Java является объектно-ориентированным языком, которому свойственна абстракция, однако для прикладных задач всегда приходится оперировать известными параметрами. В программировании они называются переменными. Чем java переменная отличается от объекта?

Всё просто – переменная является ячейкой в памяти, где хранится её значение. Любое действие – прямая работа с этим участком памяти. Объект же является более комплексной величиной. Он занимает определённый диапазон памяти, взаимодействие осуществляется через некую передаточную функцию (методы), выраженную в параметрах объекта.
В данной статье мы поговорим именно о переменных, здесь это совсем не тривиальное понятие.

Объявляются переменные java так:

тип_данных имя_переменной;

Здесь же при объявлении можно присвоить значение.

тип_данных имя_переменной = значение_переменной;

Также можно объявить одновременно несколько переменных, просто перечисляя их через запятую.

тип_данных имя_переменной1, имя_переменной2…;

Классификация по принадлежности

Выделяется четыре типа java переменных:

• переменные экземпляра (instance variables);
• переменные класса (class variables);
• локальные переменные (local variables);
• параметры (parameters).

Пусть у нас есть несколько объектов одного класса Automobile(). Помимо общих параметров у них есть уникальные, скажем, максимальная скорость maxSpeed(). Их можно инициировать в теле программы, а можно хранить в нестатических полях класса (объявленных без добавления слова static). Таким образом, каждый экземпляр будет обладать индивидуальным параметром, не зависящим от скоростей других объектов.

public class Automobile { public String name; private double maxSpeed ; public Automobile (String autoName ){ name = autoName; }}

Переменная класса, или статическая переменная java, напротив, объявляется исключительно с применением слова static. В данном случае её значение будет одинаковым для всех экземпляров. В случае того же автомобиля, введём параметр gearsNum – число передач. Для всех экземпляров оно будет равно 6.

Необязательный модификатор final позволяет присвоить значение переменной только один раз. За соблюдением этого следит компилятор.

public class Automobile { public String model ; private double maxSpeed ; public static final int gearsNum = 6 ; }

Локальные переменные и методы в java неизменно связаны. В последних часто фигурируют вспомогательные параметры, которые в дальнейшем коде не нужны. Для объявления локальной переменной нет особой формы инициализации, границы её действия зависят лишь от места объявления. В данном случае - в фигурных скобках внутри метода. При выходе из него переменная будет уничтожена, поэтому обратиться к ней будет уже нельзя.

Крайний случай локальных переменных - это параметры. В частности, классический пример «Hello, World!»:

class HelloWorld { public static void main (String args ) { System . out. println("Hello World!" ); } }

Здесь сразу два параметра. Первая - собственно, «Hello, World!», вторая - аргумент строки args в main.

Классификация по видимости

На основании описанного выше, можно проследить ещё одно деление – по видимости переменных. Существует 4 группы:

• Public. Данный модификатор переменных доступен всем классам и объектам программы. Объявляется при помощи ключевого слова public в начале строки.
• Protected. Области видимости java переменных в этом случае ограничены текущим пакетом и подклассами. Объявляется аналогично - ключевым словом protected.
• Package protected. Модификатор переменных, доступных только внутри пакета. Объявления не требуется, отсутствие ключевых слов указывает на package protected.
• Private. Переменные, доступные исключительно внутри класса. В данном случае, определить тип переменной можно по ключевому слову private.

Несмотря на то, что приватные элементы доступны внутри класса, вопрос: «как обращаться к private java переменным?» всё же имеет ответ. Для того, чтобы иметь возможность извне поменять значение приватного параметра, достаточно внутри того же класса создать публичный метод. Например так:

class Drive { private int gears; public void setGears (int val ) { gears = val; } }

Таким образом, в случае необходимости вы легко сможете изменить значение private переменной.

Указатели - ещё один вариант глобальных переменных. Вспомните, для создания экземпляра объекта мы используем следующую запись:

класс_объекта имя_указателя = new класс_объекта;

Такие переменные называются ссылочными переменными.

