第第三三章章變變數數與與資資料料型型態態

(1)

第第三三章章

變變數數與與資資料料型型態態

本章學習目標

認識變數與常數

認識 Java 的基本資料型態

學習如何進行資料型態轉換

學習如何由鍵盤輸入資料

(2)

Java 的資料型態分為：

原始資料型態（primitive type）

與

非原始資料型態（non-primitive type）。

原始資料型態包括了整數與浮點數等型態。

非原始資料型態如字串與陣列。

(3)

3.1 變數的使用

下面的程式裡宣告了經常使用的變數：

01 // app3_1,簡單的實例 02 public class app3_1 03 {

04 public static void main(String args[]) 05 {

06 int num=6; // 宣告 num 為整數，並設值為 6 07 char ch='C'; // 宣告 ch 為字元變數，並設值為'C' 08 System.out.println(num+" is an integer");

09 System.out.println(ch+" is a character");

10 } 11 }

/* app3_1 OUTPUT--- 6 is an integer C is a character ---*/

(4)

若想讓變數的值不會再被更改，可以利用 final 將該變數宣告成 final：

final 資料型態變數名稱 = 常數值;

利用 final 宣告的變數，一經設定初值後，其值不能再被更改，如下面的宣告敘述：

final double PI=3.1415926;

格式3.1.1 變數宣告成 final 的格式

(5)

3.2 基本資料型態

下表列出了各種基本資料型態，以及所佔的記憶體空間及範圍：

表3.2.1 Java 的基本資料型態

資料型態位元組表示範圍

long(長整數) 8 -9223372036854775808∼9223372036854775807 int(整數) 4 -2147483648∼2147483647

short(短整數) 2 -32768∼32767 byte(位元) 1 -128∼127 char(字元) 1 0∼255

boolean(布林) 1 布林值只能使用true 或 false

float(浮點數) 4 -3.4E38(− .3 ×4 10³⁸)∼3.4E38(3 ×.4 10³⁸) double(倍精數) 8 -1.7E308(− .1 ×7 10³⁰⁸)∼1.7E308(1 ×.7 10³⁰⁸)

(6)

3.2.1 整數型態

整數資料型態可分為 long、int、short 及 byte 四種：

(1) long 佔了 64 個位元（bits），也就是 8 個位元組（bytes）；

(2) int 佔了 32 個位元，也就是 4 個位元組；

(3) 資料值的範圍較小（介於-32768 到 32767 之間）時，可宣告為 short

（短整數）；

(4) 若是資料值更小，在-128 到 127 之間時，可以宣告為 byte 以節省

記憶體空間。

(7)

常數的資料型態

整數常數的型態為 int，使用了超過 2147483647 的常數，編譯時將發生錯誤：

01 // app3_2, 整數常數的使用—-錯誤的範例 02 public class app3_2

03 {

06 long num=32967359818;

07 System.out.println("num= "+num);

08 } 09 }

(8)

編譯後得到下列的錯誤訊息：

C:\java\app3_2.java:6: integer number too large:

32967359818

long num=32967359818;

只要把第 6 行的敘述改成：

06 long num=32967359818L;

即可成功的編譯與執行。

(9)

簡單易記的代碼

Java 提供了 long、int、short 及 byte 四種整數型態的最大值、最小值的代碼。

最大值的代碼是 MAX_VALUE，最小值是 MIN_VALUE。

長整數的最大值，可用下面的語法來表示：

java.lang . Long . MAX_VALUE

類別庫最大值的代碼

長整數型態(long)的最大值長整數類別

(10)

下表為整數之最大值與最小值的識別字及常數值：

表3.2.2 整數常數的特殊值代碼

long int

所屬類別 java.lang.Long java.lang.Integer

最大值代碼 MAX_VALUE MAX_VALUE

最大值常數 9223372036854775807 2147483647

最小值代碼 MIN_VALUE MIN_VALUE

最小值常數 -9223372036854775808 -2147483648

short byte

所屬類別 java.lang.Short java.lang.Byte

最大值代碼 MAX_VALUE MAX_VALUE

最大值常數 32767 127

最小值代碼 MIN_VALUE MIN_VALUE

最小值常數 -32768 -128

(11)

