在本系列的第一个教程《如何用 Java 编写你的第一个程序》中，你学习了 Java 代码被组织在 class 中，并且这些 class 被用作模板来创建对象。当这样的对象被赋值给变量时，你就是在指向或引用这些对象。在这些情况下，这些变量被分类为reference types。这些变量也被称为non-primitive，因为 primitive type 变量无法指向对象。

对象之所以强大，是因为它们具有高级属性，并且能够在你触发它们的方法时执行操作。然而，如果没有变量指向它们，这些对象就无法访问，实际上也无法使用。这就是为什么 reference type 变量对 Java 和面向对象编程整体来说是必不可少的。

虽然 primitive types 只有少数几种，但 reference types 实际上是无限的，因为 class（和 interface）的数量没有限制，每个 class 都代表一种 reference type。Java 中有许多内置 class 提供基本功能。最常用的是核心java.lang包中的那些。你将在本节中回顾其中一些。

String 类

String类代表组成字符串的字符组合。要声明一个String，或任何其他 reference type 变量，你首先指定其类型，然后是其名称。之后，使用等号为其赋值。到目前为止，这与处理 primitive types 类似。然而，reference types 指向对象，因此如果你还没有创建对象，你必须创建一个。这里是一个示例：

String hello = new String("Hello");

hello是具有 reference type String的变量名称。你将其赋值给一个新的String对象。新的String对象使用new关键字连同 class 名称——这里是String——来创建。String类以大写字母开头。按照约定，所有 class 以及因此的 reference types 都以大写字母开头。

每个 class 都有一个特殊的称为constructor的方法，用于创建新对象。你可以通过在 class 名称末尾添加括号(())来调用这个 constructor。Constructor 可能接受参数，如上面的示例中，参数"Hello"被应用于String的 constructor。

为了确认hello变量按预期行为，再次将其传递给println方法，如下所示：

String hello = new String("Hello");
System.out.println(hello);

在jshell中运行这些行将产生以下输出：

Output
hello ==> "Hello"
Hello

这一次，输出确认变量hello被设置为Hello。之后，相同的Hello在新行上打印，确认方法println()已处理它。

包装类

在前一节中，你处理了经常使用的String reference type。其他流行的 reference types 是所谓的 primitive types 的 wrappers。wrapper class包装或包含 primitive 数据，因此得名。所有 primitive types 都有 wrapper 对应物，这里有一些示例：

• Integer：用于包装int值。
• Character：用于包装char值。
• Boolean：用于包装boolean值。

这些 wrappers 存在是为了让你可以将简单的 primitive 值升级为强大的对象。每个 wrapper 都有与它设计存储的值相关的现成方法。

作为一个示例，你将探索Integer。在前一节中，你使用new关键字创建了一个String对象。然而，一些 class 提供甚至鼓励使用特殊方法从它们获取对象，Integer就是其中之一。对于Integer，使用特殊方法主要是为了资源优化，但在其他情况下，可能是为了简化复杂对象的构造。

在以下示例中，你使用valueOf方法创建一个名为theAnswer的Integer变量，其值为42：

Integer theAnswer = Integer.valueOf(42);
System.out.println(theAnswer);

在jshell中，你将得到以下输出：

Output
theAnswer ==> 42
42

通过调用Integer方法valueOf(42)，你指示 Java 给你一个具有此值的对象。在幕后，Java 将检查其缓存中是否已经有一个具有此类值的对象。如果有，该对象将被链接到theAnswer变量。如果没有，将为theAnswer变量创建一个新对象。

许多内置 class 出于性能原因提供此类方法，并且推荐使用它们，如果不是强制的话。对于Integer，你仍然可以使用new关键字创建对象，但你会收到弃用警告。

除了String和 wrappers，还有其他有用的内置 reference types，你可以在 java.lang 包摘要中找到它们。要完全理解这些更高级的 reference types 中的一些，需要额外的解释或先验知识。这就是为什么我们将在 Java 系列的下一个教程中介绍其中一些。

字面量表示代码中可以直接使用的固定值，因此可以赋值给基本类型和引用类型。有几种类型的字面量，可以按以下方式分类。

基本类型字面量

你在基本类型部分已经使用了一些字面量。对于每种基本类型，都有一个对应的字面量，例如我们示例中的 42、'a' 和 true。像 42 这样的整数是整数字面量。同样，像 'a' 这样的字符是字符字面量，而 true 和 false 是布尔字面量。

基本类型字面量也可以用于为引用类型创建值。int 字面量被用于通过代码 Integer.valueOf(42) 创建一个 Integer 对象。还有一种简写形式，你可以直接像这样赋值：

Integer theAnswer = 42;

42 是一个整数字面量，就像任何整数一样，你可以直接将其赋值给 theAnswer 变量，而无需任何额外语句。这样声明 Integer 很常见，因为它很方便。

这种简写方式也适用于其他基本类型字面量及其对应的引用类型，例如 Boolean：

Boolean isFun = true;

true 是字面量，直接赋值给类型为 Boolean 的 isFun 变量。还有一个 false 字面量，你可以以相同方式赋值。

字符串字面量

String 引用类型也有一个特殊的字面量，它通过包围其值的双引号来识别。在这个示例中，它是 "Hello, World!"：

String helloWorld = "Hello, World!";

使用字面量更简单、更简短，这就是许多程序员偏好它的原因。不过，你仍然可以通过 new String 对象来声明 String 变量，就像你在引用类型部分已经做的那样。

null 字面量

还有一个重要的字面量：null，它表示值的缺失或对象的不存在。Null 允许你创建一个引用类型，并将其指向 null 而不是指向一个对象。null 可用于所有引用类型，但不能用于任何基本类型。

null 字面量有一个注意事项：你可以用它声明变量，但是在重新赋一个合适、非 null 的值之前，不能使用这些变量。如果你尝试使用带有 null 值的引用类型变量，会得到一个错误。以下是一个示例：

