【2023，学点儿新Java-34】基本数据类型变量运算规则：自动类型提升、强制类型转换 | 为什么标识符的声明规则里要求不能数字开头？（通俗地讲解—

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🌿本篇，主要介绍 java中的基本数据类型变量的运算规则，具体介绍自动类型提升以及强制类型转换。尽量用通俗易懂的语言讲解清楚，并给出简单易理解的示例和说明，希望对大家有所帮助！有用的话，就点个赞吧！（要是收藏+关注（三连），那博主会更开心！）抽时间为大家带来更多干货知识~

我们知道，在Java程序中，不同的基本数据类型（只有7种，不包含boolean类型）变量的值经常需要进行相互转换。

转换的方式有两种：自动类型提升和强制类型转换。

💥一、自动类型提升

✨1.1 介绍

首先来介绍自动类型提升的知识。

规则：将取值范围小（或容量小）的类型自动提升为取值范围大（或容量大）的类型。

这就好比 ：估计这也是我们大多数人的“梦想”吧~~

在这里插入图片描述

基本数据类型的转换规则 如下图所示：

在这里插入图片描述

✨1.2 举例说明

（1）当把存储范围小的值（常量值、变量的值、表达式计算的结果值）赋值给了存储范围大的变量时：

int i = 'A';//char自动升级为int，其实就是把“字符的编码值”赋值给i变量了
double d = 10;//int自动升级为double
long num = 1234567; //右边的整数常量值 如果在int范围呢，编译和运行都可以通过，这里涉及到数据类型转换

//byte bigB = 130;//错误，右边的整数常量值 超过byte范围
long bigNum = 12345678912L;//右边的整数常量值 如果超过int范围，必须加L，显式表示long类型。否则编译不通过

（2）当存储范围小的数据类型与存储范围大的数据类型变量一起混合运算时，会按照其中最大的类型运算。

int i = 1;
byte b = 1;
double d = 1.0;

double sum = i + b + d;//混合运算，升级为double

（3）当byte,short,char数据类型的变量进行算术运算时，按照int类型处理。

byte b1 = 1;
byte b2 = 2;
byte b3 = b1 + b2;//编译报错，b1 + b2自动升级为int

char c1 = '0';
char c2 = 'A';
int i = c1 + c2;//至少需要使用int类型来接收
System.out.println(c1 + c2);//113

✨1.3 来看一个小练习：

设 x 为float型变量，y为double型变量，a为int型变量，b为long型变量，c为char型变量，则表达式 x + y * a / x + b / y + c的值类型为：

A. int   B. long  C. double  D. char

解析：

答案是double，因为在表达式中包含了double类型的变量y和操作符乘法（*）和除法（/），而且还涉及到 除法操作符的优先级高于加法操作符。根据C/C++语言的运算规则，有以下几点可以解释为什么答案是double： (注：不仅适用于C/C++，Java亦可~~)

当一个表达式中包含不同类型的操作数时，C/C++会自动进行类型转换，将较低精度的操作数转换为较高精度的操作数。在这个表达式中，int类型的变量a会被自动转换为double类型，保证了乘法结果的类型是double。
除法操作符（/）在C/C++中对于整数类型会进行整数除法，而对于浮点类型会进行浮点除法。所以y * a / x中，y*a的结果会是double类型的，x的值也会被自动转换为double类型，保证整个除法结果的类型是double。
加法操作符（+）在C/C++中要求参与运算的操作数类型一致，如果不一致会进行类型提升。在这个表达式中，b/y的结果是long类型的，但是加上前面已经是double类型的结果，会将long类型提升为double类型。
最后加上char类型的变量c，根据C/C++的类型提升规则，char类型的值会被自动提升为int类型。

因此，整个表达式中的操作数类型都是double类型，所以表达式的值类型为double。

💥二、强制类型转换

✨2.1 问题引入

思考一个问题：将3.14 赋值到int 类型变量会发生什么？

————产生编译失败，肯定无法赋值！

int i = 3.14; // 编译报错

想要赋值成功，只有通过强制类型转换，将double 类型强制转换成int 类型才能赋值。

形象一点儿，就好比：
在这里插入图片描述

规则：将取值范围大（或容量大）的类型强制转换成取值范围小（或容量小）的类型。

值得指出的是：自动类型提升是Java自动执行的，而强制类型转换是自动类型提升的逆运算，需要我们自己手动执行。

具体转换格式：

数据类型1 变量名 = (数据类型1)被强转数据值;  //()中的数据类型必须<=变量值的数据类型

来看下面的例子：

✨2.2 举例说明

（1）当把存储范围大的值（常量值、变量的值、表达式计算的结果值）强制转换为存储范围小的变量时，可能会损失精度或溢出。

int i = (int)3.14;//损失精度

double d = 1.2;
int num = (int)d;//损失精度

int i = 200;
byte b = (byte)i;//溢出

（2）当某个值想要提升数据类型时，也可以使用强制类型转换。这种情况的强制类型转换是没有风险的，通常省略。

int i = 1;
int j = 2;
double bigger = (double)(i/j);

（3）声明long类型变量时，可以出现省略后缀的情况。float则不同。

long l1 = 123L;
long l2 = 123;//如何理解呢？ 此时可以看做是int类型的123自动类型提升为long类型

//long l3 = 123123123123; //报错，因为123123123123超出了int的范围。
long l4 = 123123123123L;


//float f1 = 12.3; //报错，因为12.3看做是double，不能自动转换为float类型
float f2 = 12.3F;
float f3 = (float)12.3;