下面的程式印出 Java 定義的常數之最大值：

01 // app3_3,印出 Java 定義的常數之最大值 02 public class app3_3

03 {

06 long lmax=java.lang.Long.MAX_VALUE;

07 int imax=java.lang.Integer.MAX_VALUE;

08 short smax=Short.MAX_VALUE; // 省略類別庫 java.lang 09 byte bmax=Byte.MAX_VALUE; // 省略類別庫 java.lang 10

11 System.out.println("Max value of long : "+lmax);

12 System.out.println("Max value of int : "+imax);

13 System.out.println("Max value of short : "+smax);

14 System.out.println("Max value of byte : "+bmax);

15 } 16 }

/* app3_3 OUTPUT--- Max value of long : 9223372036854775807 Max value of int : 2147483647

Max value of short : 32767 Max value of byte : 127

---*/

(12)

溢位的發生

下面的程式碼示範了整數資料型態的溢位：

01 // app3_4,整數資料型態的溢位 02 public class app3_4

03 {

06 int i=java.lang.Integer.MAX_VALUE; // 將 i 設為整數的最大值 07

08 System.out.println("i="+i);

09 System.out.println("i+1="+(i+1));

11 } 12 }

/* app3_4 OUTPUT--- i=2147483647

i+1=-2147483648 i+2=-2147483647 ---*

(13)

下面的圖例說明了資料型態的溢位問題：

-2147483648

-2147483648 -2147483647-2147483647 ...... -1-1 00 11 ...... 21474836462147483646 21474836472147483647 -1-1

+1+1

(14)

在下面的程式中加上防止溢位的處理：

01 // app3_5,int 型態的溢位處理 02 public class app3_5

03 {

06 int i=java.lang.Integer.MAX_VALUE; // 將 i 設為整數的最大值 07

08 System.out.println("i="+i);

10 System.out.println("i+2="+(i+2L));

11 System.out.println("i+3="+((long)i+3));

12 } 13 }

/* app3_5 OUTPUT--- i=2147483647

i+1=-2147483648 i+2=2147483649 i+3=2147483650

---*/

(15)

3.2.2 字元型態

字元型態佔有 1 個位元組，可以用來儲存英文字母等字元。

Java 採用了 Unicode（標準萬國碼）。

(16)

下面的程式嚐試利用不同的方法來列印出字元 'G'。

01 // app3_6,字元型態的列印 02 public class app3_6 03 {

06 char ch1=71; // 設定字元變數 ch1 等於編碼為 71 的字元 07 char ch2='G'; // 設定字元變數 ch2 等於'G'

08 char ch3='\u0047'; // 以 16 進位值設定字元變數 ch3 09

10 System.out.println("ch1="+ch1);

13 } 14 }

/* app3_6 OUTPUT--- ch1=G

ch2=G ch3=G

---*/

(17)

下表為常用的跳脫字元：

表3.2.3 常用的跳脫字元

跳脫字元所代表的意義跳脫字元所代表的意義

\f 換頁(Form feed) \\ 反斜線(Backslash)

\b 倒退一格(Backspace) \' 單引號(Single quote)

\n 換行(New line) \" 雙引號(Double quote)

\r 歸位(Carriage return) \uxxxx 十六進位的 unicode 字元

\t 跳格(Tab) \ddd 八進位Unicode 字元，範圍在八進

位的000~377 之間

(18)

下面的程式示範了列印跳脫字元：

01 // app3_7,列印跳脫字元 02 public class app3_7 03 {

06 char ch1='\"'; // 將ch1 設值為\"

07 char ch2='\74'; // 以八進位值設定字元變數 ch2 08 char ch3='\u003e'; // 以 16 進位值設定字元變數 ch3 09

10 System.out.println(ch1+"Time flies."+ch1);

11 System.out.println("\"Time is money!\"");

12 System.out.println(ch2+"Tomorrow never comes"+ch3);

13 } 14 }

/* app3_7 OUTPUT---

"Time flies."