Для написания программ на языке Java необходимо знать его синтаксис. С этого урока мы начинаем знакомство с основами языка. В этом уроке мы рассмотрим:

• что такое переменные в java и как их объявлять,
• как правильно именовать переменные,
• какие существуют типы данных в java:
  • примитивные типы данных,
  • ссылочные типы данных,
  • отдельно рассмотрим тип String.

Java переменные

В предыдущих уроках мы говорили о том, что класс в Java состоит из атрибутов и методов. Переменные могут быть атрибутами класса, параметрами метода или могут использоваться в программе для краткосрочного хранения данных. В языке Java все переменные должны быть объявлены, перед тем, как они будут использоваться.

Объявление переменных в java

Int x = 1; int y = 2;

При объявлении переменной, в следующей последовательности указываются:

• тип данных (в данном примере — int — переменная содержит целое число),
• имя переменной (в данном примере имена — x и y),
• начальное значение переменной или, другими словами, инициализация переменной . В данном примере переменным x и y присвоены значения 1 и 2. Однако, это не является обязательным условием при объявлении переменной.

Пример: объявление переменных без инициализации :

После каждой строки при объявлении переменных необходимо ставить точку с запятой «;».

Если нужно объявить несколько переменных одного типа , то это также можно сделать одной строкой, указав имена переменных через запятую.

Правила именования переменных в java

1. Имя переменной должно начинаться с буквы (маленькой) и состоять из букв (Unicode) цифр и символа подчеркивания «_» . Технически возможно начать имя переменной также с «$» или «_», однако это запрещено соглашением по оформлению кода в Java (Java Code Conventions). Кроме того, символ доллара «$», по соглашению, никогда не используется вообще. В соответствии с соглашением имя переменной должно начинаться именно с маленькой буквы (с заглавной буквы начинаются имена классов). Пробелы при именовании переменных не допускаются.
2. Имя переменной не должно быть .
3. Имя переменной чувствительно к регистру . newVariable и newvariable — разные имена.
4. При выборе имени переменных, следует использовать полные слова вместо загадочных аббревиатур. Это сделает ваш код более удобным для чтения и понимания. Во многих случаях это также сделает ваш код самодокументируемым.
5. Если выбранное вами имя переменной состоит только из одного слова — запишите его маленькими буквами. Если оно состоит из более чем одного слова, то отделяйте каждое последующее слово в имени переменной заглавной буквой. Например: superCounter, myDomesticAnimal
6. Если переменная сохраняет постоянное значение, то каждое слово следует писать заглавными буквами и отделять при помощи символа подчеркивания. Пример: static final int NUMBER_OF_HOURS_IN_A_DAY = 24

Типы данных в java

Каждая переменная и каждое выражение в Java обладает типом и этот тип строго определен.

Примитивные типы данных

В Java существует 8 примитивных типов данных:

• byte (целые числа, 1 байт)
• short (целые числа, 2 байта)
• int (целые числа, 4 байта)
• long (целые числа, 8 байтов)
• float (вещественные числа, 4 байта)
• double (вещественные числа, 8 байтов)
• char (символ Unicode, 2 байта)
• boolean (значение истина/ложь, 1 байт)

Эти 8 типов служат основой для всех остальных типов данных. Примитивные типы обладают явным диапазоном допустимых значений.

byte — диапазон допустимых значений от -128 до 127

//объявление переменных типа byte. byte getByte, putByte; // инициализация переменных getByte = 0; putByte = 0;

Переменные типа byte полезны при работе с потоком данных, который поступает из сети или файла.

short — диапазон допустимых значений от -32768 до 32767

//объявление и инициализация переменной типа short . short employeeID = 0;

int — диапазон допустимых значений от -2147483648 до 2147483647

//объявление и инициализация переменной типа int . int max = 2147483647;

Тип int используется чаще при работе с целочисленными данными, нежели byte и short, даже если их диапазона хватает. Это происходит потому, что при указании значений типа byte и short в выражениях, их тип все равно автоматически повышается до int при вычислении.

long — диапазон допустимых значений от -9223372036854775808 до 9223372036854775807

// Использование переменных типа long . long days = getDays(); long seconds; seconds = days * 24 * 60 * 60;

