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プリミティブ型と参照型

Javaのデータ型には大きく分類して、プリミティブ型と参照型があります。

プリミティブ型は基本型とも呼び、次の8種類の型があります。

分類
真偽型 boolean
整数型 byte, short, int, long
浮動小数点型 float, double
文字型 char

 

参照型はクラス型とも言い、クラスのインスタンス(実態)を格納します。

例えば、次のような自作クラスも参照型となり、そのクラスのインスタンスを格納する変数は、参照型の変数となります。

public class User {
   private String nama;
   private int age;

   public String getNama() {
       return nama;
   }
   public void setNama(String nama) {
       this.nama = nama;
   }
   public int getAge() {
       return age;
   }
   public void setAge(int age) {
       this.age = age;
   }


   public static void main(String[] args) {
       User user = new User(); //Userクラスを格納する参照型の変数
   }
}

この記事では、Javaのプリミティブ型(基本型)について詳しく解説していきます。

プリミティブ型は、まさにJavaの基本になるため、しっかり覚えておきましょう。

整数型

整数型は、その名の通り整数値を扱う型です。Javaの整数型には、次の4つがあります。

値の範囲
byte -128~127
short -32768~32767
int -2147483648~2147483647
long -9223372036854775808~9223372036854775807

 

リテラルで整数型の値を書くときは、通常は10進表記で書きますが、接頭辞として0b、0、0xを付与すると、2進数、8進数、16進数表記でも書けます。

例えば、整数の100をそれぞれの進数で表記すると、次のようになります。

int int2 = 0b1100100;
int int8 = 0144;
int int16 = 0x64;

また、桁区切り文字として「_」を使用することもできます。

int i = 199_999;

リテラでの型

リテラルで整数値を書く場合、特に何も指定しないとint型として扱われます。

int i = 100000;

リテラルを、shortやlongとして扱う場合、末尾に型を指定する記号を付けます。

System.out.println(a.getClass().getName());
=> java.lang.Integer

浮動小数点型

浮動小数点型は、小数を含む数値を扱うクラスです。Javaの浮動小数点型には次の2つがあります。

値の範囲
float -1.4E-45〜約340澗(かん)
double -4.9E-324〜約1.7澗(かん)

 

誤差には注意

上の表の通り、floatは4バイト、doubleは8バイトの値の範囲を扱え、広い範囲の数値でも高速に計算がてきます。しかし、その速さとの引き換えに、計算結果に誤差が生まれることがあり、注意が必要です。

次のサンプルコードは、double型の計算結果て、実際に誤差が生じる例です。

double diff = 0.1;
double sum = 0;

for (int i = 0; i < 10; i++) {
    sum += diff;
}

System.out.println(sum); 

上のコードでは、「0.1」をsum変数に10回足しています。結果は「1.0」になりそうですが、実際に実際に実行してみると、「0.99999…」のような結果となり、結果に誤差が発生します。

コンピュータでは、数値を内部では2進数で扱っているため、2進数で表現できない小数(循環小数)の場合、適当な値に丸められ、その結果、上記のサンプルコードのような誤差が発生します。

Java以外でも浮動小数点の誤差は発生する

Javaの浮動小数点型は、国際標準規格に準拠している為、その他のプログラム言語でも、規約に準拠していれば、同じように誤差が発生します。Javaに限らす、浮動小数点型の計算する場合は、誤差については注意しましょう。

文字型

char型は、1つの文字を表すデータ型です。内部的にはunicodeて16ビットの整数(0~65535)として文字を表現します。

charのリテラルは、シングルクォートで括って書くか、uxxxxの形式で文字コード指定で書くこともできます。

Stringは基本データ型ではない

皆さんは、文字をプログラムで扱うとき、charよりもStringをよく使うと思います。Stringはよく使うデータ型ですが、Javaではプリミティブ(基本)型ではなく、参照型に位置づけられています。

真偽型(boolean)

真偽型はtrueとfalseの2つ値を表現するデータ型です。trueとfalse以外の値は入りません。

trueが「真」、falseが「偽」と覚えておいてください。

真偽型(boolean)は、例えばチェックボックスのON/OFF状態などの値を格納するのに適したデータ型です。

データ型の変換

ある型から、別の型にデータ。変換することをキャストといいます。

キャストをすれば、intをdouble型に変換するなど、別のプリミティブ型へデータを変換できます。

構文

キャストには、次の構文を使用します。

(変換する型)変数名

例えば、int型の変数をdouble型に変換する場合は、次のように記述します。

// int型の値を宣言
int intValue = 10000;

// doubleに変換(キャスト)
double doubleValue = (double)intValue;

精度が落ちるキャストには注意

キャストする際の注意として、キャスト前の型のデータ範囲より、キャスト後の基本型で扱えるデータ範囲の方が、小さいとエラーなるか、精度が保証されない変換結果になります。

次のサンプルコードのような、doubleからfloatへのキャストはエラーになります。

double dobuleValue = 4.9E-324;
float floatValue = (double)dobuleValue;

上のコードを実行すると、結果が「0」となり、意図しない結果になっていることが分かります。

▪️ 実行結果

0.0

また、浮動小数点を整数型に変換するときも、精度が保証されず、意図しない結果になります。

double dobuleValue = 100.5;
int intValue = (int)dobuleValue;

▪️ 実行結果

100

Javaでは、dobuleなどの浮動小数点型の値を、intなどの整数型にキャストすると、小数点が切り捨てられます。

整数を除算するときの丸め込み

整数の除算で、小数が生じるときは、結果がゼロに向かって丸められます。

例えば、「5 / 2」をおこなえば、正しい答えは「2.5 」であるが、int型で除算すると、結果は丸められ「2」になります。

これを正しく計算するには、int型の値を浮動小数点型のfloatまたはdoubleキャストした後、除算を行います。

まとめ

javaのプリミティブ型(基本型)について、解説してきました。それぞれのプリミティブ型は、箱のサイズ(格納できる値の範囲)が決められており、範囲を超える値を入れると、意図しない結果になります。

事前に確認してから、適切な型を使用するようにしましょう。

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