Каждый базовый тип данных занимает определенное количество байт памяти. Это накладывает ограничение на операции, в которые вовлечены различные типы данных. Рассмотрим следующий пример:
int a = 4; byte b = a; // ! Ошибка
В данном коде мы столкнемся с ошибкой. Хотя и тип byte, и тип int представляют целые числа. Более того, значение переменной a, которое присваивается переменной типа byte, вполне укладывается в диапазон значений для типа byte (от -128 до 127). Тем не менее мы сталкиваемся с ошибкой на этапе компиляции. Поскольку в данном случае мы пытаемся присвоить некоторые данные, которые занимают 4 байта, переменной, которая занимает всего один байт.
Тем не менее в программе может потребоваться, чтобы подобное преобразование было выполнено. В этом случае необходимо использовать операцию
преобразования типов (операция ()
):
int a = 4; byte b = (byte)a; // преобразование типов: от типа int к типу byte System.out.println(b); // 4
Операция преобразования типов предполагает указание в скобках того типа, к которому надо преобразовать значение.
Например, в случае операции (byte)a
, идет преобразование данных типа int в тип byte. В итоге мы получим значение типа byte.
Когда в одной операции вовлечены данные разных типов, не всегда необходимо использовать операцию преобразования типов. Некоторые виды преобразований выполняются неявно, автоматически.
Стрелками на рисунке показано, какие преобразования типов могут выполняться автоматически. Пунктирными стрелками показаны автоматические преобразования с потерей точности.
Автоматически без каких-либо проблем производятся расширяющие преобразования (widening) - они расширяют представление объекта в памяти. Например:
byte b = 7; int d = b; // преобразование от byte к int
В данном случае значение типа byte, которое занимает в памяти 1 байт, расширяется до типа int, которое занимает 4 байта.
Расширяющие автоматические преобразования представлены следующими цепочками:
byte -> short -> int -> long
int -> double
short -> float -> double
char -> int
Некоторые преобразования могут производиться автоматически между типами данных одинаковой разрядности или даже от типа данных с большей разрядностью к
типа с меньшей разрядностью. Это следующие цепочки преобразований: int -> float
, long -> float
и long -> double
.
Они производятся без ошибок, но при преобразовании мы можем столкнуться с потерей информации.
Например:
int a = 2147483647; float b = a; // от типа int к типу float System.out.println(b); // 2.14748365E9
Во всех остальных преобразованиях примитивных типов явным образом применяется операция преобразования типов. Обычно это сужающие преобразования (narrowing) от типа с большей разрядностью к типу с меньшей разрядностью:
long a = 4; int b = (int) a;
При применении явных преобразований мы можем столкнуться с потерей данных. Например, в следующем коде у нас не возникнет никаких проблем:
int a = 5; byte b = (byte) a; System.out.println(b); // 5
Число 5 вполне укладывается в диапазон значений типа byte, поэтому после преобразования переменная b будет равна 5. Но что будет в следующем случае:
int a = 258; byte b = (byte) a; System.out.println(b); // 2
Результатом будет число 2. В данном случае число 258 вне диапазона для типа byte (от -128 до 127), поэтому произойдет усечение значения. Почему результатом будет именно число 2?
Число a, которое равно 258, в двоичном системе будет равно 00000000 00000000 00000001 00000010
.
Значения типа byte занимают в памяти только 8 бит. Поэтому двоичное представление числа int усекается до 8 правых разрядов, то есть 00000010
,
что в десятичной системе дает число 2.
При преобразовании значений с плавающей точкой к целочисленным значениям, происходит усечение дробной части:
double a = 56.9898; int b = (int)a;
Здесь значение числа b будет равно 56, несмотря на то, что число 57 было бы ближе к 56.9898. Чтобы избежать подобных казусов, надо применять функцию округления, которая есть в математической библиотеке Java:
double a = 56.9898; int b = (int)Math.round(a);
Нередки ситуации, когда приходится применять различные операции, например, сложение и произведение, над значениями разных типов. Здесь также действуют некоторые правила:
если один из операндов операции относится к типу double
, то и второй операнд преобразуется к типу double
если предыдущее условие не соблюдено, а один из операндов операции относится к типу float
, то и второй операнд преобразуется к типу float
если предыдущие условия не соблюдены, один из операндов операции относится к типу long
, то и второй операнд преобразуется к типу long
иначе все операнды операции преобразуются к типу int
Примеры преобразований:
int a = 3; double b = 4.6; double c = a+b;
Так как в операции участвует значение типа double, то и другое значение приводится к типу double и сумма двух значений a+b
будет
представлять тип double.
Другой пример:
byte a = 3; short b = 4; byte c = (byte)(a+b);
Две переменных типа byte и short (не double, float или long), поэтому при сложении они преобразуются к типу int
, и их сумма
a+b
представляет значение типа int. Поэтому если затем мы присваиваем эту сумму переменной типа byte, то нам опять надо сделать
преобразование типов к byte.
Если в операциях участвуют данные типа char, то они преобразуются в int:
int d = 'a' + 5; System.out.println(d); // 102