Тип удобен для работы с большими целыми числами.

float — диапазон допустимых значений от ~1,4*10 -45 до ~3,4*10 38

//Объявление и инициализация переменных типа float. float usd = 31.24f; float eur = 44.03f ;

Удобен для использования, когда не требуется особой точности в дробной части числа.

double — диапазон допустимых значений от ~4,9*10 -324 до ~1,8*10 308

//Объявление и инициализация переменных типа double. double pi = 3.14159;

Математические функции такие как sin(), cos(), sqrt() возвращают значение double

char — символьный тип данных представляет собой один 16-битный Unicode символ. Он имеет минимальное значение ‘\ u0000’ (или 0), и максимальное значение ‘\ uffff’ (или 65535 включительно). Символы char можно задавать также при помощи соответствующих чисел. Например символ ‘Ы’ соответствует числу 1067. Рассмотрим на примере:

Public static void main(String args) { char symb1=1067; char symb2 ="Ы"; System.out.println("symb1 contains "+ symb1); System.out.println("symb2 contains "+ symb2); }

Вывод этой программы будет:

Symb1 contains Ы symb2 contains Ы

Небольшой пример того, как узнать, какому числу соответствует символ. Основан на претиповании данных.

Public static void main(String args) { char ch = "J"; int intCh = (int) ch; System.out.println("J corresponds with "+ intCh); }

На выводе программа показывает, что символу "J" соответствует число 74.

J corresponds with 74

boolean — предназначен для хранения логических значений. Переменные этого типа могут принимать только одно из 2х возможных значений true или false.

//Объявление и инициализация переменной типа boolean. boolean b = true;

Тип String

Тип String не является примитивным типом данных, однако это один из наиболее используемых типов в Java. String предназначен для хранения строк текста. Несколько примеров использования String

//Создание строки с помощью конструктора String myString = new String("The weather was fine"); //Можно также создать строку используя кавычки "" String myString = "The weather was fine";

Для строк определен оператор «+»

Public static void main(String args) { String s1 = "I have "; String s2 = " apples "; int num = 3; String s = s1 + num + s2; System.out.println(s); }

Вывод программы.

I have 3 apples

Ссылочные типы данных

В ссылочные типы входят все классы, интерфейсы, массивы. Описанный выше тип String также относится к ссылочным типам. Этот класс из стандартной библиотеки Java.

Также существуют классы-оболочки:

• Short
• Integer
• Float
• Double
• Character
• Boolean

В отличие от примитивных типов, они пишутся с заглавной буквы. Эти типы соответствуют примитивным типам, однако являются ссылочными. Их классы cодержат методы для преобразования типов, а также другие константы и методы полезные при работе с примитивными типами данных.

В качестве типа также выступает любой созданный нами класс при создании инстанции класса. Вспомним , где мы создали класс Cat, а потом создали переменную ourcat типа Cat при создании экземпляра класса.

Cat ourcat = new Cat();

На этом закончим наше знакомство с переменными и типами в Java.

Итак, в этом уроке мы узнали какие бывают типы данных, научились объявлять переменные. В следующем уроке рассмотрим приведение типов.

Давайте сегодня по-быстрому разберемся с типами в Java. Все типы в Java делятся на две группы — это примитивные и ссылочные типы.

Здесь будем разбираться с примитивными типами.

Ну пожалуй самый примитивный тип — это логический тип данных. Он же boolean — самый простой тип данных. Переменная такого типа может хранить лишь два значения: true (истина) или false (ложь). С переменными такого типа можно проводить следующие опреации: «!» — отрицание (not), «&&» — логическое И (and), «||» — логическое ИЛИ (or), «^» — исключающе ИЛИ (xor). Таблицы истинности для этих операций можно .

