Примітивні типи в Java

1. Список примітивних типів

У Java є 8 базових примітивних типів. Примітивними їх називають тому, що значення цих типів не є об'єктами і зберігаються прямо всередині змінних.

Ось таблиця, яка містить коротку інформацію про ці типи:

Локальні змінні методів не мають значень за замовчуванням, і якщо ви не присвоїли такій змінній жодного значення, вона вважається не ініціалізованою і використати її значення неможливо.

Але давайте повернемося до примітивних типів і розглянемо їх детальніше

2. Цілі типи

У мові Java аж 4 цілі типи: byte, short, int і long. Вони відрізняються розміром і діапазоном значень, які можуть зберігати.

Тип int

Найбільш часто використовуваним є тип int. Його назва походить від Integer (цілий). Усі цілочисельні літерали в коді мають тип int (якщо в кінці числа не вказана літера L, F або D).

Змінні цього типу можуть приймати значення від -2,147,483,648 до +2,147,483,647.

Цього досить багато і вистачає майже для всіх випадків життя. Майже всі функції, які повертають число, повертають число типу int.

Приклади:

int n = "Рядок".length();

String[] array = {"Tic", "Tac", "Toe"};
int n = array.length;

Тип short

Тип short отримав свою назву від short int. Його ще називають коротке ціле. На відміну від типу int, його довжина всього два байти і можливий діапазон значень від -32,768 до +32,767.

Тобто в ньому навіть число мільйон не збережеш. Навіть 50 тисяч. Це найрідше використовуваний цілочисельний тип у Java. В основному його використовують, коли хочуть заощадити на пам'яті.

Припустимо, у вас ситуація, коли заздалегідь відомо, що значення з якими ви працюєте не перевищуватимуть 30 тисяч, і таких значень мільйони.

Наприклад, ви пишете застосунок, який обробляє картинки надвисокої якості: на один колір припадає 10 біт. А точок у вас у картинці — мільйон. І отут уже відіграє роль, використовуєте ви тип int чи short.

Тип long

Цей тип отримав свою назву від long int — його ще називають довге ціле. На відміну від типу int, у нього просто гігантський діапазон значень: від -9*1018 до +9*1018

Чому ж він не є основним цілим типом?

Уся справа в тому, що Java з'явилася ще в середині 90-х, коли більшість комп'ютерів були 32-бітними. А це означало, що всі процесори були заточені під роботу з числами із 32 біт. З цілими числами із 64 біт процесори працювати вже вміли, але операції з ними були повільнішими.

Тому програмісти розумно вирішили зробити стандартним цілим типом тип int, ну а тип long використовувати тільки тоді, коли без нього дійсно не обійтися.

Тип byte

Це найменший цілочисельний тип у Java, але далеко не найрідше використовуваний. Його назва збігається зі словом byte — мінімальна адресована комірка пам'яті в Java.

Розмір допустимих значень типу byte не такий вже й великий: від -128 до +127. Але не в цьому його сила. Тип byte найчастіше використовується, коли потрібно зберігати в пам'яті великий блок знеособлених даних. Масив типу byte просто ідеально підходить для цих цілей.

Наприклад, вам потрібно кудись скопіювати файл.

Вам не потрібно обробляти вміст файлу: ви просто хочете створити область пам'яті (буфер), скопіювати в неї вміст файлу, а потім записати ці дані з буфера в інший файл. Масив типу byte — те, що потрібно для цих цілей.

Тим більше, що в змінній-типу-масив зберігається тільки посилання на область пам'яті. При передачі значення цієї змінної в якийсь метод відбудеться тільки передача адреси в пам'яті, а сам блок пам'яті копіюватися не буде.

byte[] buffer = new byte[1024*1024];
FileInputStream sourceFile = new FileInputStream("c:\\data.txt");
FileOutputStream destFile = new FileOutputStream("c:\\output.txt");
while (true)
{
   int size = sourceFile.read(buffer);   // читаємо дані з файлу в буфер
   destFile.write(buffer, 0, size);      // записуємо дані з буфера в файл

   // припиняємо копіювання, якщо буфер заповнений не повністю
   if (size < buffer.length) break;
}
sourceFile.close();
destFile.close();

3. Дробові типи

Серед примітивних типів також є два дробові. Хоча це не зовсім точна назва. Офіційно вони називаються числа з плаваючою точкою — floating point numbers. Назва походить із стандарту, коли цілу і дробову частину числа розділяє точка (а не кома).

У Java є два примітивних типи з плаваючою точкою: double і float.

Як ми вже казали раніше, ці типи всередині влаштовані специфічним чином: фактично всередині кожної змінної цих типів знаходиться не одне число, а два:

Наприклад, дробове число 987654.321 можна представити як 0.987654321*106. Тому в пам'яті воно буде представлено як два числа 987654321 (мантиса — значуща частина числа) і 6 (показник — ступінь десятки)

Тип float

Сама назва типу float походить від floating point number. Розмір цього типу зовсім невеликий — лише 4 байти (32 біти), але він може зберігати значення від -3.4*1038 до 3.4*1038. На мантису віддається 24 біти, на показник — 8 біт. Цей тип здатний зберігати лише 8 значущих цифр.

