Curso de Java - Tipos de Dados

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O trabalho com computadores, desde os mais simples como escrever mensagens na tela, até os mais complexos como resolver equações ou desenhar imagens tridimensionais em animação, consiste essencialmente em manipulação de dados. Os dados representados em um computador podem ser números, caracteres ou simples valores.

A linguagem Java oferece diversos tipos tipos de dados com os quais podemos trabalhar. Este capítulo cobrirá os tipos de dados mais importantes. Na verdade há basicamente duas categorias em que se encaixam os tipos de dados: tipos primitivos e tipos de referências. Os tipos primitivos correspondem a dados mais simples ou escalares e serão abordados em detalhe no que segue, enquanto os tipos de referências consistem em arrays, classes e interfaces. Estes serão vistos em capítulos subseqüêntes.

Eis uma visão geral dos tipos que serão abordados neste capítulo:

Tipo Descrição
boolean Pode assumir o valor true ou o valor false
char Caractere em notação Unicode de 16 bits. Serve para a armazenagem de dados alfanuméricos. Também pode ser usado como um dado inteiro com valores na faixa entre 0 e 65535.
byte Inteiro de 8 bits em notação de complemento de dois. Pode assumir valores entre -27=-128 e 27-1=127.
short Inteiro de 16 bits em notação de complemento de dois. Os valores possívels cobrem a faixa de -2-15=-32.768 a 215-1=32.767
int Inteiro de 32 bits em notação de complemento de dois. Pode assumir valores entre -231=2.147.483.648 e 231-1=2.147.483.647.
long Inteiro de 64 bits em notação de complemento de dois. Pode assumir valores entre -263 e 263-1.
float Representa números em notação de ponto flutuante normalizada em precisão simples de 32 bits em conformidade com a norma IEEE 754-1985. O menor valor positivo represntável por esse tipo é 1.40239846e-46 e o maior é 3.40282347e+38
double Representa números em notação de ponto flutuante normalizada em precisão dupla de 64 bits em conformidade com a norma IEEE 754-1985. O menor valor positivo representável é 4.94065645841246544e-324 e o maior é 1.7976931348623157e+308

Ao contrário do que acontece com outras linguagens de programação, as características dos tipos de dados listados acima idependem da plataforma em que o programa deverá ser executado. Dessa forma, os tipos de dados primitivos são realmente únicos e garantem a capacidade de intercâmbio de informações entre diversos tipos de computadores, aliviando o programador da preocupação e da árdua tarefa de converter dados em formatos apropriados para a portagem.

Tipo Boolean

Este é o tipo de dado mais simples encontrado em Java. Uma variável booleana pode assumir apenas um entre dois valores: true ou false. Algumas operações possíveis em Java como a<=b, x>y, etc têm como resultado um valor booleano, que pode ser armazenado para uso futuro em variáveis booleanas. Estas operações são chamadas operações lógicas. As variáveis booleanas são tipicamente empregadas para sinalizar alguma condição ou a ocorrência de algum evento em um programa Java. Por exemplo:

boolean fim_do_arquivo = false;

é a declaração de uma variável do tipo boolean, cujo nome é fim_do_arquivo. O valor false à direita do sinal "=" indica que a variável recebe esse valor como valor inicial. Sem essa especificação o valor de uma variável é impredicável, podendo ser qualquer um dos valores possíveis para seu tipo (neste caso true ou false).

Aproveitando o ensejo, há nessa linha a essência da declaração de qualquer variável em Java:

  1. Informar o tipo de dado que deseja declarar (boolean)
  2. Informar o nome que será usado para batizar a variável (fim_do_arquivo)
  3. Atribuir à variável um valor inicial (= false)
  4. Terminar a declaração com um ponto-e-vírgula ";".

Uma palavra sobre identificadores

Na declaração acima usamos o nome fim_do_arquivo para designar a variável. Um nome de variável, assim como nome de um método, classe, rótulo e dezenas de outros itens lexicográficos, constitui o que é chamado um identificador. Uma vez criado, um identificador representa sempre o mesmo objeto a ele associado, em qualquer contexto em que seja empregado.

