Java基礎(二) 基本類型數據類型、包裝類及自動拆裝箱

我們知道基本數據類型包括byte, short, int, long, float, double, char, boolean，對應的包裝類分別是Byte, Short, Integer, Long, Float, Double, Character, Boolean。關於基本數據類型的介紹可參考Java基礎(一) 八大基本數據類型

那么為什么需要包裝類？

JAVA是面向對象的語言，很多類和方法中的參數都需使用對象，但基本數據類型卻不是面向對象的，這就造成了很多不便。

如：List<int> = new ArrayList<>();，就無法編譯通過

為了解決該問題，我們引入了包裝類，顧名思義，就是將基本類型“包裝起來“，使其具備對象的性質，包括可以添加屬性和方法，位於java.lang包下。

拆箱與裝箱

既然有了基本數據類型和包裝類，就必然存在它們之間的轉換，如：

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

將基本數據類型轉為包裝類的過程叫“裝箱”；

將包裝類轉為基本數據類型的過程叫“拆箱”；

自動拆箱與自動裝箱

Java為了簡便拆箱與裝箱的操作，提供了自動拆裝箱的功能，這極大地方便了程序員們。那么到底是如何實現的呢？

上面的例子就是一個自動拆箱與裝箱的過程，通過反編譯工具我們得到，

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

我們不難發現，主要調用了兩個方法，Integer.intValue() 和 Integer.valueOf( int i) 方法

查看Integer源碼，我們找到了對應代碼：

/**
 * 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);
}

很明顯，我們我們得出，Java幫你隱藏了內部細節。

拆箱的過程就是通過Integer 實體調用intValue()方法；

裝箱的過程就是調用了 Integer.valueOf(int i) 方法，幫你直接new了一個Integer對象

那么哪些地方會進行自動拆裝箱？

其實很簡單

1.添加到集合中時，進行自動裝箱

2.涉及到運算的時候，“加，減，乘， 除” 以及 “比較 equals,compareTo”，進行自動拆箱

注意的點

在上述的代碼中，關於Integer valueOf(int i)方法中有IntegerCache類，在自動裝箱的過程中有個條件判斷

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

結合注釋

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：該方法總是緩存-128 到 127之間的值，同時針對超出這個范圍的值也是可能緩存的。

那么為什么可能緩存？其實在IntegerCache源碼中可以得到答案

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.
    }
}

因為緩存最大值是可以配置的。這樣設計有一定好處，我們可以根據應用程序的實際情況靈活地調整來提高性能。

與之類似還有:

Byte與ByteCache，緩存值范圍-128到127，固定不可配置

Short與ShortCache，緩存值范圍-128到127，固定不可配置

Long與LongCache，緩存值范圍-128到127，固定不可配置

Character與CharacterCache，緩存值范圍0到127，固定不可配置