150;

PI = 3.14;  // ❌ 编译错误：cannot assign a value to final variable

惯例：常量名 全大写 + 下划线分隔，如 MAX_RETRY_COUNT。

💡 为什么要用常量？防止"魔法数字"散落各处，改起来烦还容易出错。

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7. 变量命名：别让人看不懂

硬性规则

• 由 字母、数字、_、$ 组成
• 不能以数字开头
• 不能用关键字（如 int、class、public）
• 区分大小写（age 和 Age 是两个变量）

行业惯例（强烈遵守）

类型	命名规则	例子
普通变量	小驼峰	userName、orderCount
常量	大写 + 下划线	MAX_SIZE、DEFAULT_TIMEOUT
类名	大驼峰	UserService、OrderController
包名	全小写	com.example.demo

// ❌ 不推荐
int a;       // 不知道在干嘛
int x1, x2;  // 同上
String 名字; // 中文虽然能用，但极不专业

// ✅ 推荐
int userAge;
String userName;
final int MAX_LOGIN_ATTEMPTS = 5;

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8. 实战练习

进入 code/ 目录，依次运行：

文件	内容
VariableDemo.java	8 种基本类型的声明与打印
TypeConversionDemo.java	自动转换 vs 强制转换实操
PrecisionPitfall.java	浮点数精度问题与 BigDecimal 解决方案

javac VariableDemo.java
java VariableDemo

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9. 浏览器演示

打开 demo.html 体验：

• 八大类型取值范围动态查看
• 类型转换交互演示
• 浮点精度问题现场翻车

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10. 面试可能会问什么？

Q1: Java 有哪些基本数据类型？

参考答案：8 种，分 4 类：

• 整数（4）：byte（1B）、short（2B）、int（4B）、long（8B）
• 浮点（2）：float（4B）、double（8B）
• 字符（1）：char（2B）
• 布尔（1）：boolean

Q2: int 和 Integer 有什么区别？

对比	int	Integer
类型	基本类型	包装类（引用类型）
默认值	0	null
存储	栈	堆（引用在栈）
能否为 null	否	是
集合中能用吗	否（List<int> 不行）	是（List<Integer>）

Q3: 0.1 + 0.2 == 0.3 的结果是？

答：false。因为浮点数在二进制中无法精确表示（就像 1/3 在十进制中无法精确表示），实际结果是 0.30000000000000004。

解决方案：用 BigDecimal：

BigDecimal a = new BigDecimal("0.1");
BigDecimal b = new BigDecimal("0.2");
System.out.println(a.add(b));  // 0.3

Q4: char 能存中文吗？

答：可以。Java 的 char 是 2 字节（16 位），采用 Unicode 编码，可以表示绝大多数常见字符（包括中文）。但对于某些 emoji 等"补充字符"（4 字节 UTF-16），需要用 String 或 int（codepoint）处理。

Q5: byte b = 130; 编译会报错吗？

答：会。byte 范围是 -128 ~ 127，130 超出范围，编译器报错。 要存可以强转：byte b = (byte) 130;，结果是 -126（溢出）。

Q6: 类型转换的隐藏陷阱

short s1 = 1;
s1 = s1 + 1;        // ❌ 编译错误：表达式 s1+1 是 int
s1 += 1;            // ✅ 编译通过：+= 内置了强转

int i = 1000_000_000;
int j = i + i;      // 溢出！结果是 -294967296，不报错

Q7: 为什么不推荐用 float 算钱？

答：float 只有 7 位精度，而且二进制无法精确表示十进制小数。比如：

float price = 1.1f;
float total = price * 3;  // 3.3000002，不是 3.3

金额必须用 BigDecimal，并用字符串构造：new BigDecimal("1.1")，不要用 double 构造。

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🎁 本章小结

✅ 8 种基本类型必背：byte/short/int/long、float/double、char、boolean
✅ 整数默认 int，小数默认 double
✅ 引用类型 == 比地址，equals 比内容
✅ 自动转换：小→大；强制转换：大→小（注意溢出/精度丢失）
✅ 金额一律用 BigDecimal

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