✨2.3 小练习：能否通过编译？

1）short  s = 5;
   s = s-2;                     //判断：no

2） byte b = 3;
    b = b + 4;                  //判断：no
    b = (byte)(b+4);            //判断：yes

3）char c = ‘a’;
   int  i = 5;
   float d = .314F;
   double result = c+i+d;       //判断：yes

4） byte b = 5;
    short s = 3;
    short t = s + b;            //判断：no

需要知道，“大的”要是想往 “小的”转，需要使用强制转换符(具体地数据类型) 才行。（否则，编译时就会报错！）

✨2.4 小问答：为什么标识符的声明规则里要求不能数字开头？

//如果允许数字开头，则如下的声明编译就可以通过：
int 123L = 12;
//从而，如下的声明中 l的值到底是123？还是变量123L对应的取值12呢？ 出现歧义了。
long l = 123L;

啰嗦一下：

就是说，如果说允许声明标识符时以数字开头，那么我们可以将 int 123L = 12; 理解为变量 123L 的取值是12。

那么同样地，若根据赋值语句， long l = 123L; 意思就是变量l的值和变量123L 的取值相同，都是12。

但是，对于 long l = 123L;，还可以这样理解：这就是一个普通的赋值语句啊，变量 l 就是一个普通的长整型变量，这时候 123 就是变量l的值了。——————出现歧义了！！！ 123 到底是 变量l的值 还是变量l的值与变量123L的值相同是12呢？

我想我已经解释地很清楚啦！没看明白的朋友，再想想，很简单的哟！

事实上，标识符的声明规则要求不能以数字开头主要有以下几个原因：

总的来说，禁止标识符以数字开头是为了消除歧义，与常量区分，提高代码可读性，以及遵循命名规范。这样能够保证代码的可维护性和可理解性。

消除歧义：如果允许标识符以数字开头，那么编译器在识别标识符和整型字面量时可能会产生歧义。例如，如果允许变量名直接以数字开头，那么编译器在处理类似于"123"的标识符时无法确定这是一个变量名还是一个整数字面量。
与常量区分：在某些编程语言中，常量的表示方式与标识符类似，通过在数字前添加前缀或后缀来表示不同的数据类型（如0x表示十六进制数，0b表示二进制数）。如果允许标识符以数字开头，那么在这种情况下很难区分常量和标识符。
提高可读性：标识符的主要目的是用来命名变量、函数、类等代码实体，以便于人们理解和阅读代码。如果允许标识符以数字开头，可能会使代码变得难以理解和阅读，因为数字通常不具备某种含义或描述的能力。
遵循命名规范：各种编程语言都有一套命名规范或约定，其中包括不以数字开头的规则。这些规范的目的是提高代码的一致性、可读性和可维护性。通过禁止以数字开头，可以强制开发人员遵循这些规范，使代码更易于理解和维护。

💥三、整体小练习（简单示例代码+说明）

结合注释的说明与实际的小例子，可以快速了解自动类型提升以及强制类型转换的知识~

/*
测试基本数据类型变量间的运算规则。

1. 这里提到可以做运算的基本数据类型有7种，不包含boolean类型。
2. 运算规则包括：
		① 自动类型提升
		② 强制类型转换

3. 此VariableTest3.java用来测试自动类型提升

规则：当容量小的变量与容量大的变量做运算时，结果自动转换为容量大的数据类型。

    byte 、short 、char ---> int  --->  long  ---> float ---> double

	特别的：byte、short、char类型的变量之间做运算，结果为int类型。

说明：此时的容量小或大，并非指占用的内存空间的大小，而是指表示数据的范围的大小。
     long(8字节) 、 float(4字节)

*/
class VariableTest3 {
	public static void main(String[] args) {
		
		int i1 = 10;
		int i2 = i1;

		long l1 = i1;

		float f1 = l1;


		byte b1 = 12;
		int i3 = b1 + i1;

		//编译不通过
		//byte b2 = b1 + i1;
		
		//**********************************************
		//特殊的情况1：byte、short之间做运算
		byte b3 = 12;
		short s1 = 10;
		//编译不通过
		//short s2 = b3 + s1;
		i3 = b3 + s1;

		byte b4 = 10;
		//编译不通过
		//byte b5 = b3 + b4;

		//特殊的情况2：char
		char c1 = 'a';
		//编译不通过
		//char c2 = c1 + b3;
		int i4 = c1 + b3;


		//**********************************************
		//练习1：
		long l2 = 123L;
		long l3 = 123; //理解为：自动类型提升 （int--->long）

		//long l4 = 123123123123; //123123123123理解为int类型，因为超出了int范围，所以报错。
		long l5 = 123123123123L;//此时的123123123123L就是使用8个字节存储的long类型的值
		
		//练习2：
		float f2 = 12.3F;
		//编译不通过
		//float f3 = 12.3; //不满足自动类型提升的规则（double --> float）。所以报错

		//练习3：
		//规定1：整型常量，规定是int类型。
		byte b5 = 10;
		//byte b6 = b5 + 1;
		int ii1 = b5 + 1;
		//规定2：浮点型常量，规定是double类型。
		double dd1 = b5 + 12.3;

		//练习4：说明为什么不允许变量名是数字开头的。为了“自洽”
		/*
		int 123L = 12;
		long l6 = 123L;
		*/
	}
}

当然，这里我没有打印输出内容，只是简单测试编译能否通过，大家可以自行打开注释来运行测试学习，看能否编译通过 （javac 文件名.java）即可~

在这里插入图片描述

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