5.03. Типы данных в Java

ОБЯЗАТЕЛЬНОДЛЯ НОВИЧКОВНЕ ДЛЯ НОВИЧКОВВ РАЗРАБОТКЕ

Разработчику Архитектору

Типы данных в Java

★ Тип данных определяет, какие значения может хранить переменная, сколько памяти она занимает, и какие операции можно с ней выполнять. Мы ещё не раз подчеркнём, что Java – статически типизированный язык, и поэтому тип переменной указывается при объявлении и не может меняться.

Типы бывают следующие:

• примитивные типы – базовые типы, встроенные в язык;
• ссылочные типы (объектные) – классы, интерфейсы, массивы, перечисления и т.д.

Примитивные типы данных

★ Примитивные типы данных:

Тип	Размер	Диапазон	Использование
byte	1 байт	от -128 до 127	для экономии памяти
short	2 байта	от -32 768 до 32 767	меньше, чем int
int	4 байта	±2 миллиарда	целые числа по умолчанию
long	8 байт	±9 квадриллионов	для больших чисел, литералы с суффиксом L (например, 100L)
float	4 байта	приблизительные числа с плавающей точкой	для вещественных чисел, литералы с суффиксом F (например, 100F)
double	8 байт	большая точность, чем float	вещественные числа по умолчанию
boolean	—	true или false	логические значения (булево)
char	2 байта	символы в кодировке Unicode	хранение символов

Число

Число (int, double, и др.).

Примитивные числовые типы: byte, short, int, long, float, double. Не имеют методов, хранятся в стеке.

Простой пример:

int age = 30;

Сложный пример:

double monthlyPayment = loanAmount * 
    (monthlyInterestRate * Math.pow(1 + monthlyInterestRate, months)) / 
    (Math.pow(1 + monthlyInterestRate, months) - 1);

Здесь мы видим расчёт ежемесячного платежа по кредиту по формуле аннуитета. Используются математические функции (Math.pow), арифметические операции и переменные, ранее вычисленные. Результат — значение типа double.

Булево

Булево (boolean).

Примитивный тип, принимающий true или false. Используется в условиях, циклах.

Простой пример:

boolean isActive = true;

Сложный пример:

boolean isEligible = age >= 18 && 
                     hasValidLicense && 
                     !violations.isEmpty() && 
                     violations.stream().noneMatch(v -> v.isSerious());

Проверка eligibility (право на участие) включает несколько условий, включая анализ списка нарушений через Stream API. Используется термин noneMatch для проверки отсутствия серьёзных нарушений.

Ссылочные типы данных

★ Ссылочные типы данных – это объекты.

Примеры:

String name = "Alice"; // строка
Person person = new Person(); // объект класса
List<String> names = new ArrayList<>(); // коллекция
int[] numbers = {1, 2, 3}; // массив

Ссылочные типы не имеют фиксированного размера, могут быть равны null, передаются по ссылке. Размер динамический, зависит от объекта, однако и производительность чуть ниже.

Строка

Строка (String).

Неизменяемый (immutable) ссылочный тип. Класс java.lang.String.

Простой пример:

String name = "Тимур";

Сложный пример:

String message = String.format(
    "Пользователь %s (%s) вошёл %tF в %<tR.%nБаланс: %.2f ₽.",
    user.getName(),
    user.getRole(),
    new Date(),
    user.getBalance()
);

Форматированная строка с использованием String.format, включающая дату, время, имя, роль и баланс. Символ %< позволяет повторно использовать предыдущий аргумент (дата), что делает форматирование более эффективным.

Объект

Объект (Object, class).

Все объекты в Java — экземпляры классов. Наследуют от Object.

Простой пример:

Person person = new Person("Иван", 28);

Сложный пример:

List<Person> adults = people.stream()
    .filter(p -> p.getAge() >= 18)
    .map(p -> new Person(
        p.getFirstName().toUpperCase(), 
        p.getLastName().toUpperCase(), 
        p.getAge()
    ))
    .collect(Collectors.toList());

Используется Stream API для фильтрации и преобразования списка людей. При этом создаются новые экземпляры Person с изменёнными данными (в верхнем регистре). Демонстрирует функциональный подход в императивном языке.

Массив

Массив (array).

Фиксированной длины упорядоченная коллекция одного типа. Хранится в куче.

Простой пример:

int[] numbers = {1, 2, 3};

Сложный пример:

int[][] matrix = new int[rows][cols];
for (int i = 0; i < rows; i++) {
    for (int j = 0; j < cols; j++) {
        matrix[i][j] = i * cols + j + 1;
    }
}

Двумерный массив инициализируется по формуле, зависящей от индексов. Результат — матрица с последовательными числами. Показывает работу с многомерными структурами.

Метод

Метод (method).

Функции в Java — методы классов. Не существуют вне контекста класса.

Простой пример:

public String greet(String name) {
    return "Привет, " + name + "!";
}

Сложный пример:

public Optional<Double> calculateAverage(List<Integer> values) {
    return values == null || values.isEmpty() 
        ? Optional.empty() 
        : Optional.of(values.stream().mapToDouble(Integer::doubleValue).average().orElse(0.0));
}

Метод возвращает Optional<Double> — безопасный способ представления возможного отсутствия значения. Использует Stream API для вычисления среднего арифметического. Это современный подход, избегающий null.

Прочие типы и операции с ними

Расширение (widening) – неявное (автоматическое) преобразование значения из меньшего типа данных в больший, без потери информации.

byte → short → int → long → float → double

Пример:

int i = 100;
long l = i;      // int → long (расширение)

float f = l;     // long → float (тоже расширение)
double d = f;    // float → double

Таблица расширения типов:

Исходный тип	Целевой тип
byte	short, int, long, float, double
short	int, long, float, double
char	int, long, float, double
int	long, float, double
long	float, double
float	double

Сужение (narrowing) требует явного приведения типов ((int) myDouble) и может привести к потере данных, в отличие от расширения, которое безопасно (данные не теряются):

double d = 123.456;
int i = (int) d; // 123 — дробная часть отброшена

★ Массивы в Java – структуры данных, хранящие элементы одного типа под одним именем.

Объявление и инициализация массивов может быть как отдельно:

int[] numbers;           // объявление
numbers = new int[5];    // выделение памяти

…так и в одной строке:

int[] numbers = {1, 2, 3, 4, 5};
//или
int[] numbers = new int[]{1, 2, 3, 4, 5};

Обращение к элементам массива идёт как обычно – они нумеруются с нуля:

int[] nums = {10, 20, 30};
System.out.println(nums[0]); // выводит 10
nums[1] = 25;                // изменение значения

Элементы массива можно перебирать при помощи циклов:

for:

for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
    System.out.println(nums[i]);
}

for-each:

for (int num : nums) {
    System.out.println(num);
}

Но к циклам мы ещё вернёмся.