Java基础(二) 基本类型数据类型、包装类及自动拆装箱

2023年8月30日 130次阅读

我们知道基本数据类型包括byte, short, int, long, float, double, char, boolean，对应的包装类分别是Byte, Short, Integer, Long, Float, Double, Character, Boolean。关于基本数据类型的介绍可参考Java基础(一) 八大基本数据类型

那么为什么需要包装类？

JAVA是面向对象的语言，很多类和方法中的参数都需使用对象，但基本数据类型却不是面向对象的，这就造成了很多不便。

如：List<int> = new ArrayList<>();，就无法编译通过

为了解决该问题，我们引入了包装类，顾名思义，就是将基本类型“包装起来“，使其具备对象的性质，包括可以添加属性和方法，位于java.lang包下。

拆箱与装箱

既然有了基本数据类型和包装类，就必然存在它们之间的转换，如：

public static void main(String[] args) {
    Integer a = 0;
    for(int i = 0; i < 100; i++){
        a += i;
    }
}

将基本数据类型转为包装类的过程叫“装箱”；

将包装类转为基本数据类型的过程叫“拆箱”；

自动拆箱与自动装箱

Java为了简便拆箱与装箱的操作，提供了自动拆装箱的功能，这极大地方便了程序员们。那么到底是如何实现的呢？

上面的例子就是一个自动拆箱与装箱的过程，通过反编译工具我们得到，

public static void main(String[] args) {
    Integer a = Integer.valueOf(0);
    for (int i = 0; i < 100; i++) {
        a = Integer.valueOf(a.intValue() + i);
    }
}

我们不难发现，主要调用了两个方法，Integer.intValue() 和 Integer.valueOf( int i) 方法

查看Integer源码，我们找到了对应代码：

/**
 * Returns the value of this {@code Integer} as an
 * {@code int}.
 */
public int intValue() {
    return value;
}
/**
 * Returns an {@code Integer} instance representing the specified
 * {@code int} value.  If a new {@code Integer} instance is not
 * required, this method should generally be used in preference to
 * the constructor {@link #Integer(int)}, as this method is likely
 * to yield significantly better space and time performance by
 * caching frequently requested values.
 *
 * This method will always cache values in the range -128 to 127,
 * inclusive, and may cache other values outside of this range.
 *
 * @param  i an {@code int} value.
 * @return an {@code Integer} instance representing {@code i}.
 * @since  1.5
 */
public static Integer valueOf(int i) {
    if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
        return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
    return new Integer(i);
}

很明显，我们我们得出，Java帮你隐藏了内部细节。

拆箱的过程就是通过Integer 实体调用intValue()方法；

装箱的过程就是调用了 Integer.valueOf(int i) 方法，帮你直接new了一个Integer对象

那么哪些地方会进行自动拆装箱？

其实很简单

1.添加到集合中时，进行自动装箱

2.涉及到运算的时候，“加，减，乘， 除” 以及 “比较 equals,compareTo”，进行自动拆箱

注意的点

在上述的代码中，关于Integer valueOf(int i)方法中有IntegerCache类，在自动装箱的过程中有个条件判断

if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)

结合注释

This method will always cache values in the range -128 to 127,

inclusive, and may cache other values outside of this range.

大意是：该方法总是缓存-128 到 127之间的值，同时针对超出这个范围的值也是可能缓存的。

那么为什么可能缓存？其实在IntegerCache源码中可以得到答案

String integerCacheHighPropValue =
    sun.misc.VM.getSavedProperty("java.lang.Integer.IntegerCache.high");
if (integerCacheHighPropValue != null) {
    try {
        int i = parseInt(integerCacheHighPropValue);
        i = Math.max(i, 127);
        // Maximum array size is Integer.MAX_VALUE
        h = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - (-low) -1);
    } catch( NumberFormatException nfe) {
        // If the property cannot be parsed into an int, ignore it.
    }
}

因为缓存最大值是可以配置的。这样设计有一定好处，我们可以根据应用程序的实际情况灵活地调整来提高性能。

与之类似还有:

Byte与ByteCache，缓存值范围-128到127，固定不可配置

Short与ShortCache，缓存值范围-128到127，固定不可配置

Long与LongCache，缓存值范围-128到127，固定不可配置

Character与CharacterCache，缓存值范围0到127，固定不可配置

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