Лексика языка

Литералы

Литералы позволяют задать в программе значения для числовых, символьных и строковых выражений, а также null- литералов . Всего в Java определено 6 видов литералов:

• целочисленный (integer);
• дробный (floating-point);
• булевский (boolean);
• символьный (character);
• строковый (string);
• null- литерал (null-literal).

Рассмотрим их по отдельности.

Целочисленные литералы

Целочисленные литералы позволяют задавать целочисленные значения в десятичном, восьмеричном и шестнадцатеричном виде. Десятичный формат традиционен и ничем не отличается от правил, принятых в других языках. Значения в восьмеричном виде начинаются с нуля, и, конечно, использование цифр 8 и 9 запрещено. Запись шестнадцатеричных чисел начинается с 0x или 0X (цифра 0 и латинская ASCII -буква X в произвольном регистре). Таким образом, ноль можно записать тремя различными способами:

0
0X0
0x0

Как обычно, для записи цифр 10 - 15 в шестнадцатеричном формате используются буквы A, B, C, D, E, F, прописные или строчные. Примеры таких литералов:

0xaBcDeF, 0xCafe, 0xDEC

Типы данных рассматриваются ниже, однако здесь необходимо упомянуть два целочисленных типа int и long длиной 4 и 8 байт, соответственно (или 32 и 64 бита, соответственно). Оба эти типа знаковые, т.е. тип int хранит значения от -2³¹ до 2³¹-1, или от -2.147.483.648 до 2.147.483.647. По умолчанию целочисленный литерал имеет тип int, а значит, в программе допустимо использовать литералы только от 0 до 2147483648, иначе возникнет ошибка компиляции. При этом литерал 2147483648 можно использовать только как аргумент унарного оператора - :

int x = -2147483648;  \\ верно
int y = -5-2147483648; \\ здесь возникнет 
                      \\ ошибка компиляции

Соответственно, допустимые литералы в восьмеричной записи должны быть от 00 до 017777777777 ( =2³¹-1 ), с унарным оператором - допустимо также -020000000000 ( = -2³¹ ). Аналогично для шестнадцатеричного формата – от 0x0 до 0x7fffffff ( =2³¹-1 ), а также -0x80000000 ( = -2³¹ ).

Тип long имеет длину 64 бита, а значит, позволяет хранить значения от -2⁶³ до 2⁶³-1. Чтобы ввести такой литерал, необходимо в конце поставить латинскую букву L или l, тогда все значение будет трактоваться как long. Аналогично можно выписать максимальные допустимые значения для них:

9223372036854775807L
0777777777777777777777L 
0x7fffffffffffffffL
// наименьшие отрицательные значения:
-9223372036854775808L
-01000000000000000000000L
-0x8000000000000000L

Другие примеры целочисленных литералов типа long:

0L, 123l, 0xC0B0L

Дробные литералы

Дробные литералы представляют собой числа с плавающей десятичной точкой. Правила записи таких чисел такие же, как и в большинстве современных языков программирования.

Примеры:

3.14
2.
.5
7e10
3.1E-20

Таким образом, дробный литерал состоит из следующих составных частей:

• целая часть;
• десятичная точка (используется ASCII -символ точка);
• дробная часть;
• порядок (состоит из латинской ASCII -буквы E в произвольном регистре и целого числа с опциональным знаком + или - );
• окончание-указатель типа.

Целая и дробная части записываются десятичными цифрами, а указатель типа (аналог указателя L или l для целочисленных литералов типа long ) имеет два возможных значения – латинская ASCII -буква D (для типа double ) или F (для типа float ) в произвольном регистре. Они будут подробно рассмотрены ниже.

Необходимыми частями являются:

• хотя бы одна цифра в целой или дробной части;
• десятичная точка или показатель степени, или указатель типа.

Все остальные части необязательные. Таким образом, "минимальные" дробные литералы могут быть записаны, например, так:

1.
.1
1e1
1f

В Java есть два дробных типа, упомянутые выше, – float и double. Их длина – 4 и 8 байт или 32 и 64 бита, соответственно. Дробный литерал имеет тип float, если он заканчивается на латинскую букву F в произвольном регистре. В противном случае он рассматривается как значение типа double и может включать в себя окончание D или d, как признак типа double (используется только для наглядности).

