数据类型与变量

学习目标

能区分八种基本类型、引用类型、包装类型和 null。
能根据数据含义选择合适的变量类型，读懂常见字面量后缀和默认值。
理解字段、数组元素和局部变量在初始化方面的不同，并知道自动装箱的风险。

核心知识点

专业术语

基本类型（primitive type）：byte、short、int、long、float、double、char、boolean，变量直接保存值。
引用类型（reference type）：类、接口、数组、枚举等类型，变量保存对象引用，也可以保存 null。
包装类型（wrapper type）：Integer、Long、Double 等对象类型，为基本值提供对象语义和泛型兼容能力。
自动装箱/拆箱（boxing/unboxing）：编译器在基本类型与对应包装类型之间插入转换代码。
字面量（literal）：直接写在源码中的值，如 42、3.14、'A'、true 和 "Java"。
默认值（default value）：字段和数组元素在未显式赋值时由 Java 提供的初始值；局部变量没有自动默认值。

类型	常用字面量	字段/数组默认值	适合场景
`byte`	`12`（赋值目标足够窄时）	`0`	原始字节、协议数据
`short`	`1200`	`0`	少量明确的 16 位整数
`int`	`42`、`0x2A`、`0b101010`	`0`	普通计数、下标和整数计算
`long`	`42L`	`0L`	时间戳、较大的整数标识
`float`	`3.14F`	`0.0F`	需要较低精度的近似计算
`double`	`3.14`	`0.0D`	一般科学和测量计算
`char`	`'A'`、`'中'`	`\u0000`	一个 UTF-16 码元
`boolean`	`true`、`false`	`false`	开关和条件状态

白话解释与边界

八种基本类型

基本类型像直接写在变量格子里的值；引用类型像指向对象的地址标签。声明 String name = null 时没有创建字符串对象，调用 name.length() 会抛出 NullPointerException。数组也是引用类型，int[] 的元素默认是 0，但数组变量本身仍可能为 null。

引用类型与 null

引用类型的变量保存对象引用而不是对象内容；null 代表当前没有对象可访问，使用前应先定义是否允许空值。

包装类型与装箱拆箱

包装类型用于集合和泛型，例如 List<Integer> 不能写成 List<int>。自动装箱让 int 可以放进 Integer，自动拆箱让 Integer 参与整数运算，但拆箱 null 会抛出 NullPointerException。需要允许“没有值”时，优先明确使用包装类型并在拆箱前校验。

字面量与默认值

字面量的类型由写法决定：普通整数是 int，加 L 才是 long；普通小数是 double，加 F 才是 float；字符用单引号，字符串用双引号。下划线、二进制和十六进制前缀只改善书写，不改变数值含义。

char 与 Unicode 边界

默认值只适用于字段和数组元素，方法里的局部变量必须显式赋值后才能读取。final 变量一旦完成赋值就不能再赋值，但它并不会把引用对象自动变成不可变对象。char 是 UTF-16 码元，不一定等于一个完整 Unicode 字符；转换和精度的详细边界见下一节。

常用用法

基本类型：保存简单数值

基本类型适合表达确定的数值、字符和真假值；选择类型时同时考虑取值范围和精度。

java

// 语义：基本类型适合表达确定的数值、字符和真假值。
// 初始状态：count 初始为 3；price 初始为 2.5。
public class PrimitiveDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int count = 3;
// 关键变化：count 接收表达式 3 的计算结果。
// 初始状态：count 的初始值为 3。
        double price = 2.5;
        System.out.println(count * price);
        // 输出：7.5
    }
}

包装类型：在泛型中表达可空值

包装类型可以用于集合和泛型，但拆箱 null 会抛出异常，使用前要明确空值策略。

java

// 语义：包装类型可以用于集合和泛型，但拆箱 null 会抛出异常，使用前要明确空值策略。
// 初始状态：count 初始为 3。
public class WrapperDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Integer count = 3;
        System.out.println(count + 1);
        // 输出：4
    }
}

不常用但需要知道

`null`：表示没有可用对象

null 不是空字符串；调用它的方法前必须先判断或使用明确的空值处理方式。

java

public class NullDemo {
// 作用：null 不是空字符串；调用它的方法前必须先判断或使用明确的空值处理方式。
// 初始状态：value 被赋为 null，所以 value == null 的判断结果为 true。
    public static void main(String[] args) {
        String value = null;
// 关键变化：value 接收表达式 null 的计算结果。
// 初始状态：value 的初始值为 null。
        System.out.println(value == null);
        // 输出：true
    }
}

`char` 与码点：处理 Unicode 边界

一个 Unicode 码点可能占两个 UTF-16 char；处理用户可见字符时不要只用 length() 推断字符数。

java

// 输入：text 只含表情 "🙂"，它在 UTF-16 中由两个 char 组成。
public class CodePointDemo {
    public static void main(String[] args) {
    // 作用：一个 Unicode 码点可能占两个 UTF-16 char；处理用户可见字符时不要只用 length() 推断字符数。
        String text = "🙂";
// 关键变化：text 接收表达式 "🙂" 的计算结果。
// 初始状态：text 的初始值为 "🙂"。
        System.out.println(text.codePointCount(0, text.length()));
        // 输出：1
    }
}