"Time is money!"

---*/

(19)

3.2.3 浮點數型態與倍精度浮點數型態

浮點數長度為 4 個位元組，有效範圍為 ⁻ ^{3.4 10} ^×

³⁸

~ ^{3.4 10} ^×

³⁸

。

倍精度浮點數長度為 8 個位元組，有效範圍為

−^1.7×¹⁰³⁰⁸

到

1.7×10³⁰⁸

。下面為 double 與 float 型態的變數之宣告及設值：

double num; // 宣告 num 為倍精度浮點數變數

float sum=2.0f; // 宣告 sum 為浮點數變數，並設其初值為 2.0

(20)

下列為 float 與 double 型態之變數在宣告與設值時，應注意的事項：

double num1=-5.6e64; // num1 為 double，其值為

−^{5.6 10}× ⁶⁴

double num2=-6.32E16; // e 也可以用大寫的 E 來取代

float num3=2.478f; // sum3 為 float，並設初值為 2.478

float num4=2.63e64; // 錯，

^{2.63 10}× ⁶⁴

超過 float 可表示範圍

(21)

下面的範例為浮點數的使用：

01 // app3_8,浮點數的使用 02 public class app3_8 03 {

06 float num=5.0f;

07 System.out.println(num+"*"+num+"="+(num*num)); // 印出num*num 的結果 08 }

09 }

/* app3_8 OUTPUT--- 5.0*5.0=25.0

---*/

(22)

下表為浮點數型態的最大值與最小值的代碼，其所屬類別與所代表之值的範圍：

表3.2.4 浮點數常數的特殊值

float double

所屬類別 java.lang.Float java.lang.Double

最大值 MAX_VALUE MAX_VALUE

最大值常數 3.4028235E38 1.7976931348623157E308

最小值 MIN_VALUE MIN_VALUE

最小值常數 1.4E-45 4.9E-324

(23)

下面的程式是印出 float 與 double 兩種浮點數型態的最大與最小值：

01 // app3_9,印出 Java 定義的浮點數常數值 02 public class app3_9

03 {

06 System.out.println("f_max="+Float.MAX_VALUE);

07 System.out.println("f_min="+Float.MIN_VALUE);

08 System.out.println("d_max="+Double.MAX_VALUE);

09 System.out.println("d_min="+Double.MIN_VALUE);

10 } 11 }

/* app3_9 OUTPUT--- f_max=3.4028235E38

f_min=1.4E-45

d_max=1.7976931348623157E308 d_min=4.9E-324

---*/

(24)

3.2.4 布林型態

布林型態的變數，只有 true（真）和 false（假）兩種。

下面是布林型態的變數之使用範例：

01 // app3_10,印出布林值 02 public class app3_10 03 {

06 boolean status=false; // 設定 status 布林變數的值為 false 07 System.out.println("status="+status);

08 } 09 }

/* app3_10 OUTPUT--- status=false

---*/

(25)

3.2.5 基本資料型態的預設值下表列出了各種型態的預設值：

表3.2.5 基本資料型態的預設值

資料型態預設值

byte (byte)0 short (short)0

int 0

long 0L

float 0.0f double 0.0d char \u0000 boolean false

(26)

3.3 資料型態的轉換

資料型態的轉換可分為「自動型態轉換」及「強制型態轉換」兩種。

3.3.1 自動型態轉換

下列的條件皆成立時，即會自動做資料型態的轉換：

(1) 轉換前的資料型態與轉換後的型態相容。

(2) 轉換後的資料型態之表示範圍比轉換前的型態大。

(27)

下面的程式碼為型態自動轉換的範例：

01 // app3_11,型態自動轉換 02 public class app3_11 03 {

06 int a=45; // 宣告 a 為整數 07 float b=2.3f; // 宣告 b 為浮點數 08

09 System.out.println("a="+a+",b="+b); // 印出 a、b 的值 10 System.out.println("a/b="+(a/b)); // 印出a/b 的值 11 }

12 }

/* app3_11 OUTPUT--- a=45,b=2.3

a/b=19.565218

---*/

(28)