// float-литералы:
1f, 3.14F, 0f, 1e+5F
// double-литералы:
0., 3.14d, 1e-4, 31.34E45D

В Java дробные числа 32-битного типа float и 64-битного типа double хранятся в памяти в бинарном виде в формате, стандартизированном спецификацией IEEE 754 (полное название – IEEE Standard for Binary Floating-Point Arithmetic, ANSI/IEEE Standard 754-1985 (IEEE, New York)). В этой спецификации описаны не только конечные дробные величины, но и еще несколько особых значений, а именно:

• положительная и отрицательная бесконечности (positive/negative infinity);
• значение "не число", Not-a-Number, сокращенно NaN;
• положительный и отрицательный нули.

Для этих значений нет специальных обозначений. Чтобы получить такие величины, необходимо либо произвести арифметическую операцию (например, результатом деления ноль на ноль 0.0/0.0 является NaN ), либо обратиться к константам в классах Float и Double, а именно POSITIVE_INFINITY, NEGATIVE_INFINITY и NaN. Более подробно работа с этими особенными значениями рассматривается в следующей лекции.

Типы данных накладывают ограничения на возможные значения литералов, как и для целочисленных типов. Максимальное положительное конечное значение дробного литерала:

• для float: 3.40282347e+38f
• для double: 1.79769313486231570e+308

Кроме того, для дробных величин становится важным еще одно предельное значение – минимальное положительное ненулевое значение:

• для float: 1.40239846e-45f
• для double: 4.9406564584124654E-324

Попытка указать литерал со слишком большим абсолютным значением (например, 1e40F ) приведет к ошибке компиляции. Такая величина должна представляться бесконечностью. Аналогично, указание литерала со слишком малым ненулевым значением (например, 1e-350 ) также приводит к ошибке. Это значение должно быть округлено до нуля. Однако если округление приводит не к нулю, то компилятор произведет его сам:

// ошибка, выражение должно быть округлено до 0
0.00000000000000000000000000000000000000000001f
// ошибки нет, компилятор сам округляет до 1
1.00000000000000000000000000000000000000000001f

Стандартных возможностей вводить дробные значения не в десятичной системе в Java нет, однако классы Float и Double предоставляют много вспомогательных методов, в том числе и для такой задачи.

Логические литералы

Логические литералы имеют два возможных значения – true и false. Эти два зарезервированных слова не являются ключевыми, но также не могут использоваться в качестве идентификатора.

Символьные литералы

Символьные литералы описывают один символ из набора Unicode, заключенный в одиночные кавычки, или апострофы ( ASCII -символ single quote, \u0027 ). Например:

'a' // латинская буква а
' ' // пробел
'K' // греческая буква каппа

Также допускается специальная запись для описания символа через его код (см. тему "Кодировка"). Примеры:

'\u0041' // латинская буква A
'\u0410' // русская буква А
'\u0391' // греческая буква A

Символьный литерал должен содержать строго один символ, или специальную последовательность, начинающуюся с \. Для записи специальных символов (неотображаемых и служебных, таких как ", ', \ ) используются следующие обозначения:

\b  \u0008  backspace BS – забой
\t  \u0009  horizontal tab HT – табуляция
\n  \u000a  linefeed LF – конец строки
\f  \u000c  form feed FF – конец страницы
\r  \u000d  carriage return CR – 
            возврат каретки
\"  \u0022  double quote " – двойная кавычка
\'  \u0027  single quote ' – одинарная кавычка
\\  \u005c  backslash \ – обратная косая черта
\шестнадцатеричный код  от \u0000 до \u00ff символа 
                   в шестнадцатеричном формате.

Первая колонка описывает стандартные обозначения специальных символов, используемые в Java-программах. Вторая колонка представляет их в стандартном виде Unicode -символов. Третья колонка содержит английские и русские описания. Использование \ в комбинации с другими символами приведет к ошибке компиляции.

Поддержка ввода символов через восьмеричный код обеспечивается для совместимости с С. Например:

'\101' // Эквивалентно '\u0041'

Однако таким образом можно задать лишь символы от \u0000 до \u00ff (т.е. с кодом от 0 до 255), поэтому Unicode -последовательности предпочтительней.

Поскольку обработка Unicode -последовательностей ( \uhhhh ) производится раньше лексического анализа, то следующий пример является ошибкой:

'\u000a' // символ конца строки

Компилятор сначала преобразует \u000a в символ конца строки и кавычки окажутся на разных строках кода, что является ошибкой. Необходимо использовать специальную последовательность:

'\n' // правильное обозначение конца строки

Аналогично и для символа \u000d (возврат каретки) необходимо использовать обозначение \r.

Специальные символы можно использовать в составе как символьных, так и строковых литералов.