如何理解Java中的自動拆箱和自動裝箱？

本文轉載自查看原文 2020-05-27 23:45 1782 java基礎/ 面試相關/ 自動拆箱/ 自動裝箱

小偉剛畢業時面的第一家公司就被面試官給問住了，記憶尤深啊...

如何理解Java中的自動拆箱和自動裝箱？

自動拆箱？自動裝箱？什么鬼，聽都沒聽過啊，這...這..知識盲區...

回到家后小偉趕緊查資料，我透，這不就是問基本類型跟封裝類型嗎，面試官整啥名詞呢...

別問結果，問就是沒過。

1、什么是自動裝箱，自動拆箱

定義：基本數據類型和包裝類之間可以自動地相互轉換

理解：裝箱就是自動將基本數據類型轉換為封裝類型，拆箱就是自動將封裝類型轉換為基本數據類型。

我們知道，Java中提供了四大類基本數據類型，分別是：整數、浮點數、字符型和布爾型，其中：

整數包含：byte、int、short、long
浮點數包含：float、double
字符類型：char
布爾類型：boolean

基本數據類型相信大家一定很熟悉了吧，來來來，說說他們的取值范圍~

數據類型	取值范圍
byte	-128 ~ 127
short	-32786 ~ 32767
int	-4294967296 ~ 4294967295
long	-2^64^ ~ 2^64^ -1
float	3.4e-038 ~ 3.4e+038
double	1.7e-308 ~ 1.7e+308
char	\u0000 ~ \uffff
boolean	true 、false

日常開發中，靠這些基本數據類型幾乎能夠滿足我們的需求，但是基本類型終究不是對象，往重了說不滿足面向對象的開發思想，往輕了說就是使用不方便。怎么講？例如做一些數據類型轉換，獲取int數據類型的取值范圍等等。

我們知道，類的優點在於它可以定義成員變量、成員方法，提供豐富便利的功能，因此Java在JDK1.0的時候就設計了基本數據類型的包裝類，而在JDK1.5中引入了新特性：自動裝箱和拆箱。

我們來看一下基本類型跟封裝類型之間的對應關系：

數據類型	封裝類
byte	Byte
short	Short
int	Integer
long	Long
float	Float
double	Double
char	Character
boolean	Boolean

2、使用包裝類型后的便捷

我們以上邊提到的數據類型轉換為例，看看使用包裝類型后的便捷性。

小偉在數據庫中存放商品庫存用的是 varchar 類型來存儲的，所以在代碼中的實體與之對應的是 String，那么問題來了，既然是庫存，那么勢必就要用到加減乘除之類的運算，所以就需要先轉換成 數值類型(int\long\float等)來運算，我們看一下通過包裝類是如何快速轉換的「int\long\float」：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        // 數據庫中的商品數量 number
        String number = "666";
        // 借助封裝了 Integer 轉換為 int
        int intVal = Integer.valueOf(number);
        // 借助封裝了 Float 轉換為 float
        float floatVal = Float.valueOf(number);
        // 借助封裝了 Long 轉換為 long
        long longVal = Long.valueOf(number);
        // 依次輸出三個值的內容
        System.out.println("int="+intVal);
        System.out.println("floatVal="+floatVal);
        System.out.println("longVal="+longVal);
    }
}

3、落實自動裝箱、拆箱

看完了包裝類型的便捷性后，我們再來落實到自動裝箱、自動拆箱上...

怎么就自動裝箱，自動拆箱了呢？

上一段代碼，看看哪是自動裝箱跟自動拆箱：

// 自動裝箱
1. Integer a = 100;
// 自動拆箱
2. int b = a;

自動裝箱，相當於Java編譯器替我們執行了 Integer.valueOf(XXX);

自動拆箱，相當於Java編譯器替我們執行了Integer.intValue(XXX);

我們證實一下，首先通過 javac 編譯得到 class 文件，接着反編譯看看：

指令為：javap -c class文件名，得到下圖所示：

看完編譯器替我們做的，接下來我們再通過源碼看看，首先是自動裝箱 valueOf() 方法:

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

我們可以看到，首先是if方法，對傳入的int 數值進行判斷，如果 i >= -128 且i <= 127 那么就會從IntegerCache緩存中獲取指定數字的封裝類，如果不存在則 new 出一個新的封裝類，關於 IntegerCache ，其內部實現了一個Integer的靜態常量數組，在類加載的時候，執行static靜態塊進行初始化-128~127之間的Integer對象，存放到cache數組中，cache屬於常量，存放在java的方法區中，對方法區不太了解的小伙伴可以先留空，后面我會單獨水一篇的~

額外補充一下：上邊我們只看了Integer封裝類的自動裝箱方法，從方法中我們了解了在-128~127之間使用了緩存，那么是不是意味着別的封裝類也是這樣呢？其實不是的，首先Integer使用緩存原因是該區間會被經常使用到，且數量個數比較確定，就256個值，所以為了提高效率，防止每次自動裝箱都創建一次對象實例，然后就你懂得~，而double、float浮點型是沒有使用緩存的，因為小數點的原因，所以在這個區間范圍內個數是比較泛的，即不適合緩存，沒有意義。

我們通過一段代碼看看這個緩存的效果吧：

public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        Integer a = 100;
        Integer b = 100;
        Integer c = 200;
        Integer d = 200;
        System.out.println(a==b); // 打印true
        System.out.println(a==b); // 打印false
    }
}

接着再來看自動拆箱 intValue() 方法：

private final int value;

public int intValue() {
 return value;
}

這個方法就比較簡單了，調用時直接返回了基本數據類型的 value 值。

至此我們看完了自動裝箱、自動拆箱，以Integer為例我們知道了使用 valueOf() 方法實現裝箱，使用 intValue() 方法實現拆箱，接下來我們再結合幾行代碼重新回顧一下：

1. Integer a = new Integer(100);
2. Integer b = 100;
3. b+=100;

第一行代碼：new 了一個 Integer 對象實例，將 int 類型的數據傳入包裝成了 Integer 類型。
第二行代碼：首先我們知道 100 是 int 類型的，但是等待復制的 b 是 Integer 類型，此時就用到了自動裝箱，b = Integer.valueOf(100)，將100包裝成包裝類了「通過反編譯驗證」
第三行代碼：用到了自動裝箱+自動拆箱，b = b + 100 = Integer.intValye(b) + 100 此時計算結果得到的應該是 int 類型的 b，但是 b 又被限定了是 Integer 類型，所以就又要用到 Integet.valueOf() 自動裝箱。