Java自動裝箱的陷阱

Java的自動拆箱和裝箱是Java語言的一顆語法糖。在之前的學習中有很多誤解，在別人的幫助下作出一些修正。先看下面的代碼：

public static void main(String args[]) {
        Integer a = 1;
        Integer b = 2;
        Integer c = 3;
        Integer d = 3;
        Integer e = 321;
        Integer f = 321;
        Long g = 3L;
        int x = 3;
        long y = 3L;
        
        //x,y雖然類型不同但是可以直接進行數值比較
        System.out.println(x == y);
        //System.out.println(c == g); 提示出錯，不可比較的類型。說明此時沒有自動拆箱
        System.out.println(c == d);
        System.out.println(e == f);
        System.out.println(c == (a+b));
        System.out.println(c.equals(a+b));
        //此時進行了自動的拆箱
        System.out.println(g == (a+b));
        System.out.println(g.equals(a+b));
    }

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答案是：

T

T

F

T

T

T

F

---

這樣的答案是不是出乎很多人的意料呢？我們一一來分析。

1. 首先我們明確一下"=="和equals方法的作用。

　　"=="：如果是基本數據類型，則直接對值進行比較，如果是引用數據類型，則是對他們的地址進行比較（但是只能比較相同類型的對象，或者比較父類對象和子類對象。類型不同的兩個對象不能使用==）

　　equals方法繼承自Object類，在具體實現時可以覆蓋父類中的實現。看一下Object中qeuals的源碼發現，它的實現也是對對象的地址進行比較，此時它和"=="的作用相同。而JDK類中有一些類覆蓋了Object類的equals()方法，比較規則為：如果兩個對象的類型一致，並且內容一致，則返回true,這些類有：
java.io.file,java.util.Date,java.lang.string，包裝類（Integer,Double等）。

2. Java的包裝類實現細節。觀察源碼會發現Integer包裝類中定義了一個私有的靜態內部類如下：

private static class IntegerCache {
    static final int low = -128;
    static final int high;
    static final Integer cache[];

    static {
        // high value may be configured by property
        int h = 127;
        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.
            }
        }
        high = h;

        cache = new Integer[(high - low) + 1];
        int j = low;
        for(int k = 0; k < cache.length; k++)
            cache[k] = new Integer(j++);

        // range [-128, 127] must be interned (JLS7 5.1.7)
        assert IntegerCache.high >= 127;
    }

    private IntegerCache() {}
}

而Integer的自動裝箱代碼：

public static Integer valueOf(int i) {
    if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
        return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
    return new Integer(i);
}

通過觀察上面的代碼我們可以發現，Integer使用一個內部靜態類中的一個靜態數組保存了-128-127范圍內的數據，靜態數組在類加載以后是存在方法區的，並不是什么常量池。在自動裝箱的時候，首先判斷要裝箱的數字的范圍，如果在-128-127的范圍則直接返回緩存中已有的對象，否則new一個新的對象。其他的包裝類也有類似的實現方式，可以通過源碼觀察一下。

3. "=="在遇到非算術運算符的情況下不會自動拆箱，以及他們的equals方法不處理數據類型轉換的關系。

因此，對於 System.out.println(c == d); 他們指向同一個對象，返回True。

對於 System.out.println(e == f); 他們的值大於127，即使值相同，但是對應不同的內存地址，返回false。

對於 System.out.println(c == (a+b)); 自動拆箱后他們的值是相等的，返回True。

對於 System.out.println(c.equals(a+b)); 他們的值相同，而且類型相同，返回true。

對於 System.out.println(g == (a+b)); 自動拆箱后他們的值相等，返回True。

對於 System.out.println(g.equals(a+b)); 他們的值相同但是類型不同，返回false。

4. 總結

對於不懂的地方，最好是通過閱讀源碼的方式來解決。這樣才能真正明白內部的一些實現方式。