“造型”(Cast)的作用是“与一个模型匹配”。在适当的时候,Java会将一种数据类型自动转换成另一种。例如,假设我们为浮点变量分配一个整数值,计算机会将int自动转换成float。通过造型,我们可明确设置这种类型的转换,或者在一般没有可能进行的时候强迫它进行。
为进行一次造型,要将括号中希望的数据类型(包括所有修改符)置于其他任何值的左侧。下面是一个例子:
void casts() {
int i = 200;
long l = (long)i;
long l2 = (long)200;
}
正如您看到的那样,既可对一个数值进行造型处理,亦可对一个变量进行造型处理。但在这儿展示的两种情况下,造型均是多余的,因为编译器在必要的时候会自动进行int值到long值的转换。当然,仍然可以设置一个造型,提醒自己留意,也使程序更清楚。在其他情况下,造型只有在代码编译时才显出重要性。
在C和C++中,造型有时会让人头痛。在Java里,造型则是一种比较安全的操作。但是,若进行一种名为“缩小转换”(Narrowing Conversion)的操作(也就是说,脚本是能容纳更多信息的数据类型,将其转换成容量较小的类型),此时就可能面临信息丢失的危险。此时,编译器会强迫我们进行造型,就好象说:“这可能是一件危险的事情——假如您想让我不顾一切地做,那么对不起,请明确造型。”而对于“放大转换”(Widening conversion),则不必进行明确造型,因为新类型肯定能容纳原来类型的信息,不会造成任何信息的丢失。
Java答应我们将任何主类型“造型”为其他任何一种主类型,但布尔值(bollean)要除外,后者根本不答应进行任何造型处理。“类”不答应进行造型。为了将一种类转换成另一种,必须采用非凡的方法(字串是一种非凡的情况,本书后面会讲到将对象造型到一个类型“家族”里;例如,“橡树”可造型为“树”;反之亦然。但对于其他外来类型,如“岩石”,则不能造型为“树”)。
1. 字面值
最开始的时候,若在一个程序里插入“字面值”(Literal),编译器通常能准确知道要生成什么样的类型。但在有些时候,对于类型却是暧昧不清的。若发生这种情况,必须对编译器加以适当的“指导”。方法是用与字面值关联的字符形式加入一些额外的信息。下面这段代码向大家展示了这些字符。
//: Literals.java
class Literals {
char c = 0xffff; // max char hex value
byte b = 0x7f; // max byte hex value
short s = 0x7fff; // max short hex value
int i1 = 0x2f; // Hexadecimal (lowercase)
int i2 = 0X2F; // Hexadecimal (uppercase)
int i3 = 0177; // Octal (leading zero)
// Hex and Oct also work with long.
long n1 = 200L; // long suffix
long n2 = 200l; // long suffix
long n3 = 200;
//! long l6(200); // not allowed
float f1 = 1;
float f2 = 1F; // float suffix
float f3 = 1f; // float suffix
float f4 = 1e-45f; // 10 to the power
float f5 = 1e+9f; // float suffix
double d1 = 1d; // double suffix
double d2 = 1D; // double suffix
double d3 = 47e47d; // 10 to the power
} ///:~
十六进制(Base 16)——它适用于所有整数数据类型——用一个前置的0x或0X指示。并在后面跟随采用大写或小写形式的0-9以及a-f。若试图将一个变量初始化成超出自身能力的一个值(无论这个值的数值形式如何),编译器就会向我们报告一条出错消息。注重在上述代码中,最大的十六进制值只会在char,byte以及short身上出现。若超出这一限制,编译器会将值自动变成一个int,并告诉我们需要对这一次赋值进行“缩小造型”。这样一来,我们就可清楚获知自己已超载了边界。
八进制(Base 8)是用数字中的一个前置0以及0-7的数位指示的。在C,C++或者Java中,对二进制数字没有相应的“字面”表示方法。
字面值后的尾随字符标志着它的类型。若为大写或小写的L,代表long;大写或小写的F,代表float;大写或小写的D,则代表double。
指数总是采用一种我们认为很不直观的记号方法:1.39e-47f。在科学与工程学领域,“e”代表自然对数的基数,约等于2.718(Java一种更精确的double值采用Math.E的形式)。它在象“1.39×e的-47次方”这样的指数表达式中使用,意味着“1.39×2.718的-47次方”。然而,自FORTRAN语言发明后,人们自然而然地觉得e代表“10多少次幂”。这种做法显得颇为古怪,因为FORTRAN最初面向的是科学与工程设计领域。理所当然,它的设计者应对这样的混淆概念持谨慎态度(注释①)。但不管怎样,这种非凡的表达方法在C,C++以及现在的Java中顽固地保留下来了。所以倘若您习惯将e作为自然对数的基数使用,那么在Java中看到象“1.39e-47f”这样的表达式时,请转换您的思维,从程序设计的角度思考它;它真正的含义是“1.39×10的-47次方”。
①:John Kirkham这样写道:“我最早于1962年在一部IBM 1620机器上使用FORTRAN II。那时——包括60年代以及70年代的早期,FORTRAN一直都是使用大写字母。之所以会出现这一情况,可能是由于早期的输入设备大多是老式电传打字机,使用5位Baudot码,那种码并不具备小写能力。乘幂表达式中的‘E’也肯定是大写的,所以不会与自然对数的基数‘e’发生冲突,后者必然是小写的。‘E’这个字母的含义其实很简单,就是‘EXPonential’的意思,即‘指数’或‘幂数’,代表计算系统的基数——一般都是10。当时,八进制也在程序员中广泛使用。尽管我自己未看到它的使用,但假若我在乘幂表达式中看到一个八进制数字,就会把它认作Base 8。我记得第一次看到用小写‘e’表示指数是在70年代末期。我当时也觉得它极易产生混淆。所以说,这个问题完全是自己‘潜入’FORTRAN里去的,并非一开始就有。假如你真的想使用自然对数的基数,实际有现成的函数可供利用,但它们都是大写的。”
注重假如编译器能够正确地识别类型,就不必使用尾随字符。对于下述语句:
long n3 = 200;
它并不存在含混不清的地方,所以200后面的一个L大可省去。然而,对于下述语句:
float f4 = 1e-47f; //10的幂数
编译器通常会将指数作为双精度数(double)处理,所以假如没有这个尾随的f,就会收到一条出错提示,告诉我们须用一个“造型”将double转换成float。
2. 转型
大家会发现假若对主数据类型执行任何算术或按位运算,只要它们“比int小”(即char,byte或者short),那么在正式执行运算之前,那些值会自动转换成int。这样一来,最终生成的值就是int类型。所以只要把一个值赋回较小的类型,就必须使用“造型”。此外,由于是将值赋回给较小的类型,所以可能出现信息丢失的情况)。通常,表达式中最大的数据类型是决定了表达式最终结果大小的那个类型。若将一个float值与一个double值相乘,结果就是double;如将一个int和一个long值相加,则结果为long。