Данная статья:
Преобразование типов - это тема, которая может показаться сложной начинающим программировать на Java. Однако, заверим Вас, на самом деле всё просто. Главное понять по каким законам происходит взаимодействие между переменными и помнить об этом при написании программ . Итак, давайте разбираться.
В Java существует 2 типа преобразований - картинка Вам в помощь:
Напомним, что вся "Вселенная Java" состоит из:
В данной статье мы:
Ну, что ж, давайте попробуем разобраться что такое "автоматическое преобразование".
Помните, когда мы рассматривали типы переменных (в статье ), мы говорили, что переменная - это некоторый «контейнер» , в котором может храниться значение для дальнейшего использования в программе. Также мы говорили о том, что каждый тип переменной имеет свой диапазон допустимых значений и объем занимаемой памяти. Вот она табличка, где это все было расписано:
Так вот, к чему мы, собственно говоря, клоним. К тому, что совсем не просто так Вам давались диапазоны допустимых значений и объем занимаемой памяти 🙂
Давайте, сравним, например:
1. byte и short. byte имеет меньший диапазон допустимых значений, чем short. То есть byte это как бы коробочка поменьше, а short - это коробочка побольше. И значит, мы можем byte вложить в short.
2. byte и int . byte имеет меньший диапазон допустимых значений, чем int. То есть byte это как бы коробочка поменьше, а int - это коробочка побольше. И значит, мы можем byte вложить в int.
3. int и long. int имеет меньший диапазон допустимых значений, чем long. То есть int это как бы коробочка поменьше, а long - это коробочка побольше. И значит, мы можем int вложить в long.
Это и есть пример автоматического преобразования. Это можно схематически изобразить в виде вот такой картинки:
Давайте рассмотрим как это работает на практике.
Код №1 - если Вы запустите это код на своем компьютере,
class Test { public static void main(String args) { byte a = 15; byte b = a; System.out.println(b); } }
class Test { byte a = 15 ; byte b = a ; |
Код №2 - если Вы запустите это код на своем компьютере, в консоли будет выведено число 15
class Test { public static void main(String args) { byte a = 15; int b = a; System.out.println(b); } }
class Test { public static void main (String args ) { byte a = 15 ; int b = a ; System . out . println (b ) ; |
И-и-и? Вы думаете, что раз в консоль было выведено одно и то же число, и код №1 отличается от кода №2 всего лишь типом переменной b, то между ними нет никакой разницы? Э то не так.
В коде №2 присутствует автоматическое преобразование типов , а в коде №1 - нет:
Хотя число, в принципе, одно и то же, но теперь оно находится в бо льшем контейнере, который занимает больше места на диске. При этом, JVM выполняет автоматические преобразования за Вас. Она знает, что int больше чем byte .
Другое дело если вы пытаетесь переложить что-то из большего контейнера в более маленький.
Вы можете знать, что в большем контейнере лежит то, что поместиться и в маленьком – но об этом не знает JVM, и пытается предохранить вас от ошибок.
Поэтому, вы должны «прямо сказать», что ситуация под контролем:
class Test { public static void main(String args) { int a=0; long b=15; a = (int) b; } }
class Test { public static void main (String args ) { int a = 0 ; long b = 15 ; a = (int ) b ; |
Тут мы дописали (int) перед b . Если бы переменная a была, к примеру, типа byte , в скобках бы стояло (byte) . Общая формула выглядит так:
Она говорит "сделай из (большего) значения b переменную нужного мне (целевого) типа int ".
До этого мы рассматривали ситуации, предполагая, что мы точно знаем, что делаем. Но что если попытаться поместить в контейнер то, что туда не помещается?
Оказывается, в контейнере останется лишь то, что туда «влезло». К примеру, у чисел с плавающей точкой будет «отсекаться» дробная часть:
//пример 1 class Test { public static void main(String args) { double a=11.2345; int b=(int)a; System.out.println(b); // в консоли получится число 11 } }
//пример 1 class Test { public static void main (String args ) { double a = 11.2345 ; int b = (int ) a ; System . out . println (b ) ; // в консоли получится число 11 |
Надо помнить, что дробная часть не округляется , а отбрасывается .
