मान और डेटा प्रकार (Values and data types)

ए. ASCII बनाम यूनिकोड आर्किटेक्चर:

प्रारंभिक प्रोग्रामिंग भाषाएं (जैसे C और C++) ASCII (अमेरिकन स्टैंडर्ड कोड फॉर इंफॉर्मेशन इंटरचेंज) कैरेक्टर सेट पर बनाई गई थीं। ASCII 7 बिट्स (मानक, 128 अक्षर) या 8 बिट्स (विस्तारित, 256 अक्षर) का उपयोग करता है, जो केवल लैटिन अंग्रेजी वर्णमाला, अरबी अंकों और मानक विराम चिह्न के लिए पर्याप्त है।

वास्तविक वैश्विक सार्वभौमिकता प्राप्त करने के लिए, जावा ने यूनिकोड वर्ण सेट अपनाया:

• 16-बिट चौड़ाई: यूनिकोड प्रति वर्ण 16 बिट्स (2 बाइट्स) का उपयोग करता है, $2^{16} = 65,536$ अद्वितीय कोड बिंदु प्रदान करता है।
• वैश्विक अंतर्राष्ट्रीयकरण: यूनिकोड दुनिया भर में लगभग सभी जीवित लिखित भाषाओं को समायोजित करता है - जिनमें देवनागरी (हिंदी, संस्कृत), मंदारिन चीनी, जापानी कांजी, अरबी, सिरिलिक, ग्रीक और गणितीय प्रतीक शामिल हैं।
• बैकवर्ड संगतता: यूनिकोड के पहले 128 अक्षर मानक ASCII के समान हैं (उदाहरण के लिए, 'A' $65$ है, 'a' $97$ है, '0' है $48$).

ए. टोकन क्या है?

A Token कंपाइलर द्वारा मान्यता प्राप्त जावा प्रोग्राम में सबसे छोटा व्यक्तिगत व्याकरणिक तत्व है। जावा में प्रत्येक कथन टोकन से बना है।

ए. 8 आदिम डेटा प्रकार (मूल्य प्रकार):

आदिम डेटा प्रकार मूल भाषा विनिर्देश में निर्मित होते हैं और होस्ट मशीन की परवाह किए बिना निश्चित मेमोरी आकार होते हैं:

बी. आदिम बनाम गैर-आदिम (संदर्भ) तुलना:

• आदिम प्रकार: कच्चे बाइनरी मानों को सीधे स्टैक पर आवंटित उनकी मेमोरी के अंदर संग्रहीत करें। निश्चित आकार; उन पर कोई विधि नहीं बुलाई जा सकती।
• गैर-आदिम प्रकार (वर्ग, एरे, इंटरफेस, स्ट्रिंग): वेरिएबल्स मेमोरी एड्रेस/रेफरेंस को हीप पर मौजूद किसी ऑब्जेक्ट में संग्रहीत करते हैं। डिफ़ॉल्ट मान null है. गतिशील आकार; सदस्य विधियों के अधिकारी।

ए. अंतर्निहित प्रकार का रूपांतरण (स्वचालित चौड़ीकरण / प्रकार का दबाव):

स्वचालित रूप से तब होता है जब कंपाइलर छोटी भंडारण क्षमता वाले डेटा प्रकार को बड़ी क्षमता वाले डेटा प्रकार में परिवर्तित करता है। शून्य डेटा हानि है.

आधिकारिक चौड़ीकरण पदानुक्रम:

int a = 25;
डबल बी = ए; // वैध! स्वचालित रूप से चौड़ा होता है: b 25.0

बी. स्पष्ट प्रकार रूपांतरण (संकीर्ण / प्रकार कास्टिंग):

बड़े डेटा प्रकार को छोटे डेटा प्रकार में परिवर्तित करते समय होता है। कंपाइलर इसे स्वचालित रूप से निष्पादित करने से इंकार कर देता है क्योंकि इससे डेटा अतिप्रवाह या सटीक कटौती का जोखिम होता है। प्रोग्रामर को कास्ट ऑपरेटर का उपयोग करना होगा: (target_type) अभिव्यक्ति.

डबल डी = 98.75;
int i = (int) d; // स्पष्ट कास्ट: आंशिक भाग काट दिया गया! मैं 98 साल का हो गया हूं

पूर्णांक x = 130;
बाइट बी = (बाइट) एक्स; // अतिप्रवाह! रेंज -128 से 127 है। बी -126 के आसपास घूमता है!

मानक एस्केप अनुक्रम तालिका:

ए. रैपर क्लासेस क्या हैं?