As seguintes regras regem a criação de identificadores:

Tipos de dados inteiros

Os tipos de dados primitivos byte, int, char, short e long constituem tipos de dados inteiros. Isso porque variáveis desses tipos podem conter um valor numérico inteiro dentro da faixa estabelecida para cada tipo indiivdual. Por exemplo, um byte pode conter um inteiro entre -128 e 127, enquanto um short pode conter um valor entre -32.768 e 32.767. Já o tipo long é suficiente para contar todos os mosquitos do Pantanal Matogrossense.

Há diversas razões para se utilizar um ou outro dos tipos inteiros em uma aplicação. Em geral, não é sensato declarar todas as variáveis inteiras do programa como long. Raramente os programas necessitam trabalhar com dados inteiros que permitam fazer uso da máxima capacidade de armazenagem de um long. Além disso, variáveis grandes consomem mais memória do que variáveis menores, como short.

Obs: Se alguma operação aritmética cria um resultado que excede um dos limites estabelecidos para o tipo inteiro empregado, não há qualquer indicação de erro para avisar sobre essa ocorrência. Ao invés disso, um complemento de dois do valor obtido será o resultado. Por exemplo, se a variável for do tipo byte, ocorrem os seguintes resultados: 127+1 = -128, 127+9=-120 e 127+127=-2. Entretanto, uma excessão do tipo ArithmeticException é levantada caso ocorra uma divisão por zero. As excessões e seus mecanismos serão abordados no Capítulo 8. Vejamos o seguinte código:

public class Arith
{
   public static void main(String args[])
   {
      byte a = 127;
      short b = 32767;
      int c = 2147483647;
      long d = 9223372036854775807L;
      int e = 0;
      a += 1;
      b += 1;
      c += 1;
      d += 1;
      System.out.println("Valor de a = " + a);
      System.out.println("Valor de b = " + b);
      System.out.println("Valor de c = " + c);
      System.out.println("Valor de d = " + d);
      d /= e;   // Vai dar erro porque e = 0
    }
}

com seu respectivo resultado de execução:

C:\Usr\Waldeck>java Arith
Valor de a = -128
Valor de b = -32768
Valor de c = -2147483648
Valor de d = -9223372036854775808
java.lang.ArithmeticException: / by zero
        at Arith.main(Arith.java:18)

C:\Usr\Waldeck>

Seguem abaixo alguns exemplos de declarações de variáveis de tipo inteiro:

byte Contador = 1;
int AnguloEmGraus = -45;
char Indice = 6;

A diferença entre essas declarações e a declaração de dados booleanos vista acima está no tipo de dado especificado e no valor atribuído a cada variável.

Operações com inteiros

Podemos realizar uma série de operações com os dados do tipo inteiro. A tabela seguinte mostra uma lista completa.

Operação

Descrição

=, +=, -=, *=, /=, %= Operadores de atribuição
==, != Operadores de igualdade e diferença
<, <=, >, >= Operadores de desigualdade
+, - Operadores unários
+, -, *, /, % Adição, subtração, multiplicação, divisão e módulo
+=, -=, *=, /=, %= Operadores de atribuição com adição, subtração, multiplicação, divisão e módulo
++, -- Incremento e decremento
<<, >>, >>> Operadores de deslocamento de bits
<<=, >>=, >>>= Operadores de atribuição com deslocamento de bits
~ Operador lógico de negação
&, |, ^ Operadores lógicos E, OU e OU-exclusivo
&=, |=, ^= Operadores de atribuição com operação lógica E, OU e OU-exclusivo

Muitos das operações que aparecem na lista acima são familiares e praticamente não requerem explicação. Há outros, porém, que pode ser um tanto quanto ambíguos. É o caso dos operadores de atribuição aritméticos. Estes consistem de atalhos para atribuir um novo valor a uma variável onde esse novo valor depende do valor anterior lá armazenado. Por exemplo: += adiciona um valor ao valor antigo de uma variável e a soma passa a ser o novo valor. Esse padrão também é obedecido para as operações -=, *=, /= e %=. Temos assim as seguintes correspondências:

x += 5 x=x+5
x -= y x = x - y
x *= 2 x = x * 2
z /= 4 z = z / 4

etc.