А что будет, если мы попытаемся поместить число, которое выходит за допустимые границы? Например, если в byte (диапазон byte от -128 до 127) положить число 128? Думаете, мы получим 1? Нет. Мы получим -128:
class Test { public static void main(String args) { double a=128; byte b=(byte)a; System.out.println(b); //в консоли увидим -128 } }
Значение переменной при таком преобразовании можно рассчитать, но цель программиста – не допускать ситуации, когда значение выходит за допустимые границы, поскольку это может привести к неправильной работе программы.
| byte | short | char | int | long | float | double | boolean | |
| byte | ||||||||
| short | ||||||||
| char | ||||||||
| int | ||||||||
| Long | ||||||||
| Float | ||||||||
| double | ||||||||
| boolean |
На пересечении напишите: а – если преобразование происходит автоматически, на – если нужно использовать явное преобразование, х – если преобразование невозможно.
* приведение типа к самому себе называется тождественным – его прописывать не обязательно
На собеседовании на должность Junior Java Developer Вас могут спросить:
Что Вы знаете о преобразовании примитивных типов данных, есть ли потеря данных, можно ли преобразовать логический тип?
Попробуйте ответить на вопрос.
В этой статье описана только часть материала на тему приведения типов. Существуют также приведения объектных типов, приведение к строке (ведь в строке может быть записано все что угодно, правда?) и автоматическое продвижение типов в выражениях.
Надеемся, что наша статья была Вам полезна. Также есть возможность записаться на наши курсы по Java в Киеве. Обучаем с нуля. Детальную информацию Вы можете найти у нас на .
Иногда возникают ситуации, когда у вас есть величина какого-то определенного типа, а вам нужно ее присвоить переменной другого типа. Для некоторых типов это можно проделать и без приведения типа, в таких случаях говорят об автоматическом преобразовании типов. В Java автоматическое преобразование возможно только в том случае, когда точности представления чисел переменной-приемника достаточно для хранения исходного значения. Такое преобразование происходит, например, при занесении литеральной константы или значения переменной типа byte или short в переменную типа int. Это называется расширением (widening ) или повышением (promotion ), поскольку тип меньшей разрядности расширяется (повышается) до большего совместимого типа. Размера типа int всегда достаточно для хранения чисел из диапазона, допустимого для типа byte, поэтому в подобных ситуациях оператора явного приведения типа не требуется. Обратное в большинстве случаев неверно, поэтому для занесения значения типа int в переменную типа byte необходимо использовать оператор приведения типа. Эту процедуру иногда называют сужением (narrowing ), поскольку вы явно сообщаете транслятору, что величину необходимо преобразовать, чтобы она уместилась в переменную нужного вам типа. Для приведения величины к определенному типу перед ней нужно указать этот тип, заключенный в круглые скобки. В приведенном ниже фрагменте кода демонстрируется приведение типа источника (переменной типа int) к типу приемника (переменной типа byte). Если бы при такой операции целое значение выходило за границы допустимого для типа byte диапазона, оно было бы уменьшено путем деления по модулю на допустимый для byte диапазон (результат деления по модулю на число - это остаток от деления на это число),
int а = 100;
byte
b = (byte) а;
2.2.1. Автоматическое преобразование типов в выражениях
При вычислениях значения выражения точность, требуемая для хранения промежуточных результатов, зачастую должна быть выше, чем требуется для представления окончательного результата,
byte а
= 40;
byte b =
50;
byte с
= 100;
int d = a*
b / с
;
Результат промежуточного выражения (а*b) вполне может выйти за диапазон допустимых для типа byte значений. Именно поэтому Java автоматически повышает тип каждой части выражения до типа int, так что для промежуточного результата (а* b) хватает места.
Автоматическое преобразование типа иногда может оказаться причиной неожиданных сообщений транслятора об ошибках. Например, показанный ниже код, хотя и выглядит вполне корректным, приводит к сообщению об ошибке на фазе трансляции. В нем мы пытаемся записать значение 50*2, которое должно прекрасно уместиться в тип byte, в байтовую переменную. Но из-за автоматического преобразования типа результата в int мы получаем сообщение об ошибке от транслятора - ведь при занесении int в byte может произойти потеря точности.
byte b =
50;
b = b* 2:
^
Incompatible type for =. Explicit cast
needed to convert int to byte.
(Несовместимый тип для
=. Необходимо явное преобразование
int в
byte)
Исправленный текст:
byte
b = 50;
b = (byte) (b* 2);
что приводит к занесению в b правильного значения 100.
Если в выражении используются переменные типов byte, short и int, то во избежание переполнения тип всего выражения автоматически повышается до int. Если же в выражении тип хотя бы одной переменной - long, то и тип всего выражения тоже повышается до long. Не забывайте, что все целые литералы, в конце которых не стоит символ L (или 1), имеют тип int.
