摘要：在中存在兩種類型基本類型和引用類型。值得注意的是，基本類型的值的狀態(tài)不會(huì)被共享。浮點(diǎn)類型和它們的值中的浮點(diǎn)類型遵循標(biāo)準(zhǔn)的定義。布爾類型和它們的值類型表示兩個(gè)邏輯量，和。

眾所周知，Java是一門靜態(tài)類型的語(yǔ)言，這意味著所有的變量和表達(dá)式的類型會(huì)在編譯時(shí)確定。同時(shí)，Java 還是一門強(qiáng)類型的語(yǔ)言，因此變量的值或表達(dá)式的結(jié)果的類型都會(huì)受到限制（比如一個(gè)聲明為 String 的變量不的值不可能是一個(gè)數(shù)值 1），類型之間的運(yùn)算也會(huì)被限制，這有助于在編譯時(shí)發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)的錯(cuò)誤。

在 Java中存在兩種類型：基本類型和引用類型。

PrimitiveType:
    {Annotation} NumericType
    {Annotation} boolean
    
NumericType:
    IntegralType
    FloatingPointType
    
IntegralType:
    (one of)
    byte short int long char

FloatingPointType:
    (one of)
    float double

Java Language Specification (Java SE 8 Edition)  §4.2 Primitive Types and Values

值得注意的是，基本類型的值的狀態(tài)不會(huì)被共享。

比如下面這個(gè)例子:

int i = 0;
int j = i;
i += 1;
System.out.println(j);

AtomicInteger i = new AtomicInteger(0);
AtomicInteger j = i;
i.addAndGet(1);
System.out.println(j);

上述代碼將輸出:

0
1

整數(shù)類型 (IntegralType) 包含了以下五種類型:

比較運(yùn)算符: <、<=、>、>= 、==、!= ，其結(jié)果為 boolean 類型；

數(shù)值運(yùn)算符:

一元運(yùn)算符: + 、-

乘法運(yùn)算符: *、/、%

加法運(yùn)算符: + 、-

自增運(yùn)算符: ++, 分為前綴自增 (++i) 和后綴自增 (i++)

自減運(yùn)算符: --, 分為前綴自減 (--i) 和后綴自減 (i--)

位移運(yùn)算符:

左移運(yùn)算符: <<

有符號(hào)右移: >>

無符號(hào)右移: >>>

按位互補(bǔ)運(yùn)算符: ~

整數(shù)按位運(yùn)算符: &、^、|

條件運(yùn)算符: ? :

類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符: cast

字符串拼接運(yùn)算符: +

這里面加號(hào)出現(xiàn)了好幾次，包括 一元運(yùn)算符、加法運(yùn)算符、自增運(yùn)算符、字符串拼接運(yùn)算符，后三者運(yùn)算符就如它們的字面意思般，很好理解。

那么 一元運(yùn)算符 是什么意思呢？

讓我們來看看下面這份代碼:

static void is (short i) {
    System.out.println("short");
}

static void is (int i) {
    System.out.println("int");
}

static void is (long i) {
    System.out.println("long");
}

static void main (String[] args) {
    short i = 5;
    int j = 10;
    is(i);
    is(+i);
    is(-i);
    is(j);
    is(+j);
    is(-j);
}

上述代碼將輸出:

short
int
int
int
int
int

很顯然，第 17~19 行的調(diào)用執(zhí)行的是參數(shù)類型為 int 的方法，然而第 20~21 行的調(diào)用執(zhí)行的并不是參數(shù)類型為 long 的方法。

我在 JSL § 15.15.3 Unary Plus Operator + 中并未看出一元運(yùn)算符的具體影響，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果只能推測(cè)一元運(yùn)算符會(huì)將低于 int 的數(shù)值類型提升到 int 類型 (你可以聲明一個(gè) byte h = 0，is(+h) 仍然會(huì)調(diào)用參數(shù)類型為 int 的方法)，而且對(duì)于 + 和 - 都是提升類型的作用，并不是直覺意義上的一個(gè)升一個(gè)降。

關(guān)于這個(gè) 一元運(yùn)算符 的用法其實(shí)并不是很多，有下列幾種：

// 如果方法接受的是 int 類型的話，僅僅用來明確這是個(gè)正數(shù)還是負(fù)數(shù)。
func(+1);
func(-1);

// 輸出字符的代碼值時(shí)的小技巧
// 因?yàn)樽址愋?char 是低于 int 的整數(shù)類型
System.out.println(+"c"); // 99