Os operadores de incremento e decremento referem-se a apenas uma variável (logo são chamados de unários). Por exemplo, o operador de incremento soma um ao operando conforme o exemplo:

x++;

é uma maneira muito mais concisa de se escrever x = x + 1. Mas não só, esses operadores se comportam de modo diferente quando seguem ou precedem o nome de uma variável. Se o operador precede o nome da variável, então o incremento (ou decremento) ocorre antes que o valor da variável seja tomado para a expressão aritmética. No seguinte exemplo, o valor das variáveis x e y será 6:

int x = 5;
int y = ++x;

Porém, no próximo exemplo o valor de x será 6 enquando que o valor de y será 5:

int x = 5;
int y = x++;

Vejamos alguns exemplos de declarações e de utilizações de operações envolvendo tipos inteiros:

byte j = 60;
short k = 24;
int l = 30;
long m = 12L;
long resuldato = 0L;

resultado += j;         // resultado = 60 (0 mais 60)
resultado += k;         // resultado = 84 (60 mais 24)
resultado /= m;         // resultado = 7  (84 dividido por 12)
resultado -= l;         // resultado = -23(7 menos 30)
resultado = -resultado; // resultado = 23 ( -(-23) )
resultado = %= m;       // resultado = 11 (resto de 23 div. 12)

Tipo caracter

Uma variável do tipo char armazena um caractere Unicode. Um caractere Unicode é um caractere de 16 bits, sendo que de 0 a 225 correspondem aos caracteres do código ASCII (a tabela ASCII é uma tabela padronizada internacionalmente de associações entre caractere e a sua representação numérica no computador). Uma constante do tipo caractere é representada colocando-se entre apóstrofos, ou pelo valor numérico correspondente na tabela Unicode (ou ASCII), ou ainda, pela sequência '\x' onde x especifica o caractere a ser referido. Esta especificação de sequência de escape obedece às mesmas convenções do C/C++. Por exemplo: 'a', 'f', '\n', etc, são constantes do tipo char.

Tipos de ponto flutuante

Em Java, existem duas categorias de de variáveis de ponto flutuante: float armazena valores numéricos em ponto flutuante de precisão simples e double de precisão dupla. Ambas seguem norma: IEEE Standard for Binary Floating Point Arithmetic, ANSI/IEEE Std. 754-1985 (IEEE, New York). O fato de obedecer a essa norma é que torna os tipos de dados aceitos pela linguagem Java tão portáveis. Esses dados serão aceitos por qualquer plataforma, independendo do tipo desistema operacional e do fabricante do computador. A representação dos valores em ponto flutuante pode ser feita usando a notação decimal (exemplo: -24.321) ou a notação científica (exemplo: 2.52E-31).

Além dos possíveis valores numéricos que uma variável de ponto flutuante pode assumir há também os seguintes:

Estes são requeridos pela norma. O mais infinito é usado, por exemplo, ao somarmos 1 ao maior valor possivelmente representável por esse sistema.

Muitas das operações realizáveis com inteiros (porém não todas) têm análogas para números de ponto flutuante. Eis um resumo:

Operação Descrição
=, +=, -=, *=, /= Operadores de atribuição
==, != Operadores de igualdade e diferença
<, <=, >, >= Operadores de desigualdade
+, - Sinais unários
+, -, *, / Adição, subtração, multiplicação e divisão
+=, -=, *=, /= Operadores de atribuição com adição, subtração, multiplicação e divisão
++, -- Operadores unários de incremento e decremento

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