Если выражение содержит операнды типа float, то и тип всего выражения автоматически повышается до float. Если же хотя бы один из операндов имеет тип double, то тип всего выражения повышается до double. По умолчанию Java рассматривает все литералы с плавающей точкой как имеющие тип double. Приведенная ниже про1рамма показывает, как повышается тип каждой величины в выражении для достижения соответствия со вторым операндом каждого бинарного оператора.
class
Promote {
public
static void main (String args ) {
byte b= 42;
char с
= "a’;
shorts =
1024;
int i =
50000;
float f = 5.67f;
doubled =.1234;
double
result = (f*b) + (i/ c) - (d* s);
System,
out. println ((f* b)+ "+ "+ (i / c)+ " -" + (d* s));
System,
out. println ("result = "+ result); }
}
Подвыражение f*b - это число типа float, умноженное на число типа byte, поэтому его тип автоматически повышается до float. Тип следующего подвыражения i / с (int, деленный на char) повышается до int. Аналогично этому тип подвыражения d*s (double, умноженный на short) повышается до double. На следующем шаге вычислений мы имеем дело с тремя промежуточными результатами типов float, int и double. Сначала при сложении первых двух тип int повышается до float и получается результат типа float. При вычитании из него значения типа double тип результата повышается до double. Окончательный результат всего выражения - значение типа double.
Теперь, когда мы познакомились со всеми простыми типами, включая целые и вещественные числа, символы и логические переменные, давайте попробуем собрать всю информацию вместе. В приведенном ниже примере создаются переменные каждого из простых типов и выводятся значения этих переменных.
class
SimpleTypes {
public
static void main(String args ) {
byte b = 0x55;
short s = 0x55ff;
int i =
1000000;
long l = 0xffffffffL;
char с
= ’a’;
float f= .25f;
double d =
.00001234;
boolean
bool = true;
System.out.println("byte
b = " + b);
System.out.println("short
s = " +s);
System.out.println("int
i =” + i);
System.out.println("long
1 = " + l);
System.out.println("char
с
=” + с
);
System.out.println("float
f = " + f);
System.out.println("double
d = " + d);
System.out.println("boolean
bool =” + bool); }
}
Запустив эту программу, вы должны получить результат, показанный ниже:
byte b = 85
shorts =
22015
int i =
1000000
long 1 =
4294967295
char с
= a
float f =
0.25
double
d=1.234e-005
boolean
bool = true
Обратите внимание на то, что целые числа печатаются в десятичном представлении, хотя мы задавали значения некоторых из них в шестнадцатиричном формате.
Java является строго типизированным языком программирования, а это означает, то что каждое выражение и каждая переменная имеет строго определенный тип уже на момент компиляции.
Виды приведений
В Java предусмотрено семь видом приведений:
byte b=3;
int a=b;
Следующие 19 преобразований являются расширяющими:
long a = 111111111111L;
float f=a;
a=(long)f; // () это как раз и есть операция преобразования типа
System.out.println(a); //результат 111111110656
Обратите внимание – сужение – означает, что переход осуществляется от боле емкого типа к менее емкому. При таком преобразовании есть риск потерять данные. Например, если число типа int было больше 127, то при приведении его к byte значения битов старше восьмого будут потеряны. В Java такое преобразование должно совершаться явным образом, т.е. программист в коде должен явно указать, то он намеревается осуществить такое преобразование и готов потерять данные.
Следующие 23 преобразования являются сужающими:
System.out.println((byte)383);
System.out.println((byte)384);
System.out.println((byte)-384);
Результатом будет:
127
-128
-128
Видно, что знаковый бит при сужении не оказал никакого влияния, так как был просто отброшен – результат приведения обратных чисел (384, -384) оказался одинаковым. Следовательно, может быть потеряно не только точное абсолютное значение, но и знак величины.
Это верно и для char:
char c=4000;
System.out.println((short)c);
Результат:
-25536
Преобразование ссылочных типов (расширение и сужение)
Преобразование объектных типов лучше всего иллюстрируется с помощью дерева наследования. Рассмотрим небольшой пример наследования:
class Parent {
int x;
}
class ChildY extends Parent {
int y;
}
class ChildZ extends Parent {
int z;
}
В каждом классе объявлено поле с уникальным именем. Будем рассматривать это поле как пример набора уникальных свойств, присущи некоторому объектному типу.
Объекты класса Parent обладают только одним полем x, а значит, только ссылки типа Parent могут ссылаться на такие объекты. Объекты класса ChildY обладают полем y и полем x, полученным по наследству от класса Parent. Стало быть, на такие объекты могут указывать ссылки типа ChildY или Parent. Пример:
Parent p = new ChildY();
Обратите внимание, что с помощью такой ссылки p можно обращаться лишь к полю x созданного объекта. Поле y недоступно, так как компилятор, проверяя корректность выражения p.y, не может предугадать, что ссылка p будет указывать на объект типа ChildY во время исполнения программы. Он анализирует лишь тип самой переменной, а она объявлена как Parent, но в этом классе нет поля y, что и вызовет ошибку компиляции.
