你真的理解 Java 的基础数据类型吗

Java 中的基础数据类型有 8 种，分别是：byte, boolean, short, char int, float, long double。

如果要理解这些基础类型如何存储数据，需要知道两个基础知识：

所有数据都是使用二进制表示
数值类型一律使用补码来表示

本文基于 JDK1.8

整数类型
byte 是存储整数的最小类型，只占 1 个字节，因为还需要表示负数，因此只能保存 -128 ~ 127 范围内的数据。

如果把一个超出范围的数值赋值给 byte 会怎么样？

直接赋值无法编译通过：

byte b = 129; // 编译通不过

需要通过强转才能编译通过，但得到值不是我们所期望的：

byte b = (byte)129; // -127  

为什么会出现这样的结果呢？

129 使用二进制表示就是 10000001，但因为所有的数值类型都是使用补码来表示，在强制转换之后，第一位会被认为是符号位，表示负数。

负数补码的反码是除符号位以外取反，所以是：11111110。

负数的原码是反码加1，所以是 11111111，也就是 -127。

short，int，long 与 byte 没有太大区别，唯一的区别就在于占据的字节数量不一样。

short 占据 2 个字节，表示的范围是： -32768 ~ 32767
int 占据 4 个字节，表示的范围是：-2147483648 ~ 2147483647
long 占据 8 个字节，表示的范围是：-9223372036854775808 ~ 9223372036854775807

浮点数类型
Java 中的浮点数有 float 和 double 两种，按照 IEEE754 标准来实现，分别占 4 个字节和 8 个字节。

以 float 来说，总共有 32 位：

float 同样也有符号，所以第 1 位是符号位 (s)，后面 8 位是指数位(e)，最后面 23 位表示的是小数位(m)，形式如下：

这是需要注意的是因为是二进制，所以基数是 2，因为指数 e 有 8 位，所以范围是 -128 ~ 127。

比如说有一个浮点数：1001.11，按照上面的形式，如下:

因为浮点数的小数位会因为精度的问题而出现变化，所以不能使用 == 去比较两个浮点数，否则可能出现意想不到的情况。

double 除了位数不一样，其他与 float 一致。

布尔类型
boolean 的情况比较特殊，boolean 赋值时只能选择 true 或者 false，无法赋值其他的值。

但是在编译时会将 false 换成 0，将 true 换成非零数。 

字符类型
由于 Java 使用的是 Unicode，所以作为基本的字符单元，char 使用了 2 个字节的空间，char 实际存储的是该字符在 Unicode 字符集内中的排序位置，即整数。

char b = 'a' + 1; // 98

每个 char 只能存储一个字符，所以存储一些英文字符时会浪费一些空间。

// 成为另一个字符，而不是像字符串拼接一样
char c = 'a' + 'b'; // Ã

在 Java8 之前，String 使用 char 数组来存储字符串，但是从 Java 9 以后，已经替换成 byte 数组了，因为更加灵活，而且存储的效率也更高。

来源：InfoQ