對(duì)于移位運(yùn)算符以外的整數(shù)運(yùn)算而言，如果兩個(gè)操作數(shù)中至少有一個(gè) long ，那么這次運(yùn)算將會(huì)按 64位精度進(jìn)行計(jì)算，并且其計(jì)算結(jié)果也是 long 類型，此時(shí)如果另一個(gè)操作數(shù)不是 long，那么會(huì)將它提升到 long 類型再計(jì)算；如果兩個(gè)操作數(shù)都不是 long，那么會(huì)按 32位精度進(jìn)行計(jì)算，并且計(jì)算結(jié)果為 int，如果任何一個(gè)操作數(shù)不是 int， 那么都將提升到 int 類型后再計(jì)算。

整數(shù)運(yùn)算符會(huì)在以下情況拋出異常：

涉及到對(duì)引用類型拆箱時(shí)，如果是空引用，那么會(huì)拋出 NullPointerException；

如果右操作數(shù)為零，那么整數(shù)除法運(yùn)算符和整數(shù)取余運(yùn)算符都會(huì)拋出 ArithmeticException；

在自增和自減的時(shí)候，如果涉及到拆箱裝箱且內(nèi)存不足，會(huì)拋出 OutOfMemoryError

來看看規(guī)范中給出的示例代碼:

class Test {
    public static void main (String[] args) {
        int i = 1000000;
        System.out.println(i * i);
        long l = i;
        System.out.println(l * l);
        System.out.println(20296 / (l - i));
    }
}

上述代碼將輸出:

-727379968
1000000000000
ArithmeticException

對(duì)于 int 來說，1000000^2 太大了，而由于之前的運(yùn)算規(guī)則，i * i 只能保存結(jié)果的低32位，十進(jìn)制下也就是 -727379968。

Java 中的浮點(diǎn)類型遵循 IEEE 754 標(biāo)準(zhǔn)的定義。

IEEE 754-1985 - Wikiwand
IEEE 754_百度百科

在 IEEE 754 標(biāo)準(zhǔn)中，定義了 32位精度的 float、64位精度的 double，還有正負(fù)數(shù)、正負(fù)0、正負(fù)無窮和特殊的 NaN。

NaN 用于表示無效操作的結(jié)果，比如 0.0 / 0.0 (0 / 0 才適用整數(shù)運(yùn)算中的 右操作數(shù)為0 的異常規(guī)則)，你可以在 Float.NaN 和 Double.NaN 中找到。

NaN 是無序的，因此

如果一次運(yùn)算中一個(gè)或兩個(gè)操作數(shù)都是 NaN，則比較運(yùn)算符 (<、<=、>、>=) 都會(huì)返回 false

如果操作數(shù)是 NaN，則相等運(yùn)算符 (==) 返回 false

如果 x 或 y 是 NaN，則 (x < y) == !(x >= y) 將返回 false

如果任一操作數(shù)是 NaN, 則不等式運(yùn)算符 != 將返回 true

當(dāng)且僅當(dāng) x 為 NaN 時(shí)，x != x 將返回 true

比較運(yùn)算符: <、<=、>、>= 、==、!= ，其結(jié)果為 boolean 類型；

數(shù)值運(yùn)算符:

一元運(yùn)算符: + 、-

乘法運(yùn)算符: *、/、%

加法運(yùn)算符: + 、-

自增運(yùn)算符: ++, 分為前綴自增 (++i) 和后綴自增 (i++)

自減運(yùn)算符: --, 分為前綴自減 (--i) 和后綴自減 (i--)

條件運(yùn)算符: ? :

類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符: cast

字符串拼接運(yùn)算符: +

如果一次計(jì)算中，至少有一個(gè)二元運(yùn)算符的操作數(shù)是浮點(diǎn)類型的，那么該操作就是一個(gè)浮點(diǎn)運(yùn)算，即使另一個(gè)操作數(shù)是整數(shù)。

System.out.println(10 * 0.1); // 1.0

對(duì)于浮點(diǎn)運(yùn)算而言，如果兩個(gè)操作數(shù)中至少有一個(gè) double，那么這次運(yùn)算將會(huì)按 64位精度進(jìn)行計(jì)算，并且其計(jì)算結(jié)果也是 double 類型，此時(shí)如果另一個(gè)操作數(shù)不是 double，那么會(huì)將它提升到 double 類型再計(jì)算；如果兩個(gè)操作數(shù)都不是 double，那么會(huì)按 32位精度進(jìn)行計(jì)算，并且計(jì)算結(jié)果為 float，如果任何一個(gè)操作數(shù)不是 float， 那么都將提升到 float 類型后再計(jì)算。

浮點(diǎn)運(yùn)算有溢出 (overflows) 和下溢 (underflows)，其中溢出將產(chǎn)生有符號(hào)的無窮大，而下溢則產(chǎn)生一個(gè)非標(biāo)準(zhǔn)化 (denormalized) 的值或是一個(gè)有符號(hào)的0。