Аналогично, объекты класса ChildZ обладают полем z и полем x, полученным по наследству от класса Parent. Значит, на такие объекты могут указывать ссылки типа ChildZ и Parent.
Таким образом, ссылки типа Parent могут указать на объект любого из трех рассматриваемых типов, а ссылки типа ChildY и ChildZ – только на объекты точно такого же типа. Теперь можно перейти к преобразования ссылочных типов на основе такого дерева наследования.
Расширение означает переход от более конкретного типа к менее конкретному, т.е. переход от детей к родителям. Подобно случаю с примитивными типами, этот переход производиться самой JVM при необходимости и «незаметен» для разработчика, то есть не требует никаких специальных преобразования.
Parent p1=new ChildY();
Parent p2=new ChildZ();
В обеих строках переменным типа Parent присваивается значение другого типа, а значит, происходит преобразование. Поскольку это расширение, оно производиться автоматически и всегда успешно.
Нужно заметить, что при подобном преобразовании с самим объектом ничего не происходит. Несмотря на то что, например, поле y класса ChildY теперь недоступно, это не значит, что оно исчезло. Такое существенно изменение объекта не возможно. Он был порожден от класса ChildY и сохраняет все его свойства. Изменился лишь тип ссылки, через которую идет обращение к объекту.
Обратный переход, то есть движение по дереву наследования вниз, к наследникам, является сужением. Например, для рассматриваемого случая, переход от ссылки типа Parent , которая может ссылаться на объекты трех классов, к ссылке типа ChildY, которая может ссылаться только на один класс из трех, очевидно, является сужением. Такой переход может оказаться невозможным. Если ссылка типа Parent ссылается на объект типа Parent или ChildZ, то переход к ChildY невозможен, так как в обоих случаях объект не обладает полем y, которое объявлено в классе ChildY. Поэтому при сужении разработчику необходимо явным образом указывать на то, что необходимо попытаться провести такое преобразование. JVM во время исполнения проверит корректность перехода. Если он возможен, преобразование будет проведено. Если же нет – возникнет ошибка (обычно ClassCastException).
Parent p=new ChildY();
ChildY cy = (ChildY)p; //верно
Parent p2=new ChildZ();
ChildY cy2 = (ChildY)p2; //ошибка
Чтобы проверить, возможен ли желаемый переход, можно воспользоваться оператором instanceof:
Parent p=new ChildY();
if (p instanceof ChildY) {
ChildY cy = (ChildY)p;
}
Parent p2=new ChildZ();
if (p2 instanceof ChildY) {
ChildY cy = (ChildY)p2;
}
Parent p3=new Parent();
if (p3 instanceof ChildY) {
ChildY cy = (ChildY)p3;
}
В данном примере ошибок не возникнет. Первое преобразование возможно, и оно будет осуществлено. Во втором и третьем случаях условия операторов if не сработают и следовательно некорректного перехода не будет.
Преобразование к строке
Любой тип может быть приведен к строке, т.е. к экземпляру класса String. Такое преобразование является исключительным в силу того, что охватывает абсолютно все типы.
Различные типы преобразуются к строке следующим образом:
Применение приведений
Ситуации применения преобразования типов могут быть сгруппированы следующим образом:
Аннотация: Эта лекция посвящена вопросам преобразования типов. Поскольку Java – язык строго типизированный, компилятор и виртуальная машина всегда следят за работой с типами, гарантируя надежность выполнения программы. Однако во многих случаях то или иное преобразование необходимо осуществить для реализации логики программы. С другой стороны, некоторые безопасные переходы между типами Java позволяет осуществлять неявным для разработчика образом, что может привести к неверному пониманию работы программы. В лекции рассматриваются все виды преобразований, а затем все ситуации в программе, где они могут применяться. В заключение приводится начало классификации типов переменных и типов значений, которые они могут хранить. Этот вопрос будет подробнее рассматриваться в следующих лекциях.
Что все это означает? Начнем по порядку. Для простых типов расширение означает, что осуществляется переход от менее емкого типа к более емкому. Например, от типа byte (длина 1 байт) к типу int (длина 4 байта). Такие преобразования безопасны в том смысле, что новый тип всегда гарантированно вмещает в себя все данные, которые хранились в старом типе, и таким образом не происходит потери данных. Именно поэтому компилятор осуществляет его сам, незаметно для разработчика:
byte b=3; int a=b;
В последней строке значение переменной b типа byte будет преобразовано к типу переменной a (то есть, int ) автоматически, никаких специальных действий для этого предпринимать не нужно.
