Типи, змінні та перетворення

Значення та оголошення змінної

Змінна має тип, ім’я й значення. Тип визначає допустимі операції та спосіб представлення даних. У Java тип локальної змінної не змінюється після оголошення. Присвоєння нового значення не створює новий тип.

int students = 24;
double distance = 12.5;
boolean finished = false;
char grade = 'A';
String title = "Лабораторна робота";

Це фрагмент тіла методу, а не окрема програма. Локальну змінну потрібно ініціалізувати перед читанням. Правила початкових значень полів і елементів масиву розглянемо окремо; не переносіть їх на локальні змінні. Компілятор відхилить читання локального int, якому не присвоєно значення на всіх можливих шляхах.

final забороняє повторне присвоєння. Для посилання це не означає автоматичної незмінності об’єкта. var дозволяє компілятору вивести тип локальної змінної з ініціалізатора. Це не динамічний тип і не дозвіл присвоїти пізніше будь-яке значення.

final int MAX_ATTEMPTS = 5;
var count = 3;       // int
var ratio = 3.0;     // double

Змінна var value = null не має достатньої інформації для виведення типу. Для першого читання прикладів курсу явні типи допомагають пояснювати контракт. Використовуйте var там, де тип зрозумілий без пошуку далекого оголошення.

Офіційні основи мови: https://dev.java/learn/language-basics/. Специфікації Java: https://docs.oracle.com/javase/specs/.

Примітивні типи та діапазони

Java має вісім примітивних типів. String до них не належить: це клас. Розрядність цілих типів задана мовою і не залежить від того, чи ОС є 32-бітною.

Тип	Розмір	Призначення / межі
byte	8 біт	від −128 до 127
short	16 біт	від −32768 до 32767
int	32 біти	від −2147483648 до 2147483647
long	64 біти	цілі великого діапазону
float	32 біти	дійсні, приблизно 6–7 значущих цифр
double	64 біти	дійсні, приблизно 15–16 значущих цифр
char	16 біт	кодова одиниця UTF-16
boolean	логічний тип	лише true або false

Для boolean не слід вигадувати гарантовану мовою кількість байтів об’єкта чи масиву. Для char не слід обіцяти, що кожен видимий символ уміщується в одному значенні: емодзі часто потребує двох кодових одиниць. Unicode детальніше розглянемо в темі 3.

Літерал 1_000_000 читається легше за суцільний ряд цифр. Суфікс L задає long, f – float. Шістнадцятковий префікс – 0x, двійковий – 0b. Початковий нуль у цілому літералі може означати вісімкову систему; не додавайте нулі як декорацію.

long population = 8_000_000_000L;
int mask = 0b1010;
int color = 0xFF;
float factor = 1.5f;
double scientific = 2.5e3;

Класи-обгортки Integer, Long, Double, Boolean представляють значення як об’єкти. Обгортка може мати null, примітив – ні. Автоматичне розпакування null спричинить виняток. Не використовуйте == для порівняння значень обгорток через можливе кешування; у базових числових алгоритмах надавайте перевагу примітивам.

Перетворення та переповнення

Розширення типу не завжди зберігає точність. Перехід int до long зберігає значення, але перехід великого long до double може втратити молодші розряди. Назва «розширення» описує дозволене перетворення типів, а не гарантію точного результату.

Рис. 2.1. Числові перетворення та можлива втрата точності

Звуження потребує явного приведення. Воно не є перевіркою діапазону: (byte) 130 дає -126. Перетворення double до int відкидає дробову частину в напрямку нуля. Для математичного округлення існують окремі операції, наприклад Math.round.

public class NumericLimits {
    public static void main(String[] args) {
        int side = 50_000;
        int wrong = side * side;
        long correct = (long) side * side;
        System.out.println(wrong);
        System.out.println(correct);
        System.out.println((int) -3.9);
        System.out.println(Math.round(-3.9));
    }
}

Результат: -1794967296, 2500000000, -3, -4. Приведення має відбутися до множення. Запис long value = side * side спочатку множить два int, тому широка змінна не виправляє переповнення. Для контрольованої арифметики існує Math.multiplyExact; вона повідомляє про переповнення винятком.

double використовує двійкове представлення. Десяткові дроби на кшталт 0,1 не завжди подаються точно. Порівняння обчислених результатів виконують з допуском, який визначає задача, а не випадкове число. Для цілих копійок використовуйте long; десяткові фінансові розрахунки з правилами округлення потребують BigDecimal, який розглядається пізніше.

public class Approximation {
    public static void main(String[] args) {
        double value = 0.1 + 0.2;
        double expected = 0.3;
        double tolerance = 1e-12;
        System.out.println(value == expected);
        System.out.println(Math.abs(value - expected) < tolerance);
        System.out.println(Double.isFinite(1.0 / 0.0));
    }
}

Результат: false, true, false. Ділення цілих на нуль спричиняє виняток, а операції з double можуть дати нескінченність або NaN. Успішний розбір рядка ще не доводить, що число є скінченним. Для фізичних величин часто потрібні і isFinite, і перевірка предметного діапазону.