Дальше целочисленные типы данных. К ним в Java относятся следующие типы: byte , short , int и long . Каждый из этих типов принимает разный диапазон значений, объединяет их только то, что все значения всегда целочисленные. Так для типа byte интеравал от?128 до 127, для типа short от?32768 до 32767, для типа int от?2147483648 до 2147483647 ну и для типа long интервал от?9.2·10 18 до 9.2·10 18 . C ними все просто вычитаем, складываем, делим, умножаем…

Ну и конечно есть типы данных с плавающей запятой, дробные типы. Это float и тип с двойной точностью double . float принимает значения в диапазоне приблизительно от?3.4·10 38 до 3.4·10 38 , а double в диапазоне от?1.8·10 308 до 1.8·10 308 . Помимо этого, для этих типов существуют особые значения +? — плюс бесконечность, -? — минус бесконечность и NaN — не число (например при делении на 0).

Итак, если мы хотим объявить переменную какого-то типа, мы должны указать сначала ее тип, а потом ее имя:

Int i; float f;

Так же сразу можно указать начальное значение:

Int i = 0; float f = 3.5;

В Java используется неявное преобразование типов. Что это такое? Ну например вы хотите сложить две переменные одна типа int а другая типа float. Тогда ваша переменная типа int будет преобразована к типу float и только после этого произойдет сложение. Соответственно и результат получится типа float. При этом меньший тип всегда преобразуется к бльшему, а целое к дробному. Ну например вот это будет работать:

Int a = 3; float b = 4.5, c; с = a + b;

а вот это нет:

Int a = 3, c; float b = 4.5; с = a + b;

Здесь переменная в которую записывается результат имеет тип int, а сам результат получится типа float. Конечно можно привести один тип к другому вручную. Делается это вот так:

Int a = 3, c; float b = 4.5; c = (int) (a + b);

здесь с помошью записи (int) мы приводим сумму a и b к типу int. Однако понятно, что в целочисленной переменной с не может храниться значение 7.5. При приведении дробных типов к целым дробная часть просто откидывается . Это может послужить причиной некотороых ошибок, поэтому об этом не стоит забывать.

Переменная предоставляется нам именем хранения, чтобы нашей программой можно было манипулировать. Каждая переменная в Java имеет конкретный тип, который определяет размер и размещение её в памяти; диапазон значений, которые могут храниться в памяти; и набор операций, которые могут быть применены к переменной.

Необходимо объявить все переменные, прежде чем их использовать. Ниже показана основная форма объявления:

Тип данных переменная [ = значение], [переменная [= значение], ...] ;

Чтобы объявить более чем одну переменную указанного типа, можно использовать список с запятыми в качестве разделителей.

Ниже приведены примеры объявления переменной и инициализации в Java:

Int a, b, c; // Объявление трех целых a, b, и c. int a = 10, b = 10; // Пример инициализации. byte b = 22; // Инициализация переменной b типа byte. double pi = 3.14159; // Объявление и присвоение величины пи. char a = "a"; // Переменной a типа char присваивается значение "a".

В этом уроке рассмотрим различные типы переменных, доступных в языке Java. Существует три типа переменных :

• локальные переменные;
• переменные экземпляра;
• статические переменные или переменные класса.

Локальные переменные в Java

• Локальные переменные объявляются в методах, конструкторах или блоках.
• Локальные переменные создаются, когда метод, конструктор или блок запускается и уничтожаются после того, как завершиться метод, конструктор или блок.
• Модификаторы доступа нельзя использовать для локальных переменных.
• Они являются видимыми только в пределах объявленного метода, конструктора или блока.
• Локальные переменные реализуются на уровне стека внутри.
• В Java не существует для локальных переменных значения по умолчанию , так что они должны быть объявлены и начальное значение должны быть присвоено перед первым использованием.

Пример

«age» - локальная переменная, определяется внутри метода «pupAge()» и области её действия ограничивается только этим методом.

Public class Test{ public void pupAge(){ int age = 0; age = age + 7; System.out.println("Возраст щенка: " + age); } public static void main(String args){ Test test = new Test(); test.pupAge(); } }

Будет получен следующий результат:

Возраст щенка: 7

Пример без инициализации

Пример использования «age» без инициализации. Программа выдаст ошибку во время компиляции.

