目錄表
國立屏東商業技術學院 資訊工程系 物件導向程式設計
4. Java語言基礎
4.1 Data Types, Variables and Constants
4.1.1 Primitive Types
table 1彙整了java語言支援的primitive types與其記憶體空間大小、數值範圍和預設值。與C語言不同,java語言是在Virtual Machine上執行的,所以資料型態在不同平台上的大小皆相同。
4.1.1.1 整數型態/Integer Types
顧名思義,整數型態就是用以表示整數的資料。Java語言中的整數型態,以integer的前三個字母int表示,唸做int或是integer都可。一個int佔記憶體32bits,其中最左邊的bit代表正負數 – 0代表正整數或0,1代表負整數。以32bits為例,最大的正整數為<latex>(0111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111)_2=2,147,483,647</latex>,也就是<latex>$2^{31}$-1</latex>;至於最小的負數並不是<latex>(1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111)$_2$= -2,147,483,647</latex>,而是<latex>(1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000)$_2$</latex>,其值為<latex>-2,147,483,648=- 2^{32}</latex>。
Java語言還提供另外三種整數型態:byte、short與long,分別佔用不同大小的記憶體空間。其中byte為8 bits、short為16bits,long則為64bits。
4.1.1.1.1 整數數值的表達
除了宣告變數為某種型態外,我們也可以直接在程式碼中使用整數數值。整數數值可依其所使用的進位系統分成十進制(decimal, base 10)、二進制(binary, base 2)、八進制(octal, base 8)與十六進制(hexadecimal, base 16)等四種表示法。
- Decimal
- 除正負號外,以數字0到9組成,除了數值0之外,不可以0開頭。
- 例如:0, 34, -99393皆屬之
- Binary
- 除正負號外,僅由數字0與1組成,必須以0b開頭。
- 例如:0b0, 0b101, 0b111皆屬之
- Octal
- 除正負號外,僅由數字0到7組成,必須以0開頭。
- 例如:00, 034, 07777皆屬之
- Hexadecimal
- 除正負號外,由數字0到9以及字母(大小寫皆可)a到f組成,必須以0x或0X開頭。
- 例如:0xf, 0xff, 0X34A5, 0X3F2B01皆屬之
我們還可以在數值後面加上L或l,強制該數值為long型態,例如:13L, 376l, 0374L, 0x3ab3L, 0xffffffL, 03273L等皆屬之。
4.1.1.2 浮點數型態/Floating Types
顧名思義,浮點數型態就是用以表示小數的資料。Java語言中有2種符點數的型態:float與double,分別實作了IEEE 754當中的單精確度與倍精確度:
- float: 單精確度浮點數(single-precision floating-point)
- double: 倍精確度浮點數(double-precision floating-point)
一般而言,float型態適用於對小數的精確度不特別要求的情況,例如體重計算至小數點後兩位、學期成績計算至小數點後一位等情況。而double則用在重視小數的精確度的場合,例如台幣對美金的匯率、工程或科學方面的應用等。
Java語言以IEEE 754標準實作了float與double,其數值範圍與精確度請參考table 2。
4.1.1.2.1 數值的表達
浮點數數值的表達有兩種方式:
- Decimal
- 除正負號外,以數字0到9以及一個小數點組成。
- 例如:0.0, 34.3948, 3.1415926, -99.393皆屬之。
- scientific notation
- 由一個decimal數字與exponent組成
- decimal數字前可包含一個正負號,數字中可包含一個小數
- exponent表示10的若干次方,以一個E或e後接次方數表達
- 在E或e的後面可接一個正負號,表示該次方數為正或負
- 例如:345E0, 3.45e+1, 3.45E-5皆屬之
Java語言默認的浮點數型態為double,如果您要特別強制一個數值之型態為float,可以在數值後接上一個F或f。例如:3.45f, 3.45e-3f, 1.32e+4F等皆屬之。
4.1.1.3 字元型態/Character Types
所謂的字元型態就是用以表示文字、符號等資料,在Java語言中只有一種字元型態:
- char
Java語言的char型態之大小為16 bits,採用unicode編碼,可處理範圍含蓋\u0000至\uffff。其實在java語言中,一個char型態的數值就是一個整數,故其範圍又可表達為整數值0~65535。例如'A'的數值為65,'0'為48,'吳'為21555等。
