在 Java 中高效选择数据类型

本文探讨了在 java 应用程序中选择适当的数据类型以优化内存使用、性能和数据完整性的重要性。以家庭数据管理为例，演示了如何根据信息的性质选择数据类型，增强应用的可靠性和可扩展性。

在使用 java 构建应用程序时，选择适当的数据类型至关重要，以确保应用程序高效且按预期运行。它对于内存管理、性能、确保数据完整性以及更轻松的代码维护和可扩展性至关重要。例如，在考虑存储家庭中儿童的姓名和年龄所需的数据类型时，必须根据需要存储的数据的性质仔细选择变量数据类型。

这个过程应该：

• 首先定义需要存储哪些信息。这包括姓名、年龄以及可能的其他人口统计（家庭收入）或身份数据（种族）等详细信息。
• 通过评估每个数据元素的性质，包括其格式（数字、文本、日期）。
• 根据每个数据元素的性质和要求，选择数据类型以满足必要的存储容量、性能和功能需求（例如，对于数字类型，从短整型、整型、长整型、浮点型或双）。

上述步骤确保每条数据都以适当的格式存储，从而维护和/或提高应用程序的可靠性和性能。使用这些步骤，以下是可以选择用于存储家庭中儿童的姓名和年龄的数据类型的示例：

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1. 名字（字符串）：
2. 特征：文本（textual）包括字母，也可能包括空格、连字符和撇号。
3. 数据类型选择：字符串
4. 基本原理：字符串类型可以灵活地处理可变长度和不同字符的文本，非常适合存储名称。

“注意：string 类是不可变的，因此一旦创建 string 对象就无法更改。 string 类有许多方法。由于字符串是不可变的，这些方法真正做的是创建并返回一个包含操作结果的新字符串。”( oracle (a), n.d., strings)

1. 姓氏（字符串）：
2. 特征：与名字相似。
3. 数据类型选择：字符串
4. 基本原理：与名字相同，如果需要，它还允许按姓氏排序和搜索。 年龄（短）：
5. 特征：整数，如果孩子是未成年人，通常范围是0到18。
6. 数据类型选择：短
7. 基本原理：int 类型支持典型儿童年龄或人类通常寿命的范围，而且年龄通常使用整数来描述。这种类型为此应用程序提供了足够的容量，而无需使用不必要的内存。

“短数据类型是一个 16 位有符号二进制补码整数。它的最小值为 -32,768，最大值为 32,767（含）。与字节一样，适用相同的指导原则：在内存节省实际上很重要的情况下，您可以使用短路来节省大型数组中的内存。” （oracle (b)，n.d.，原始数据类型）

需要考虑的其他数据元素：

1. 出生日期（本地日期）：
2. 特点：不含时间的日期信息。
3. 数据类型选择：localdate

4. 基本原理：localdate 提供了日期算术和年龄计算的方法。 oracle localdate 文档。

5. 性别（枚举）：

6. 特征：分类数据。

7. 数据类型选择：性别枚举（例如 male、female、other）

8. 基本原理：使用枚举通过将性别限制为预定义值来确保数据完整性，这比使用字符串更安全、更简洁。 oracle 枚举文档。 最后，通过应用模块化编程原则，可以创建一个 family 类来存储孩子的姓名和年龄。

这是代码示例：

family.java

import java.time.localdate;
import java.util.arraylist;
import java.util.list;  
public class family {
    private static int nextfamilyid = 1;  // static variable for 
                                             incrementing family id
    private final int familyid;
    private list children;

    // constructor for family class
    public family() {
        this.familyid = nextfamilyid++;
        this.children = new arraylist<>();
    }

    // adds a child to the family
    public void addchild(string firstname, string lastname, short age,    
                         localdate dob, gender gender) {
        children.add(new child(firstname, lastname, age, dob, gender));
    }

    // getters
    public int getfamilyid() {
        return familyid;
    }

    public list getchildren() {
        return new arraylist<>(children);  // return a copy of the children list
    }

    // nested child class
    public static class child {
        private string firstname;
        private string lastname;
        private short age;
        private localdate dateofbirth;
        private gender gender;
        // constructor for child class
        public child(string firstname, string lastname, short age, localdate dob, 
                     gender gender) {
            this.firstname = firstname;
            this.lastname = lastname;
            this.age = age;
            this.dateofbirth = dob;
            this.gender = gender;
        }

        // getters
        public string getfirstname() {
            return firstname;
        }

        public string getlastname() {
            return lastname;
        }

        public short getage() {
            return age;
        }

        public localdate getdateofbirth() {
            return dateofbirth;
        }

        public gender getgender() {
            return gender;
        }
    }

    // gender enumeration
    public enum gender {
        male, female, other
    }
}

输出：

Family ID: 1
Child: John Doe, Age: 10, DOB: 2013-03-15, Gender: MALE
Child: Jane Doe, Age: 8, DOB: 2015-06-21, Gender: FEMALE

总而言之，在 java 应用程序中选择适当的数据类型对于应用程序高效运行并按预期运行至关重要。它对于内存管理、性能和确保数据完整性至关重要。此过程首先评估每个数据元素的性质和要求，然后为特定用例选择最佳数据类型。利用这些原则以及模块化编程，不仅可以增强应用程序的可靠性，还可以使其更易于维护和扩展。

参考文献：

甲骨文（a），（n.d.）。 java™ 教程 — 字符串。 oracle java 文档。 https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/data/strings.html

oracle (b), (n.d.)。 java™ 教程 — 原始数据类型。 oracle java 文档。 https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/nutsandbolts/datatypes.html

最初于 2024 年 9 月 30 日发表于 alex.omegapy - medium。

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