Public class Test{ public void pupAge(){ int age; age = age + 7; System.out.println("Возраст щенка: " + age); } public static void main(String args){ Test test = new Test(); test.pupAge(); } }

Это приведёт к следующему сообщению об ошибке во время компиляции:

Test.java:4:variable number might not have been initialized age = age + 7; ^ 1 error

Переменные экземпляра

• Переменные экземпляра объявляются в классе, но за пределами метода, конструктора или какого-либо блока.
• Когда для объекта в стеке выделяется пространство, создается слот для каждого значения переменной экземпляра.
• В Java переменные экземпляра создаются тогда, когда объект создан с помощью ключевого слова «new» и разрушаются тогда, когда объект уничтожается.
• Переменные содержат значения, которые должны ссылаться более чем на один метод, конструктор или блок, или на основные части состояния объекта, которые должны присутствовать на протяжении всего класса.
• Переменные экземпляра могут быть объявлен на уровне класса, до или после использования.
• Модификаторы доступа могут быть предоставлены для переменных экземпляра.
• Переменные экземпляра в Java являются видимыми для всех методов, конструкторов и блоков в классе. Как правило рекомендуется сделать их private (уровень доступа). Однако можно сделать их видимыми для подклассов этих переменных с помощью модификаторов доступа.
• Переменные экземпляра имеют значения по умолчанию. Для чисел по умолчанию равно 0, для логических - false, для ссылок на объект - null. Значения могут быть присвоены при объявлении или в конструкторе.
• Переменные экземпляра в Java могут быть доступны непосредственно путем вызова имени переменной внутри класса. Однако в статических методах и различных класса (когда к переменным экземпляра дана доступность) должны быть вызваны используя полное имя - ObjectReference.VariableName .

Пример

import java.io.*; public class Employee{ // Переменная экземпляра открыта для любого дочернего класса. public String name; // Переменная salary видна только в Employee. private double salary; // Имя переменной присваивается в конструкторе. public Employee (String empName){ name = empName; } // Переменной salary присваивается значение. public void setSalary(double empSal){ salary = empSal; } // Этот метод выводит на экран данные сотрудников. public void printEmp(){ System.out.println("имя: " + name); System.out.println("зарплата:" + salary); } public static void main(String args){ Employee empOne = new Employee("Олег"); empOne.setSalary(1000); empOne.printEmp(); } }

Программа будет будет производить следующий результат:

Имя: Олег зарплата: 1000.0

Переменные класса или статические переменные в Java

• Переменные класса, также известные в Java как статические переменные , которые объявляются со статическим ключевым слово в классе, но за пределами метода, конструктора или блока.
• Там будет только одна копия каждой статической переменной в классе, независимо от того, сколько объектов создано из него.
• Статические переменные или переменные класса в Java используются редко, кроме когда объявляются как константы. Константы - переменные, которые объявлены как public/private, final и static. Константы никогда не меняются от первоначального значения.
• В Java статические переменные создаются при запуске программы и уничтожаются, когда выполнение программы остановится.
• Видимость похожа на переменную экземпляра. Однако большинство статических переменных объявляются как public, поскольку они должны быть доступны для пользователей класса.
• Значения по умолчанию такое же, как и у переменных экземпляра. Для чисел по умолчанию равно 0, для данных типа Boolean - false; и для ссылок на объект - null. Значения могут быть присвоены при объявлении или в конструкторе. Кроме того, они могут быть присвоены в специальных блоках статического инициализатора.
• Статические переменные могут быть доступны посредством вызова с именем класса ClassName.VariableName .
• При объявлении переменных класса как public, static, final, имена находятся в верхнем регистре. Если статические переменные такими не являются, синтаксис такой же, как у переменных экземпляра и локальных.

Пример

import java.io.*; public class Employee{ // salary(зарплата) переменная private static private static double salary; // DEPARTMENT(отдел) - это константа public static final String DEPARTMENT = "Разработка "; public static void main(String args){ salary = 1000; System.out.println(DEPARTMENT+"средняя зарплата: "+salary); } }

Это будет производить следующий результат:

Разработка средняя зарплата: 1000

Примечание: для получения доступа из внешнего класса, константы должны быть доступны как Employee.DEPARTMENT.