String initiallyNullString = null;
System.out.println("The class name is: " + initiallyNullString.getClass());

当你在 jshell 中运行这段代码时，你会看到类似于以下的错误：

Output
initiallyNullString ==> null
|  Exception java.lang.NullPointerException
|        at (#4:1)

根据你的操作系统和 Java 版本，输出可能有所不同。

错误 java.lang.NullPointerException 是因为你试图在变量 initiallyNullString（它指向一个 null 对象）上调用 String 方法 getClass()（它返回类名）。

要解决这个错误，你必须像这样重新赋值 initiallyNullString：

String initiallyNullString = null;
initiallyNullString = "not null any longer";
System.out.println("The class name is: " + initiallyNullString.getClass());

修复后的新代码将打印以下输出：

Output
initiallyNullString ==> null
initiallyNullString ==> "not null any longer"
The class name is: class java.lang.String

上述输出显示 initiallyNullString 首先是 null，然后它变成了一个包含 "not null any longer" 的新 String 对象。接下来，当在实例化对象上调用 getClass() 方法时，你得到 java.lang.String，其中 String 是类名，java.lang 是其包。最后，打印了一个完整的有意义的メッセージ："The class name is: class java.lang.String"。

这样的 null 值声明在遗留代码中更常见。它们被用于首先创建变量，然后稍后赋值其真实值，通常经过一些逻辑来确定后者。然而，自 Java 8 版本起，有一种新的引用类型称为 Optional，它更适合以前使用 null 的情况。

到目前为止，你一直使用 Java 中的一些常见数据类型来定义变量。然而，Java 10 引入了一项新特性，称为local variable type inference，它允许你在新变量前使用关键字 var。借助此特性，Java 将从局部上下文中推断（即自动猜测）数据类型。类型推断具有争议性，因为它与之前解释的定义变量的冗长性形成对比。此类特性的优缺点存在争议，但事实是，其他静态类型语言（如 C++）也支持类型推断。

无论如何，类型推断无法完全取代数据类型的使用，因为它仅适用于局部变量，即方法内部的变量。让我们看一个使用 var 的示例：

var hello = "Hello";
System.out.println(hello);

你使用 var 关键字声明变量 hello，以指示 Java 检测其数据类型。之后，你以通常的方式将其打印到控制台，以确认它按预期工作：

Ouput
hello ==> "Hello"
Hello

只要你的 Java 安装（更具体地说，是 JDK）版本高于 10，此示例就会正常工作。旧版本不支持 var 关键字。

类型推断发生在编译过程中——即编译代码时。编译过程将纯文本源代码转换为机器代码，并应用各种优化，包括类型推断。这确保了为推断类型变量提供正确数量的系统内存。因此，编译后运行的机器代码完全优化，就好像你手动指定了所有数据类型一样。

在这个示例中，var 关键字有效是因为该变量是局部的，而且 var 数据类型仅适用于局部变量。局部变量定义在方法内部，并且仅在方法内部可访问，这就是为什么它们被称为“局部”的。

为了证明 var 只能用于局部变量，请尝试将其放置在 main 方法外部，如下所示：

public class Hello {
	var hello = "Hello";
	public static void main(String[] args) {
		// 示例代码
	}
}

当你将上述代码粘贴到 jshell 中时，将得到以下错误：

Output
|  错误：
|  'var' 在此处不允许使用
|  	var hello = "Hello";
|   ^-^

var 在那里不允许使用，因为 hello 位于方法外部，不再被视为局部变量。因此，类型推断不适用于非局部变量，因为上下文无法可靠地用于检测数据类型。

虽然使用 var 可能具有挑战性且并非必需，但你很可能在实际使用中遇到它，因此了解它很有用。

在 Java 中声明变量时，还有一条重要的规则需要了解。存在一些保留关键字，不能用于变量名。例如，你不能声明一个类型为 int 的基本类型变量并将其命名为 new，如下所示：

int new = 1;

如果你尝试这个例子，将会得到编译错误，因为 new 是一个保留关键字。

Output
|  错误:
|  期望 '.class'
|  int new = 1;
|      ^
|  错误:
|  期望 <identifier>
|  int new = 1;
|         ^
|  错误:
|  期望 '(' 或 '['
|  int new = 1;
|          ^
|  错误:
|  不期望的类型
|    需要: value
|    找到:    class
|  int new = 1;
|  ^--^
|  错误:
|  缺少 return 语句
|  int new = 1;
|  ^----------^

关键字 new 用于创建新对象，Java 在这个位置不期望看到它。在前面的输出错误列表中，第一部分是最重要的：

Output
|  错误:
|  期望 '.class'
|  int new = 1;
|      ^

错误 '.class' expected 表示当你使用 new 关键字时，Java 期望后面跟着一个 class。此时，Java 无法解释该语句，其余错误随之而来。

其他保留关键字，如 abstract、continue、default、for 和 break，在 Java 中也有特定含义，不能用于变量名。完整的保留关键字列表可以在 Java Language Keywords 页面找到。即使你不记得所有保留关键字，也可以通过编译错误来识别问题。

在本教程中，你学习了 Java 中的基本数据类型和引用数据类型，这是一个复杂但至关重要的主题。花时间练习，多遍阅读示例。尝试更改一些数据类型和值。注意何时抛出错误、何时不抛出错误，以培养对成功代码执行的直觉。

了解更多 Java 内容，请查看我们的 How To Code in Java 系列。