Модуль 2. Урок 2. Типы данных в Java. — Введение в Java

Ссылка на дополнительную практику.

Это базовые знания языка java, которым стоит уделить пристальное внимание. Изучайте документацию и дополнительные материалы обязательно, не спешите, задавайте вопросы, перечитывайте, возвращайтесь переодически к материалам этого урока.

Java является объектно-ориентированным языком, поэтому такие понятия как "класс" и "объект" играют в нем ключевую роль. Любую программу на Java можно представить как набор взаимодействующих между собой объектов.

Тип — это то, что определяет свойства объекта. Название типа соответствует имени своего класса. Все свойства объекта описаны в классе.

Объект — это экземпляр, созданный по шаблону соответствующего типа.

О чем говорит "тип" в мире java:

1. размер, который поле будет занимать в памяти компьютера;
2. мета информация — это набор различных данных, которые объект может в себе хранить и набор методов (функций), которыми он может что-то делать.

Согласно спецификации JVM — типы группируются так:

• примитивные primitive types - быстрые в чтении/записи;
• не примитивные reference types, они же ссылочные - сложны и медленны, но могут работать с большими значениями и обладают дополнительным функционалом.

Согласно документации перечень примитивов ограничен:

• byte - 8bit (целочисленный)
• short - 16bit (целочисленный)
• int - 32bit (целочисленный)
• long - 64bit (целочисленный)
• char - 16bit (символьный, только один символ). Обозначается в одинарных кавычках. Например: 'a', 'D', '1', '9', '' и любые одиночные символы. Объекты char всегда заключены в одинарные кавычки.
• float - 32bit (дробный)
• double - 64bit (дробный)
• boolean - true или false, 0 или 1, правда/ложь (когда-то его не было в JVM)

У каждого примитива есть свои классы-обертки, которые уже являются не примитивами. У int это Integer, у char это Character и т.д.

Все примитивные типы ограничены в своих значениях. Читаем об этом в ссылках на необходимые дополнительные материалы.

Для целочисленных вычислений эффективнее использовать тип int. Поскольку на уровне JVM для типов byte и short реализованы не все инструкции, как в случае с int. Вот в этом разделе спецификации JVM вы увидете количество определенных операций для целочисленных типов.

Поэтому используйте byte и short только для хранения массивов данных. При любых вычислениях с целыми числами — они автоматически будут приведены к типу int еще на этапе компиляции.

Например, для записи набора целочисленных данных в файле лучше использовать byte или short, в зависимости от необходимости. А, например, для счетчика (i++ он же: i += 1, i = i + 1) лучше использовать тип int. Даже если этот счетчик никогда не превысит значение 3, поскольку Java Virtual Machine просто легче работать с int.

Не примитивы (ссылочные типы) делятся на три основных вида:

• class types - Это фактически любой класс в мире java. Например:

  • String - тип, который хранит в себе строки. Строки отличаются от char тем, что могут хранить в себе от нуля до более двух миллиардов символов. Объекты String всегда заключены в двойные кавычки: "моя строка"; даже если это один символ: "ф", "9", "j","" и т.д.
  • Long - тип-обертка над примитивом long. Позволяет производить дополнительные операции над численным типом. Например конвертируя его в String или наоборот.
  • Object - это суперкласс для всех классов, базовый класс в мире java. От него наследуются все остальные классы. И даже те, которые будете создавать Вы.

  Отдельным подвидом class types являются классы-перечисления: enum (enumerators). О них будет отдельный урок.

• array types - массив является специальным типом. Он предназначен для содержания в себе любых других типов, в том числе и массивов (многомерные массивы). За это он и определен в отдельный вид. С массивами мы познакомимся ближе, в четвертом модуле.

• interface - это третий специальный вид типов - пока просто запоминаем. Детально рассмотрим их далее по курсу, чтобы не перегружать этот, и так сложный, урок.

Откуда берутся эти все не примитивные типы: любой класс в java, включая написанный вами, является ссылочным типом (не примитивом), который можно применять в других классах.

Все ссылочные типы обязательно пишутся с большой буквы.

Системы исчисления

• десятичная (0,1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) --> 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14,15, 16, 17, 18, 19, 20, 21...
• пятеричная (0, 1, 2, 3, 4) --> 0, 1, 2, 3, 4, 10, 11, 12, 13, 14, 20, 21, 22, 23, 24...
• двоичная (0, 1) --> 0, 1, 10, 11, 100, 101, 110, 111...

Рекомендую к прочтению, для лучшего понимания систем исчисления:

• Прекрасная и очень правильная статья о системах счисления.
• Перевод в двоичную систему на пальцах.

Знаковость и без-знаковость численных типов

До Java 8 все примитивные типы были только подписанными (знаковыми). Но начиная c Java 8 Integer и Long могут быть не подписанными (unsigned). Но только не на уровне самих примитивов, а на уровне операций с ними. Есть полноценный API позволяющий выполнять все базовые операции над не подписанным (unsigned) числом, как то, например:

• сравнение: https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/lang/Long.html#compareUnsigned-long-long-
• деление: https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/lang/Long.html#divideUnsigned-long-long-
• взятие остатка от деления: https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/lang/Long.html#remainderUnsigned-long-long-

Для понимания знаковой/без-знаковой величины пример:

• подписанные величины (signed) --> допустим 4 bit в двоичной (?_010) --> max = 7, min = -7. Первый бит уходит под знак, а остальные уже для кодировки числа.
• не подписанные величины (unsigned) --> допустим 4 bit в двоичной (1010) --> max = 15, min = 0. Первый бит учавствует в кодировке числа.

Для лучшего усвоения этого важного базового материала - рекомендую решить дополнительно практическое задание

Необходимые дополнительные материалы

• Официальный The Java™ Tutorials от Oracle по примитивным типам данных. Расскажет об особенностях применения.

• Java Virtual Machine Specification --> 2.3. Primitive Types and Values

• Документация java8 касательно ссылочных типов.

Остались вопросы? Задайте их в разделе «Обсуждение»

Вам ответят команда поддержки Хекслета или другие студенты.