數(shù)學(xué)上無法確定結(jié)果的浮點(diǎn)運(yùn)算將產(chǎn)生 NaN。

所有 NaN 參與的浮點(diǎn)運(yùn)算都會(huì)產(chǎn)生 NaN。

在下列情況中，浮點(diǎn)運(yùn)算會(huì)拋出異常：

計(jì)算時(shí)需要拆箱，而又是個(gè)空引用時(shí)，會(huì)拋出 NullPointerException；

自增自減的情況下，如果需要拆箱裝箱且內(nèi)存不夠時(shí)，會(huì)拋出 OutOfMemoryError。

接下來看看規(guī)范中給出的示例代碼:

class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 溢出
        double d = 1e308;
        System.out.print("溢出產(chǎn)生了無窮大: ");
        System.out.println(d + "*10==" + d*10);
        // 漸變下溢 (gradual underflow)
        d = 1e-305 * Math.PI;
        System.out.print("漸變下溢: " + d + "
   ");
        for (int i = 0; i < 4; i++)
            System.out.print(" " + (d /= 100000) + "
");
        System.out.println();
        // 產(chǎn)生 NaN
        System.out.print("0.0/0.0 產(chǎn)生的不是數(shù)字: ");
        d = 0.0/0.0;
        System.out.println(d);
        // 產(chǎn)生不精確結(jié)果的四舍五入:
        System.out.print("單精度下的不精確結(jié)果:");
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            float z = 1.0f / i;
            if (z * i != 1.0f)
                System.out.print(" " + i);
        }
        System.out.println();
        // 另一個(gè)產(chǎn)生不精確結(jié)果的四舍五入:
        System.out.print("雙精度下的不精確結(jié)果:");
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            double z = 1.0 / i;
            if (z * i != 1.0)
                System.out.print(" " + i);
        }
        System.out.println();
        // 轉(zhuǎn)換到整數(shù)時(shí)發(fā)生的結(jié)果階段:
        System.out.print("強(qiáng)制轉(zhuǎn)換到整數(shù): ");
        d = 12345.6;
        System.out.println((int)d + " " + (int)(-d));
    }
}

上述代碼將輸出

溢出產(chǎn)生了無窮大: 1.0e + 308 * 10 == Infinity
漸變下溢: 3.141592653589793E-305
 3.1415926535898E-310
 3.141592653E-315
 3.142E-320 0.0
 0.0 / 0.0 產(chǎn)生的不是數(shù)字：NaN
單精度下的不精確結(jié)果：0 41 47 55 61 82 83 94 97
雙精度下的不精確結(jié)果：0 49 98
強(qiáng)制轉(zhuǎn)換到整數(shù)：12345 -12345

值得注意的是，在 漸變下溢 的例子中，我們可以看到精度逐漸喪失。

boolean 類型表示兩個(gè)邏輯量，true 和 false。

布爾運(yùn)算符是：

關(guān)系運(yùn)算符 ==和!= （

邏輯補(bǔ)足運(yùn)算符 !

邏輯運(yùn)算符& ， ^ 和 |

條件運(yùn)算符和條件運(yùn)算符&& 和 ||

條件運(yùn)算符? :

字符串連接運(yùn)算符 + ，當(dāng)給定一個(gè)String操作數(shù)和一個(gè) boolean 操作數(shù)時(shí)，它將把 boolean 操作符轉(zhuǎn)換為一個(gè)String （ "true"或"false" ），然后產(chǎn)生一個(gè)新創(chuàng)建的String，其值為兩個(gè)字符串的連接結(jié)果。

布爾表達(dá)式?jīng)Q定了幾種語(yǔ)句中的控制流：

if 語(yǔ)句

while 語(yǔ)句

do 語(yǔ)句

for 語(yǔ)句

一個(gè)boolean表達(dá)式還決定在 ? : 運(yùn)算符中使用哪個(gè)子表達(dá)式的值作為結(jié)果 。

只有Boolean表達(dá)式和Boolean表達(dá)式可以在控制流程語(yǔ)句中使用。

通過表達(dá)式 x!=0 ，可以將整數(shù)或浮點(diǎn)表達(dá)式 x 轉(zhuǎn)換為 boolean 值，這遵循了 C 語(yǔ)言約定，即任何非零值為true 。

通過表達(dá)式 obj!=null ，可以將對(duì)象引用 obj 轉(zhuǎn)換為boolean值，這同樣遵循了 C 語(yǔ)言約定（除null之外的任何引用為true 。

參考資料: Java Language Specification (Java SE 8 Edition) § 4.2