3.3　变量与常量

在程序执行过程中，其值不能被改变的量称为常量，其值能被改变的量称为变量。变量与常量的命名都必须使用合法的标识符。本节将向读者讲解标识符与关键字、变量与常量的声明、变量的有效范围。

3.3.1　标识符和关键字

1．标识符

标识符可以简单地被理解为一个名字，它是用来标识类名、变量名、方法名、数组名、文件名的有效字符序列。

Java语言规定标识符由任意顺序的字母、下画线（_）、美元符号（$）和数字组成，并且第一个字符不能是数字。标识符不能是Java中的关键字（保留字）。

下面是合法标识符：

     name
     user_age
     $page

下面是非法标识符：

     4word
     String
     User name

在Java语言中，标识符中的字母是严格区分大小写的，如good和Good是不同的两个标识符。Java语言使用Unicode标准字符集，最多可以标识65535个字符。因此，Java语言中的字母不仅包括通常的拉丁文字a、b、c等，还包括汉语、日语以及其他许多语言中的文字。

2．关键字

关键字又称保留字，是Java语言中已经被赋予特定意义的一些单词，不可以把这些单词作为标识符来使用。3.2节介绍数据类型时提到的int、boolean等都是关键字。Java语言中的关键字如表3.4所示。

表3.4　Java关键字

3.3.2　声明变量

变量的使用是程序设计中一个十分重要的环节。声明变量就是要告诉编译器（compiler）这个变量的数据类型，这样编译器才知道需要配置多少空间给它，以及它能存放什么样的数据。在程序运行过程中，空间内的值是变化的，这个内存空间就称为变量。为了便于操作，给这个空间取个名字，称为变量名。变量名必须是合法的标识符。内存空间内的值就是变量值。在声明变量时可以不用赋值，也可以直接赋予初值。

例如，声明一个整数类型变量和声明一个字符类型变量，代码如下：

编写以上程序代码，究竟会产生什么样的效果呢？要了解这个问题，就需要对变量的内存配置有一定的认识。用图解的方式将上述程序代码在内存中的状况表现出来，如图3.2所示。

由图3.2可知，系统的内存大略可被分为3个区域，即系统（OS）区、程序（program）区和数据（data）区。当执行程序时，程序代码会被加载到内存的程序区中，数据暂时被存储在数据区中。假设上述两个变量被定义在方法体中，则程序被加载到程序区中。当执行此行程序代码时，会在数据区配置空间给出这两个变量。

图3.2　变量占用的内存空间

对于变量的命名并不是随意的，应遵循以下几条规则：

　变量名必须是一个有效的标识符。

　变量名不可以使用Java中的关键字。

　变量名不能重复。

　应选择有意义的单词作为变量名。

Java 10提供了一个方便好用的新特性：使用var声明局部变量。使用var声明局部变量的语法如下：

     var 变量名称 = 值

需要注意的是，var是关键字，它相当于一种动态类型。编译器会根据赋给变量的值推断出变量的类型，因此使用var声明局部变量时必须赋予值。

例如，在main()方法中，先使用var声明一个变量，变量的值为“好好学习，天天向上”，再使用输出语句输出这个变量的值。代码如下：

     public class Demo {
          public static void main(String[] args) {
               var str = "好好学习，天天向上";
               System.out.println(str);
          }
     }

运行结果如下：

     好好学习，天天向上

此外，还需要注意的是：var不能用于声明成员变量，如图3.3所示；使用var声明的局部变量不能作为方法的返回值，如图3.4所示。

图3.3　var不能用于声明成员变量

图3.4　使用var声明的局部变量不能作为方法的返回值

3.3.3　声明常量

在程序运行过程中一直不会改变的量被称为常量（constant），通常也被称为“final变量”。常量在整个程序中只能被赋值一次。在为所有的对象共享值时，常量是非常有用的。

在Java语言中声明一个常量，除了要指定数据类型，还需要通过final关键字进行限定。声明常量的标准语法如下：

常量名通常使用大写字母，但这并不是必需的。很多Java程序员使用大写字母表示常量，是为了清楚地表明正在使用常量。

例如，声明常量π（程序中用PI表示），代码如下：

当变量被final关键字修饰时，该变量就变成了常量，必须在定义时就设定它的初值，否则将会产生编译错误。从下面的实例中可看出变量与常量的区别。

【例3.5】尝试给常量赋值，观察是否会发生错误（实例位置：资源包\TM\sl\3\5）

在项目中创建类Part，在类体中创建变量age与常量PI。在主方法中分别对变量和常量进行赋值，通过输出信息可测试变量与常量的有效范围。

运行结果如下：

     Exception in thread "main" java.lang.Error: 无法解析的编译问题：
          final 局部变量 number 可能已经被赋过值
          at Part.main(Part.java:10)

从这个结果中可以看到，Part类被运行后发生了错误，异常日志中记载Part类出现编译问题，此编译问题正是常量number被二次赋值。

3.3.4　变量的有效范围

由于变量被定义出来后只是暂存在内存中，等到程序执行到某一个点，该变量会被释放掉，也就是说变量有它的生命周期。因此，变量的有效范围是指程序代码能够访问该变量的区域，若超出该区域，则在编译时会出现错误。在程序中，一般会根据变量的“有效范围”将变量分为“成员变量”和“局部变量”。

1．成员变量

在类体中所声明的变量被称为成员变量，成员变量在整个类中都有效。类的成员变量又可分为两种，即静态变量和实例变量。例如下面这段代码：

其中，x为实例变量，y为静态变量（也被称为类变量）。如果在成员变量的类型前面加上关键字static，这样的成员变量被称为静态变量。静态变量的有效范围可以跨类，甚至可到达整个应用程序之内。静态变量除了能在声明它的类内存取，还能直接以“类名.静态变量”的方式在其他类内使用。

2．局部变量

在类的方法体中声明的变量（方法内部定义，在“{”与“}”之间的代码中声明的变量）称为局部变量。局部变量只在当前代码块中有效，也就是只能在“{”与“}”之间的代码中使用它。

在类的方法中声明的变量，包括方法的参数，都属于局部变量。局部变量只在当前定义的方法内有效，不能用于类的其他方法中。局部变量的生命周期取决于方法，当方法被调用时，Java虚拟机会为方法中的局部变量分配内存空间，当该方法的调用结束后，则会释放方法中局部变量占用的内存空间，局部变量也将会被销毁。

局部变量可与成员变量的名字相同，此时成员变量将被隐藏，即这个成员变量在此方法中暂时失效。

变量的有效范围如图3.5所示。

图3.5　变量的有效范围

【例3.6】把成员变量“排挤掉”的局部变量（实例位置：资源包\TM\sl\3\6）

在项目中创建类Val，并分别定义名称相同的成员变量与局部变量，当名称相同时成员变量将被隐藏。

运行结果如下：

     times的值为：4

编程训练（答案位置：资源包\TM\sl\3\编程训练）

【训练3】比较字符和整数　比较'g'和103是否相等。

【训练4】输出连续的字符　在控制台中输出“ABCDEFG”。