Следующие 19 преобразований являются расширяющими:
Обратите внимание, что нельзя провести преобразование к типу char от типов меньшей или равной длины (byte , short ), или, наоборот, к short от char без потери данных. Это связано с тем, что char , в отличие от остальных целочисленных типов, является беззнаковым.
Тем не менее, следует помнить, что даже при расширении данные все-таки могут быть в особых случаях искажены. Они уже рассматривались в предыдущей лекции, это приведение значений int к типу float и приведение значений типа long к типу float или double . Хотя эти дробные типы вмещают гораздо большие числа, чем соответствующие целые, но у них меньше значащих разрядов.
Повторим этот пример:
long a=111111111111L; float f = a; a = (long) f; print(a);
Результатом будет:
Обратное преобразование - сужение - означает, что переход осуществляется от более емкого типа к менее емкому. При таком преобразовании есть риск потерять данные. Например, если число типа int было больше 127, то при приведении его к byte значения битов старше восьмого будут потеряны. В Java такое преобразование должно совершаться явным образом, т.е. программист в коде должен явно указать, что он намеревается осуществить такое преобразование и готов потерять данные.
Следующие преобразования являются сужающими:
При сужении целочисленного типа к более узкому целочисленному все старшие биты, не попадающие в новый тип, просто отбрасываются. Не производится никакого округления или других действий для получения более корректного результата:
print((byte)383); print((byte)384); print((byte)-384);
Результатом будет:
Видно, что знаковый бит при сужении не оказал никакого влияния, так как был просто отброшен - результат приведения противоположных чисел (384 и -384) оказался одинаковым. Следовательно, может быть потеряно не только точное абсолютное значение, но и знак величины.
Это верно и для типа char :
char c=40000; print((short)c);
Результатом будет:
Сужение дробного типа до целочисленного является более сложной процедурой. Она проводится в два этапа.
На первом шаге дробное значение преобразуется в long , если целевым типом является long , или в int - в противном случае (целевой тип byte , short , char или int ). Для этого исходное дробное число сначала математически округляется в сторону нуля, то есть дробная часть просто отбрасывается.
Например, число 3,84 будет округлено до 3 , а -3,84 превратится в -3 . При этом могут возникнуть особые случаи:
В заключение еще раз обратим внимание на то, что примитивные значения типа boolean могут участвовать только в тождественных преобразованиях.
Мы закончили нашу прошлую статью о на том, что я пообещал Вам рассказать, какие типы можно приводить и как это все делается. Давайте же приступим.
Приведение типов в арифметических выражениях выполняется автоматически.
byte->short->int->long->float->double
Если операнды a и b комбинируются бинарным оператором (ниже мы это обсудим), перед его исполнением оба операнда преобразуются в данные одного типа следующим образом:
Разрешенные преобразования типов
Сплошные линии показывают преобразование, выполненное без потери информации. Это преобразование выполняется неявно. Преобразования, когда может произойти потеря информации, называются каст (casting). Они показанные штриховыми линиями. Если к типу данных на рисунке нет линий, то такое преобразование невозможно. Преобразования с потерей информации нужно проводить очень внимательно. Так, как можно потерять значительную часть данных и при этом программа может работать правильно.
Для сужения каст необходимо сделать явным. Например: byte b = (byte)128; прикастили инт к байт типу.
Предлагаю сделать несколько примеров.
Вы могли немного не понять данный код, так как я еще не объяснил, что такое компилятор, константы и т.д. Далее по обучению я все расскажу, хотя должен был сделать это раньше. А сейчас я хочу описать, какими правилами должны обладать названия переменных.
И так, как в этой статье я затронул выражение бинарный оператор, то предлагаю рассмотреть и операторы в Java. Тем более, что теории не так и много.
Java имеет несколько типов операторов: простое присваивание, арифметическое, унарное, равноправное и реляционное, условное, сравнение типов, побитовое и битовое смещение.
Много умных слов, но очень просто все объяснит вот эта картинка:
На первых порах мы будем пользоваться побитовым сравнением, присваиванием, и постфиксными операторами. Другие операторы встречаются не так часто, поэтому мы рассмотрим только те, которыми будем пользоваться.
public class OperatorsInJava {
int a = 5 ;
int b = 6 ;
int sum = a + b;
int difference = a - b;
