Java中的基本類型和包裝類型區別

首先看一下幾個測試題，驗證一下java中對基本類型和包裝類型的理解，看看最后輸出的答案對不對，答案在這篇博客中哦:

// 第一題: 基本類型和包裝類型
int a = 100;
Integer b = 100;
System.out.println(a == b);

// 第二題: 兩個包裝類型
Integer c = 100;
Integer d = 100;
System.out.println(c == d);

// 第三題
c = 200;
d = 200;
System.out.println(c == d);

Java 的每個基本類型都對應了一個包裝類型，比如說 int 的包裝類型為 Integer，double 的包裝類型為 Double。基本類型和包裝類型的區別主要有以下 5 點

01、包裝類型可以為 null，而基本類型不可以

別小看這一點區別，它使得包裝類型可以應用於 POJO 中，而基本類型則不行。

POJO 是什么呢？這里稍微說明一下。

POJO 的英文全稱是 Plain Ordinary Java Object，翻譯一下就是，簡單無規則的 Java 對象，只有屬性字段以及 setter 和 getter 方法，示例如下

class Writer {
    private Integer age;
    private String name;

    public Integer getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(Integer age) {
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

和 POJO 類似的，還有數據傳輸對象 DTO（Data Transfer Object，泛指用於展示層與服務層之間的數據傳輸對象）、視圖對象 VO（View Object，把某個頁面的數據封裝起來）、持久化對象 PO（Persistant Object，可以看成是與數據庫中的表映射的 Java 對象）。

那為什么 POJO 的屬性必須要用包裝類型呢？

《阿里巴巴 Java 開發手冊》上有詳細的說明：

數據庫的查詢結果可能是 null，如果使用基本類型的話，因為要自動拆箱（將包裝類型轉為基本類型，比如說把 Integer 對象轉換成 int 值），就會拋出 NullPointerException 的異常。

02、包裝類型可用於泛型，而基本類型不可以

泛型不能使用基本類型，因為使用基本類型時會編譯出錯。

List<int> list = new ArrayList<>(); // 提示 Syntax error, insert "Dimensions" to complete ReferenceType
List<Integer> list = new ArrayList<>(); //這里就不會提示出錯

為什么呢？因為泛型在編譯時會進行類型擦除，最后只保留原始類型，而原始類型只能是 Object 類及其子類——基本類型是個特例。

03、基本類型比包裝類型更高效

基本類型在棧中直接存儲的具體數值，而包裝類型則存儲的是堆中的引用。

很顯然，相比較於基本類型而言，包裝類型需要占用更多的內存空間。假如沒有基本類型的話，對於數值這類經常使用到的數據來說，每次都要通過 new 一個包裝類型就顯得非常笨重。

04、兩個包裝類型的值可以相同，但卻不相等

兩個包裝類型的值可以相同，但卻不相等——這句話怎么理解呢？來看一段代碼就明明白白了。

Integer chenmo = new Integer(10);
Integer wanger = new Integer(10);

System.out.println(chenmo == wanger); // false
System.out.println(chenmo.equals(wanger )); // true

兩個包裝類型在使用“==”進行判斷的時候，判斷的是其指向的地址是否相等。chenmo 和 wanger 兩個變量使用了 new 關鍵字，導致它們在“==”的時候輸出了 false。

而 chenmo.equals(wanger) 的輸出結果為 true，是因為 equals 方法內部比較的是兩個 int 值是否相等。源碼如下。

private final int value;

public int intValue() {
    return value;
}
public boolean equals(Object obj) {
    if (obj instanceof Integer) {
        return value == ((Integer)obj).intValue();
    }
    return false;
}

瞧，雖然 chenmo 和 wanger 的值都是 10，但他們並不相等。換句話說就是：將“==”操作符應用於包裝類型比較的時候，其結果很可能會和預期的不符。

05、自動裝箱和自動拆箱

既然有了基本類型和包裝類型，肯定有些時候要在它們之間進行轉換。把基本類型轉換成包裝類型的過程叫做裝箱（boxing）。反之，把包裝類型轉換成基本類型的過程叫做拆箱（unboxing）。

在 Java SE5 之前，開發人員要手動進行裝拆箱，比如說：

Integer chenmo = new Integer(10);  // 手動裝箱
int wanger = chenmo.intValue();  // 手動拆箱

Java SE5 為了減少開發人員的工作，提供了自動裝箱與自動拆箱的功能。

Integer chenmo  = 10;  // 自動裝箱
int wanger = chenmo;     // 自動拆箱

上面這段代碼使用 JAD 反編譯后的結果如下所示：

Integer chenmo = Integer.valueOf(10);
int wanger = chenmo.intValue();

也就是說，自動裝箱是通過 Integer.valueOf() 完成的；自動拆箱是通過 Integer.intValue() 完成的.

現在公布最開始三個測試題的答案：

第一題答案: true     第二題答案: true     第三題答案: false

你們都答對了嗎？下面解釋一下為什么是這三個答案。

第一題代碼，基本類型和包裝類型進行 == 比較，這時候 b 會自動拆箱，直接和 a 比較值，所以結果為 true。

第二題代碼，兩個包裝類型都被賦值為了 100，這時候會進行自動裝箱，那 == 的結果會是什么呢？

我們之前的結論是：將“==”操作符應用於包裝類型比較的時候，其結果很可能會和預期的不符。那結果是 false？但這次的結果卻是 true，是不是感覺很意外？

第三題代碼，兩個包裝類型重新被賦值為了 200，這時候仍然會進行自動裝箱，那 == 的結果會是什么呢？

吃了第二題代碼的虧后，是不是有點懷疑人生了，這次結果是 true 還是 false 呢？扔個硬幣吧，哈哈。我先告訴你結果吧，false。

進一步分析, 之前我們已經知道了，自動裝箱是通過 Integer.valueOf() 完成的，那我們就來看看這個方法的源碼吧

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

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;
        int i = parseInt(integerCacheHighPropValue);
        i = Math.max(i, 127);
        h = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - (-low) -1);
        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;
    }
}

大致瞟一下這段代碼你就全明白了。-128 到 127 之間的數會從 IntegerCache 中取，然后比較，所以第二題代碼（100 在這個范圍之內）的結果是 true，而第三題代碼（200 不在這個范圍之內，所以 new 出來了兩個 Integer 對象）的結果是 false。

看完上面的分析之后，我希望大家記住一點：當需要進行自動裝箱時，如果數字在 -128 至 127 之間時，會直接使用緩存中的對象，而不是重新創建一個對象。

總結：

自動裝拆箱是一個很好的功能，大大節省了我們開發人員的精力，但也會引發一些麻煩，比如下面這段代碼，性能就很差。

long t1 = System.currentTimeMillis();
Long sum = 0L;
for (int i = 0; i < Integer.MAX_VALUE;i++) {
    sum += i;
}
long t2 = System.currentTimeMillis();        
System.out.println(t2-t1);

sum 由於被聲明成了包裝類型 Long 而不是基本類型 long，所以 sum += i 進行了大量的拆裝箱操作（sum 先拆箱和 i 相加，然后再裝箱賦值給 sum），導致這段代碼運行完花費的時間足足有 2986 毫秒；如果把 sum 換成基本類型 long，時間就僅有 554 毫秒，完全不一個等量級。