3.3.2 強制型態轉換

強制型態轉換的語法如下：

(欲轉換的資料型態)變數名稱;

強制型態轉換也稱為顯性轉換（explicit cast）。

格式3.3.1

資料型態的強制性轉換語法

(29)

下面的程式說明了整數與浮點數是如何做強制轉換的：

01 // app3_12,強制轉換 02 public class app3_12 03 {

06 int a=36;

07 int b=7;

08

09 System.out.println("a="+a+",b="+b); // 印出 a、b 的值 10 System.out.println("a/b="+a/b); // 印出 a/b 的值 11 System.out.println("(float)a/b="+(float)a/b);

12 } 13 }

/* app3_12 OUTPUT--- a=36,b=7

a/b=5

(float)a/b=5.142857 ---*/

將a轉換成浮點數之後，再除以b

(30)

3.4 由鍵盤輸入資料

下面的格式為輸入資料時所需要撰寫的基本架構：

import java.io.*;

public class class_name // 類別名稱 {

public static void main(String args[]) throws IOException {

BufferedReader buf; // 宣告 buf 為 BufferedReader 類別的變數 String str; // 宣告 str 為 String 型態的變數

… …

buf=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

str=buf.readLine(); // 讀入字串至 buf … …

} }

格式3.4.1

輸入資料的基本格式

(31)

3.4.1 輸入字串

從鍵盤輸入的所有的文字與數字，Java 皆視為字串：

01 // app3_13,由鍵盤輸入字串

02 import java.io.*; // 載入 java.io 類別庫裡的所有類別 03 public class app3_13

04 {

05 public static void main(String args[]) throws IOException 06 {

07 BufferedReader buf;

08 String str;

09

10 buf=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

11

12 System.out.print("Input a string: ");

13 str=buf.readLine(); // 將輸入的文字指定給字串變數 str 存放 14

15 System.out.println("string="+str); // 印出字串 16 }

17 } /* app3_13 OUTPUT---

Input a string: Happy Holiday!!

string=Happy Holiday!!

---*/

(32)

3.4.2 輸入數值

下面的程式是由鍵盤輸入一整數後，再印出這個整數的平方值：

01 // app3_14,由鍵盤輸入整數 02 import java.io.*;

03 public class app3_14 04 {

07 int num;

08 String str;

10

12

13 System.out.print("請輸入一個整數: ");

14 str=buf.readLine(); // 將輸入的文字指定給字串變數 str 存放 15 num=Integer.parseInt(str); // 將 str 轉成 int 型態後指定給 num 存放 16

17 System.out.println(num+" 的平方為 "+num*num);

18 } 19 }

/* app3_14 OUTPUT--- 請輸入一個整數: 8 8 的平方為 64

---*/

(33)

下表是 Java 所提供的轉換 method：

表3.4.1 字串轉換成數值型態的 method

資料型態轉換的method() long Long.parseLong() int Integer.parseInt() short Short.parseShort() byte Byte.parseByte() double Double.parseDouble() float Float.parseFloat()

(34)

3.4.3 輸入多個資料

下面的程式是由鍵盤輸入兩個整數，並把相減後的結果列印到螢幕上：

01 // app3_15,由鍵盤輸入多個資料 02 import java.io.*;

03 public class app3_15 04 {

07 int num1,num2;

08 String str1,str2;

10

12

13 System.out.print("Input first number: ");

14 str1=buf.readLine(); // 將輸入的文字指定給字串變數 str1 15 num1=Integer.parseInt(str1);// 將 str1 轉成 int 型態後給 num1 存放 16

17 System.out.print("Input second number: ");

18 str2=buf.readLine(); // 將輸入的文字指定給字串變數 str2 19 num2=Integer.parseInt(str2);// 將 str2 轉成 int 型態後給 num2 存放 20

(35)

21 System.out.println(num1+"*"+num2+"="+(num1*num2));

22 } 23 }

/* app3_15 OUTPUT---- Input first number: 3 Input second number: 9 3-9=-6

---*/

(36)

第第三三章章 變變數數與與資資料料型型態態