Java 入門指南 - 基本資料型態、物件與參考

Java 中的變數 (variable) 有兩種，一種是基本資料型態 (primitive data type) ，另一種則是對物件 (object) 的參考 (reference)




基本資料型態共有八種，如下表
型態類型關鍵字位元數範圍
整數byte8-128 ～ 127
整數short16-32768 ～ 32767
整數int32-2147483648 ～ 2147483647
整數long64-9223372036854775808 ～ 9223372036854775807
浮點數float32依據 IEEE 754 標準
浮點數double64依據 IEEE 754 標準
布林值boolean1true, flase
字元char16'\u0000' - '\uffff'


依資料所佔位元數的不同，整數有四種，浮點數有兩種，另外布林值與字元各一種。一般來說，資料型態所佔據的位元數越多，可表示的數字範圍也越大。字面常數 (literal) 也就是程式中直接寫出來的數值 (value) ，以下表示布林值 (Boolean value) 、字元 (character) 、整數 (integer) 與浮點數 (floating-point number) 的字面常數
boolean a = true;
char b = '2';
int c = 2;
double  d = 2.0;


宣告 (declare) 布林型態的變數 (variable) 使用關鍵字 (keyword) boolean ， true 為布林值的字面常數，表示邏輯上的真，布林型態的另一個字面常數為 false ，表示邏輯上的假。


字元型態則使用關鍵字 char ，由於 Java 直接支援 Unicode 編碼，因此任何 Unicode 字元都可以當作字元型態的的字面常數。字元型態的字面常數為單引號圍起來的單一字元，或是單引號圍起來，反斜線加上四位的十六位元數字，例如
char e = '\u0061'; // 小寫英文字母 a
char f = '\u0032'; // 阿拉伯數字 2
char g = '\u002E'; // 英文句點 .
char h = '\u0025'; // 百分比符號 %


反斜線加上特定英文小寫字母表示跳脫字元，用來表示一些不可見字元，例如
char i = '\n'; // 新行符號
char j = '\t'; // tab 鍵
char k = '\a'; // 響鈴
char l = '\"'; // 雙引號


整數型態共有四種，一般來講，最常使用的是 int 型態，沒有特別指定的整數字面常數也會是 int 型態，而 long 型態又被稱為長整數，字面常數須加上英文字母 L 或 l 的字尾，如
long m = 220L; // 長整數 220
long n = 220l; // 長整數 220


浮點數型態有兩種，最常使用的是 double 型態，沒有特別指定的浮點數字面常數也會是 double 型態，若是需要使用 float 型態的浮點數，需要在字面常數加上 F 或 f 的字尾，如
float o = 22.0F; // 浮點數 22.0
float p = 22.0f; // 浮點數 22.0


除了以上八種基本資料型態之外，其餘的變數都是指向物件的參考，可以想像變數本身就是容器，基本資料型態所含的數值大小可以直接裝進變數之中，但是物件太大，塞不進變數裡頭，因此物件變數裡所裝的是對物件的連結，也就是參考。


例如 Demo.java 中
// 宣告類別名稱
public class Demo { 
    // 宣告 main() 方法
    public static void main(String[] args) { 
        // 建立 Object 型態的物件
        Object o = new Object(); 
        
        // 於命令列印出訊息
        System.out.println();
        System.out.println(o.toString());
        System.out.println("↑↑ 上面是 Object 的字串形式");
        System.out.println();
        System.out.println("程式執行結束 ....");
        System.out.println();
    }
}

/* 《程式語言教學誌》的範例程式
    http://pydoing.blogspot.com/
    檔名：Demo.java
    功能：示範 Java 程式 
    作者：張凱慶
    時間：西元 2011 年 4 月 */


第 6 行，變數 o 為對 Object 型態物件的參考
Object o = new Object();


建立物件須使用關鍵字 new ，以及物件的建構子 (constructor) 。建構子類似物件的方法 (method) ，用來專門建立物件之用。一旦物件建立之後，物件就會包含許多屬性 (field) 與方法。


Object 型態的物件為 Java 所有物件之母，這是說， Java 中所有物件都繼承 (inherit) 自 Object 。繼承 (inheritance) 是物件導向程式語言 (object-oriented progamming language) 中的一項重要特性，使類別 (class) 可以衍生自其他類別，子類別 (subclass) 可以擁有父類別 (superclass) 的特性。


「繼承」是程式語言社群習慣用詞，英文動詞原文為 inherit ，意思泛指從什麼得到什麼，所以生物學中的「遺傳」也是用這個詞。實際上物件導向程式設計的繼承機制相當複雜，然而中文的繼承常用於某物不再，另物將起的意思，譬如我繼承某某的精神，雖然某某不見得已死，可是將來要付出努力的卻是我而非某某，因而這裡的意思中文用「遺傳」比較恰當，子代會從親代遺傳性狀，子代與親代也會並存一段時間，這就沒有某物不再的意含了。


由於 Object 型態為物件之母，因此 Object 型態的方法，也都會被 Java 中所有物件所繼承
回傳型態名稱功能
Objecto.clone()複製回傳 o 本身的拷貝
booleano.equals(Object obj)判斷 obj 是否與 o 相同
voido.finalize()呼叫資源回收者檢查此物件是否應該被回收
Class<?>o.getClass()回傳類別名稱
into.hashCode()回傳物件的雜湊碼
voido.notify()喚醒等待中的單一執行緒 (thread)
voido.notifyAll()喚醒等待中的所有執行緒
Stringo.toString()回傳物件的字串表達形式
voido.wait()使 o 的執行緒進行等待
voido.wait(long timeout)使 o 的執行緒進行等待
voido.wait(long timeout, int nanos)使 o 的執行緒進行等待


有沒有看到，光是 Object 裡頭就有這麼多東東，所以變數裝的下對物件的參考，裝不了整個物件 :)


有一個特別的字面常數 null ，一旦物件的參考變數指向 null ，就表示參考變數失去對這個原本物件的連結，如果沒有其他的變數指向這個物件，這個物件就會被資源回收者 (garbage collector) 進行資源回收，好挪出記憶體空間，給其他程式利用。


有一個特別的物件，說是特別其實也是太常使用了，就是字串 (string) 。程式中經常處理大量的字串工作，因此字串有專門的字面常數表示方法，也就是用雙引號圍起來的內容就是字串，例如
String q = "There is no spoon."; // 英文句子的字串 
String r = "偷得浮生半日閒"; // 中文句子的字串


Demo.java 中的 o.toString() ，就是回傳 o 的字串表達形式，也就是一個字串物件。其他 println() 的參數都需要用到字串，我們直接提供字串的字面常數。


接下來，我們來詳細看看物件的模板，類別的定義吧！


中英文術語對照
變數variable
基本資料型態primitive data type
物件object
參考reference
字面常數literal
數值value
布林值Boolean value
字元character
整數integer
浮點數floating-point number
宣告declare
變數variable
關鍵字keyword
建構子constructor
方法method
屬性field
繼承inherit
繼承inheritance
程式語言object-oriented progamming language
類別class
子類別subclass
父類別superclass
執行緒thread
資源回收者garbage collector
字串string


您可以繼續參考
基礎篇


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參考資料
The JavaTM Tutorials: Getting Started
The JavaTM Tutorials: Learning the Java Language
The JavaTM Tutorials: Essential Classes
The Java Language Specification, Third Edition


本文於 2013 年 1 月訂正
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