В предыдущих материалах не раз упоминались модификаторы доступа. В следующем уроке мы подробно их рассмотрим.

Числовые типы - это типы, предназначенные для хранения чисел. Когда вы выполняете математические операции, вы имеете дело с числовыми значениями. Существует два вида числовых типов. Те, которые предназначены для хранения чисел без дробной части, называются целыми типами, а те, в которых может храниться и дробная часть числа - вещественными, или типами с плавающей точкой.

В языке Java понятие беззнаковых чисел отсутствует. Все числовые типы этого языка - знаковые. Например, если значение переменной типа byte равно в шестнадцатиричном виде 0x80, то это число -1.

2.1.1.1. Целые типы

Отсутствие в Java беззнаковых чисел вдвое сокращает количество целых типов. В языке имеется 4 целых типа, занимающих 1, 2, 4 и 8 байтов в памяти. Для каждого типа - byte, short, int и long - есть свои естественные области применения.

Тип byte

Тип byte - это знаковый 8-битовый тип. Его диапазон - от -128 до 127. Он лучше всего подходит для хранения произвольного потока байтов, загружаемого из сети или из файла,

byte b;
byte с = 11;

Если речь не идет о манипуляциях с битами, использования типа byte, как правило, следует избегать. Для нормальных целых чисел, используемых в качестве счетчиков и в арифметических выражениях, гораздо лучше подходит тип int.

Тип short

Short - это знаковый 16-битовый тип. Его диапазон - от -32768 до 32767. Это, вероятно, наиболее редко используемый в Java тип, поскольку он определен как тип, в котором старший байт стоит первым,

short s;
short t= 129;
Тип int

Тип int служит для представления 32-битных целых чисел со знаком. Диапазон допустимых для этого типа значений - от -2147483648 до 2147483647. Чаще всего этот тип данных используется для хранения обычных целых чисел со значениями, достигающими двух миллиардов. Этот тип прекрасно подходит для использования при обработке массивов и для счетчиков. В ближайшие годы этот тип будет прекрасно соответствовать машинным словам не только 32-битовых процессоров, но и 64-битовых с поддержкой быстрой конвейеризации для выполнения 32-битного кода в режиме совместимости. Всякий раз, когда в одном выражении фигурируют переменные типов byte, short, int и целые литералы, тип всего выражения перед завершением вычислений приводится к int.

int j = 1000;
Тип long

Тип long предназначен для представления 64-битовых чисел со знаком. Его диапазон допустимых значений достаточно велик даже для таких задач, как подсчет числа атомов во вселенной,

long m;
long n = 123;

He надо отождествлять разрядность целочисленного типа с занимаемым им количеством памяти. Исполняющий код Java может использовать для ваших переменных то количество памяти, которое сочтет нужным, лишь бы только их поведение соответствовало поведению типов, заданных вами.

Таблица 2.1. Таблица разрядностей и допустимых диапазонов для различных типов целых чисел

		Разрядность	Диапазон
			-9, 223, 372,036, 854, 775, 808 ... 9, 223, 372, 036, 854, 775, 807
			-2, 147, 483, 648 .... 2, 147, 483, 647
			-32,768 .... 32, 767
			-128 ... 127

2.1.1.2. Числа с плавающей точкой

Числа с плавающей точкой, часто называемые в других языках вещественными числами, используются при вычислениях, в которых требуется использование дробной части. В Java реализован стандартный (IEEE-754) набор типов для чисел с плавающей точкой - float и double и операторов для работы с ними.

Таблица 2.2. Характеристики типов чисел с плавающей точкой

		Разрядность	Диапазон
			1.7e-308 .... 1 .7e+ 308
			3.4e-038 .... 3.4e+ 038

Тип float

В переменных с обычной, или одинарной точностью, объявляемых с помощью ключевого слова float, для хранения вещественного значения используется 32 бита,

float f;
float f2 = 3.14;
Тип double

В случае двойной точности, задаваемой с помощью ключевого слова double, для хранения значений используется 64 бита. Все трансцендентные математические функции, такие как sin, cos, sqrt, возвращают результат типа double,

double d;
double pi = 3.14159265358979323846;