Такий підхід дозволяє зберігати набагато більші числа, ніж int, використовуючи ті ж 4 байти. Але при цьому ми жертвуємо точністю. Частина пам'яті витрачається на зберігання мантиси, тому такі числа зберігають лише 6-7 знаків після коми, інші відкидаються.

Приклад:

float a = (float) 123.456789;

float a = (float) 12345.9999;

float a = (float) -123.456789E-2;

Як бачите, основний недолік цього типу — дуже маленька кількість значущих цифр і втрата точності вже у восьмій цифрі. Тому тип float не надто популярний серед Java-програмістів.

Тип double

Тип double є стандартним типом з плаваючою точкою. Його назва походить від double floating point. Його ще називають числом з плаваючою точкою подвійної точності. Усі дробові літерали за замовчуванням мають тип double.

Цей тип займає 8 байтів пам'яті (64 біти) і може зберігати значення від -1.7*10308 до 1.7*10308. Важливим моментом є те, що на його мантису виділяється 53 біти, а решта 11 — на показник.

Це дозволяє зберігати 15-17 значущих цифр.

Приклад:

double a = 1234567890.1234567890;

double a = 1234567890.1234512345;

double a = 1234567890.1357913579;

Така точність, особливо у порівнянні з типом float, є визначальною: 99% усіх операцій з дробовими числами виконуються з типом double.

На показник виділяється 11 біт, що дозволяє зберігати ступінь десятки від -323 до +308 (ступінь двійки — від -1024 до +1023). Тип double легко може зберігати число із сотнею нулів після коми:

double a = 2E-300 * 3E+302

4. Нескінченність

Числа з плаваючою точкою мають ще одну цікаву особливість: вони дозволяють зберігати спеціальне значення, що позначає нескінченність. Причому може бути позитивна нескінченність і негативна нескінченність.

Приклади:

System.out.println( 100.0 / 0.0 );

Infinity

System.out.println( -100.0 / 0.0 );

-Infinity

double a = 1d / 0d;
double b = a * 10;
double c = b - 100;

a == Infinity
b == Infinity
c == Infinity

Якщо нескінченність помножити на число, вийде нескінченність. Якщо до нескінченності додати число, вийде нескінченність. Дуже зручно.

Не число (NaN)

Будь-які операції з нескінченністю дають нескінченність. Загалом так, але не завжди.

Числа з плаваючою точкою можуть зберігати ще одне спеціальне значення — NaN. Це скорочення від Not a Number (не число).

У математиці, якщо поділити нескінченність на нескінченність, повинна виникнути невизначеність.

Ну, а в Java, якщо поділити нескінченність на нескінченність, буде NaN.

Приклади:

System.out.println(0.0 / 0.0);

NaN

double infinity = 1d / 0d;
System.out.println(infinity / infinity);

NaN

double a = 0.0 / 0.0;
double b = a * 10;
double c = b - 100;
double d = a + infinity;

a == NaN
b == NaN
c == NaN
d == NaN

Будь-яка операція з NaN дає NaN.

5. Тип char

Серед примітивних типів у Java є ще один, який заслуговує на особливу увагу — тип char. Його назва походить від слова Character, а сам тип використовується для того, щоб зберігати символи.

Адже символи — це саме те, з чого складаються рядки: кожний рядок містить у собі масив символів.

Але ще цікавіше те, що тип char — це і числовий тип теж! Так би мовити, тип подвійного призначення.

Вся справа в тому, що насправді тип char зберігає не символи, а коди символів з кодування Unicode. Кожному символу відповідає число — числовий код символу.

Кожна змінна типу char займає в пам'яті два байти (як і тип short). Але на відміну від типу short, цілий тип char — беззнаковий, і може зберігати значення від 0 до 65,535.

Тип char — гібридний тип. Його значення можна інтерпретувати і як числа (їх можна додавати і множити), і як символи. Так було зроблено тому, що хоч символи і мають візуальне представлення, для комп'ютера вони в першу чергу просто числа. І працювати з ними як з числами набагато зручніше.

Unicode

Unicode — це спеціальна таблиця (кодування), яка містить усі символи світу. І у кожного символу є свій номер. Виглядає вона приблизно так:

Присвоїти значення змінній типу char можна різними способами.

char a = 'A';

char a = 65;

char a = 0x41;

char a = 0x0041;

char a = '\u0041';

Найчастіше просто вказують символ у лапках (як у першому рядку таблиці). Хоча популярний і останній спосіб. Його перевага в тому, що його можна використовувати в рядках.

І як ми говорили, тип char — це і цілий тип теж, тому можна написати так:

char a = 'A';
a++;
System.out.println(a);

Робота з типом char

Кожний символ char — це в першу чергу число (код символу), а потім вже символ. Знаючи код символу, завжди можна отримати його в програмі. Приклад:

char c = (char) 1128;
System.out.println(c);

Ѩ

Стандартні коди

Ось найвідоміші коди символів:

6. Тип boolean

І останній примітивний тип — це boolean.

Як ти вже знаєш, він може приймати лише два значення: true та false.

Власне, все, що потрібно знати про цей тип, ти вже знаєш.