因此,我們可以把char型態的數值當成整數來進行運算,例如:
char c; int i; i ='a'; // i的值為97 c = 65; // c的值為'A' c = (char)(c + 1); // c的值為'B'
4.1.1.3.1 字元數值的表達
字元數值的表達方法有兩種:
- 字元值
- 以一對
單引號將字元放置其中。 * 例如:'A', '4', ' ', '&'皆屬之。 * 以一對
單引號將unicode的編碼放置其中。 - 例如:'\u5433'皆屬之。(unicode查詢)
- 整數值
- 對應在字元集中的整數值
- 例如:65, 97等皆屬之
Java語言針對一些特殊字元,提供一組escape sequence,如table 3
除此之外,還可以使用八進制或十六進制來表達字元:
- 八進制的escape sequence
- 以0開頭,後面接八進制數值
- 例如: 0101 或 0133皆屬之
- 十六進制的escape sequence
- 以0x開頭,後面接十六進制數值
- 十六進制的數值可以使用大寫或小寫的英文字母
- 例如: 0x41 或 0x4A 皆屬之
4.1.1.4 字串/String
所謂的字串是指一些文數字符號的集合,在Java語言中以雙引號加以包裹。例如:“This is a string!”。由於在Java語言中,字串是以類別的方式供我們使用,並不是資料型態的一種,在此不加以說明,細節請參考本書第XX章。
4.1.2 Variable Declaration
Java是一個「strongly typed」的程式語言,所有變數在使用之前必須宣告其所屬型態,但不強制在程式區塊前宣告,只要在第一次使用前宣告即可,其宣告語法如下:
DataType variableName[=expression][,variableName[=expression]]*;
<note tip> 在上面的語法說明中,「[]」為選擇性的語法單元,其後接續「*」表示該語法單元可出現0次或多次;「?」表示出現0次或1次。另外還有「+」代表1次或多次。本書將使用這種表示法做為語法的說明。 </note>
其中DataType為型態、variableName為變數的名稱,中括號內的部份則是選擇性的(可以有,也可以忽略),為該變數的初始數值。
下面的程式碼片段宣告了一個名為x的整數變數,並且在後續設定其數值為38。
int x; ... x=38;
我們也可以將變數宣告與數值給定同時以一行程式碼來完成:
int x=38;
我們也可以同時宣告有多個相同型態的變數,例如下面的程式碼,同時宣告了三個整數變數x、y與z,其中x不指定初始值,y與z的初始值則分別為3與6。要注意的是,我們在兩個變數宣告的中間,是以','加以隔開。
int x, y=3, z=6;
variableName為變數名稱,代表在程式執行階段的某個資料項目,因此建議使用較具意義的變數名稱,才容易理解、提升程式碼的可讀性(readability)。變數的命名規則須符合識別字(identifier)命名規則:
- 只能使用英文大小寫字母、Unicode編碼字(含中文)、數字、$與底線(_)
- 不能使用數字開頭
- 不能與Java語言的keywords或是reserved words相同
以下是一些正確的變數命名:
x, _i, $j, sum, total, a2d, twoNumbers, averageScore, _name, c1, c0, 成績, english成績
以下則是一些錯誤的變數命名:
3x, for, 2numbers, average Score
<note tip>變數名稱、類別名稱、方法名稱等,皆屬於Java語言中的識別字(identifier)。</note>
<note important>
</note>
Java語言是case-sensitive的語言,意即大小寫會被視為不同的字元,因此以下的宣告其變數名稱皆是正確且不相同的:
int JUN, jun, Jun, JUn, JuN, jUn, jUN, juN;
為了讓程式碼的可讀性提升,使用有意義的變數名稱是相當重要的,有時我們甚至會使用一個以上的英文單字為變數命名,此時可以適當地調整大小寫或加上底線,例如下面是正確的宣告:
int bestStudent, BestStudent, best_student;
建議使用良好的命名規則,例如Camel Case或Hungarian Notation。目前java程式設計師通常以lower camel case法為變數、屬性、方法及物件命名,使用upper camel case法為類別命名。
<note tip>
</note>
4.1.3 Keywords and Reserved Words
4.1.4 Constants
在程式碼中,經宣告並給定初始值後,就不再(也不允許)變更其數值的資料,就稱為常數(constant)。Java語言的常數宣告語法如下:
final DataType constantName=value[,constantName=value]*
其實,常數的宣告就如同變數宣告一樣,只要在最前面加上final這個保留字即可,同時所有常數的宣告都必須給定初始值。