简单案例

java

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class TypeBasicsDemo {
    static int fieldCount;
    static int[] fieldArray = new int[2];

    public static void main(String[] args) {
        int count = 3;
        long id = 9_000_000_000L;
        double ratio = 0.75;
        char first = 'A';
        boolean enabled = true;
        Integer boxed = count;          // 自动装箱
        int unboxed = boxed;            // 自动拆箱
        Integer missing = null;
        List<Integer> scores = new ArrayList<>();
// 初始状态：scores 是空的 ArrayList<Integer>。
        scores.add(100);                // 集合需要包装类型
// 关键变化：scores.add(100) 追加整数 100，scores 变为 [100]。

        System.out.println(count + ", " + id + ", " + ratio);
        // 输出：3, 9000000000, 0.75
        System.out.println(first + ", " + enabled + ", " + scores);
        // 输出：A, true, [100]
        System.out.println("defaults=" + fieldCount + ", " + fieldArray[0]);
        // 输出：defaults=0, 0
        System.out.println("same value=" + (count == unboxed) + ", missing=" + (missing == null));
        // 输出：same value=true, missing=true
    }
}

count 和 unboxed 都保存整数值；boxed 是对象引用，missing 明确表示没有对象。fieldCount 和 fieldArray[0] 是字段与数组元素，因此拥有默认值；如果把相同声明放到方法内部而不初始化，编译器会拒绝读取。

易混点

null 不是 0、false 或空字符串，只能赋给引用类型。
Integer 和 int 的身份不同；包装对象可能为 null，自动拆箱并不免费也不总是安全。
字段和数组元素有默认值，局部变量没有默认值；两者的区别是“声明过”不等于“可以读取”。
42L、42.0F、'4'、"4" 是四种不同类型的字面量。
char 是一个 UTF-16 码元；完整 Unicode 码点、用户可见字符和 String.length() 不是同一个概念。

课后小问

为什么 List<int> 不能通过编译，而 List<Integer> 可以？答案：Java 泛型的类型参数必须是引用类型，基本类型 int 需要使用对应的包装类型 Integer。解析：集合内部依赖对象语义，编译器会在 scores.add(100) 处自动装箱；读取元素时又可能自动拆箱，所以必须留意元素是否可能为 null。
为什么方法里的 int count; System.out.println(count); 会报错，而类字段 int count; 可以打印 0？答案：字段和数组元素有语言规定的默认值，局部变量必须由程序员明确赋值。解析：局部变量未赋值通常意味着控制流可能没有给它可靠的值，编译器会在读取处阻止这种不确定状态；字段则在对象或类初始化阶段得到 0。
Integer value = null; int n = value; 的问题是什么？答案：赋值时发生自动拆箱，null 没有可拆出的整数值，会抛出 NullPointerException。解析：可以先用 value == null 判断，或者使用明确的默认值策略，例如 int n = value == null ? 0 : value；不要让隐式拆箱掩盖空值含义。

本节小结

八种基本类型直接保存值，引用类型保存对象引用，null 只表示没有引用对象。
包装类型让基本值能够进入泛型和集合，但自动拆箱可能触发空值异常。
字面量后缀决定初始类型，字段和数组元素有默认值，局部变量必须明确初始化。
final 约束重新赋值，不能单独推出对象内容不可变；char 表示 UTF-16 码元。

快速回顾

能列出八种基本类型及其常见使用场景和字面量写法。
能判断一个变量是否允许为 null，以及何时会发生自动拆箱。
能区分字段、数组元素和局部变量的默认值规则。
能解释 Integer、int、char 和 String 之间的基本边界。

继续阅读

下一节：类型转换与数值精度
表达式和各种运算符见：运算符与表达式

数据类型与变量 ​

学习目标 ​

核心知识点 ​

专业术语 ​

白话解释与边界 ​

八种基本类型 ​

引用类型与 null ​

包装类型与装箱拆箱 ​

字面量与默认值 ​

char 与 Unicode 边界 ​

常用用法 ​

基本类型：保存简单数值 ​

包装类型：在泛型中表达可空值 ​

不常用但需要知道 ​

null：表示没有可用对象 ​

char 与码点：处理 Unicode 边界 ​

简单案例 ​

易混点 ​

课后小问 ​

本节小结 ​

快速回顾 ​

继续阅读 ​

数据类型与变量

学习目标

核心知识点

专业术语

白话解释与边界

八种基本类型

引用类型与 null

包装类型与装箱拆箱

字面量与默认值

char 与 Unicode 边界

常用用法

基本类型：保存简单数值

包装类型：在泛型中表达可空值

不常用但需要知道

`null`：表示没有可用对象

`char` 与码点：处理 Unicode 边界

简单案例

易混点

课后小问

本节小结

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