जावा में, Wrapper Classes ऑब्जेक्ट-ओरिएंटेड रैपर हैं जो java.lang पैकेज के भीतर आदिम डेटा प्रकारों को औपचारिक ऑब्जेक्ट में समाहित करते हैं। 8 आदिम प्रकारों में से प्रत्येक का एक सटीक संगत आवरण वर्ग होता है:

बी. ऑटोबॉक्सिंग बनाम अनबॉक्सिंग:

• ऑटोबॉक्सिंग: जावा कंपाइलर द्वारा एक आदिम प्रकार से सीधे उसके संबंधित रैपर ऑब्जेक्ट में स्वचालित रूपांतरण (उदाहरण के लिए, इंटेगर ओबीजे = 25; // ऑटोबॉक्सिंग).
• अनबॉक्सिंग: एक रैपर ऑब्जेक्ट से उसके मूल डेटा प्रकार में स्वचालित रिवर्स रूपांतरण (उदाहरण के लिए, int संख्या = obj; // अनबॉक्सिंग).

ए. जावा के `char` डेटा प्रकार की दोहरी प्रकृति:

जावा में, char एक साथ एक वर्ण ग्लिफ़ और एक अहस्ताक्षरित 16-बिट पूर्णांक (सीमा: 0 से 65,535) है। जब वर्ण अंकगणितीय संचालन में भाग लेते हैं, तो उनके अंतर्निहित ASCII/यूनिकोड पूर्णांक मान स्वचालित रूप से उपयोग किए जाते हैं!

बी. प्रमुख ASCII पूर्णांक बेंचमार्क:

• 'A' से 'Z' → 65 से 90
• 'a' से 'z' → 97 से 122 (अपरकेस और लोअरकेस के बीच का अंतर बिल्कुल $32$ है)
• '0' से '9' → 48 से 57
• अंतरिक्ष वर्ण (' ') → 32

C. उच्च-आवृत्ति बोर्ड अंकगणितीय अभ्यास:

ए. हस्ताक्षरित पूर्णांकों के लिए दो का पूरक प्रतिनिधित्व:

जावा दो के पूरक बाइनरी प्रारूप:

• सबसे महत्वपूर्ण बिट (एमएसबी, सबसे बाईं ओर का बिट) साइन बिट के रूप में कार्य करता है: सकारात्मक के लिए 0, नकारात्मक के लिए 1।
• एक ऋणात्मक संख्या $-N$ का प्रतिनिधित्व करने के लिए: $+N$ का द्विआधारी प्रतिनिधित्व लें, सभी बिट्स (1 का पूरक) को उल्टा करें, और 1 जोड़ें।

बी. बाइट 127 से -128 तक रैप क्यों होती है (ओवरफ्लो मैकेनिक्स):

एक 8-बिट बाइट होल्डिंग 127 का बाइनरी मान 01111111 है। 1 जोड़ने पर 10000000 उत्पन्न होता है। दो के पूरक में, 10000000 $-128$ का प्रतिनिधित्व करता है! यह गोलाकार रैपिंग व्यवहार बताता है कि क्यों एक बाइट को 130 निर्दिष्ट करने से -126 ($127 + 3 ightarrow -128 + 2 = -126$) प्राप्त होता है।

ए. जावा में IEEE 754 मानक:

जावा फ्लोट (32-बिट सिंगल प्रिसिजन) और डबल (64-बिट डबल प्रिसिजन) फ्लोटिंग-पॉइंट अंकगणित के लिए अंतरराष्ट्रीय आईईईई 754 मानक का सख्ती से अनुपालन करते हैं। क्योंकि संख्याओं को आंतरिक रूप से बाइनरी अंशों के रूप में दर्शाया जाता है, कुछ आधार-10 दशमलव अंशों को बाइनरी में सटीक रूप से प्रदर्शित नहीं किया जा सकता है।

• उदाहरण: System.out.println(0.1 + 0.2); का मूल्यांकन करने पर बिल्कुल 0.3!
के बजाय 0.30000000000000004 उत्पन्न होता है
• विशेष फ़्लोटिंग-पॉइंट स्थिरांक:
  • Double.POSITIVE_INFINITY: एक सकारात्मक फ्लोट को शून्य (1.0 / 0.0) से विभाजित करके निर्मित।
  • Double.NEGATIVE_INFINITY: एक नकारात्मक फ्लोट को शून्य (-1.0 / 0.0) से विभाजित करके निर्मित।
  • Double.NaN: "कोई संख्या नहीं", 0.0 / 0.0 या Math.sqrt(-4.0).
  जैसे अपरिभाषित गणितीय कार्यों द्वारा निर्मित