Java中自动装箱与拆箱
一、什么是封装类?
Java中存在基础数据类型,但是在某些情况下,我们要对基础数据类型进行对象的操作,例如,集合中只能存在对象,而不能存在基础数据类型,于是便出现了包装器类。包装器类型就是对基本数据类型进行了封装,使之成为一个对象,每一个基本数据类型都对应一种包装器类型。
二、什么是装箱与拆箱
将基本数据类型变为包装器类,便是装箱,将包装器类转为基本数据类型就是拆箱。相面以Integer为例:
public static void main(String[] args){
//自动装箱
Integer a = 100;
//自动拆箱
int b = a;
}
实际上,Integer在装箱过程中调用了Integer中的valueOf()方法,拆箱为int时调用了Integer中的intValue()方法,源码如下:
public static Integer valueOf(int i) {
assert IntegerCache.high >= 127;
if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
return new Integer(i);
}
public int intValue() {
return value;
}
这便是装箱与拆箱的底层执行过程,其它包装器类类似。
三、自动装箱与拆箱中的一些问题
问题1:
public class Main {
public static void main(String[] args) { Integer i1 = 100;
Integer i2 = 100;
Integer i3 = 200;
Integer i4 = 200; System.out.println(i1==i2); //true
System.out.println(i3==i4); //false
}
}
通过分析valueOf()方法我们知道,当值为-128到127之间时,返回return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];当不在这个区间时,返回return new Integer(i);那么IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)]又是什么呢?继续追踪源码:
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) {
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);
}
high = h; cache = new Integer[(high - low) + 1];
int j = low;
for(int k = 0; k < cache.length; k++)
cache[k] = new Integer(j++);
} private IntegerCache() {}
}
从上面代码可以看出Integer类中提前就初始化了一个Integer数组,范围为-128到127。回到上面的题目:i1==i2=100返回true是因为范围属于-128到127,直接返回cache[]数组中的对象,属于同一个对象,==运算符比较对象,从而返回true,而200超过了这个范围,直接返回new Integer(),因此属于两个不同的对象,结果为false。
问题2:
public class Main {
public static void main(String[] args) { Double i1 = 100.0;
Double i2 = 100.0;
Double i3 = 200.0;
Double i4 = 200.0; System.out.println(i1==i2); //false
System.out.println(i3==i4); //false
}
}
上面的代码中的结果与Integer类型的结果大相径庭,原因还得从源码中找。
public static Double valueOf(double d) {
return new Double(d);
}
因此返回false理所当然。
总结一下:
Integer派别:Integer、Short、Byte、Character、Long这几个类的valueOf方法的实现是类似的。
Double派别:Double、Float的valueOf方法的实现是类似的。每次都返回不同的对象。
Integer派别的范围:
问题3:
public class Main {
public static void main(String[] args) { Boolean i1 = false;
Boolean i2 = false;
Boolean i3 = true;
Boolean i4 = true; System.out.println(i1==i2);//true
System.out.println(i3==i4);//true
}
}
以上代码又是林外一种情况,继续追踪源码
public static Boolean valueOf(boolean b) {
return (b ? TRUE : FALSE);
}
/**
* The {@code Boolean} object corresponding to the primitive
* value {@code true}.
*/
public static final Boolean TRUE = new Boolean(true); /**
* The {@code Boolean} object corresponding to the primitive
* value {@code false}.
*/
public static final Boolean FALSE = new Boolean(false);
分析可知,TRUE和FALSE是两个final对象,因此i1、i2和i3、i4始终指向同一个对象的地址,因此返回true。
问题4:
public static void main(String[] args) { Integer num1 = 400;
int num2 = 400; System.out.println(num1 == num2); //true
System.out.println(num1.equals(num2)); //true
}
可见num1 == num2进行了拆箱操作。equals源码如下:
public boolean equals(Object obj) {
if (obj instanceof Integer) {
return value == ((Integer)obj).intValue();
}
return false;
}
我们知道equal比较的是内容本身,并且我们也可以看到equal的参数是一个Object对象,我们传入的是一个int类型,所以首先会进行装箱,然后比较,之所以返回true,是由于它比较的是对象里面的value值。
问题5:
public static void main(String[] args) { Integer num1 = 100;
int num2 = 100;
Long num3 = 200l;
System.out.println(num1 + num2); //200
System.out.println(num3 == (num1 + num2)); //true
System.out.println(num3.equals(num1 + num2)); //false
}
当一个基础数据类型与封装类进行==、+、-、*、/运算时,会将封装类进行拆箱,对基础数据类型进行运算。
对于num3.equals(num1 + num2)为false的原因很简单,我们还是根据代码实现来说明:
public boolean equals(Object obj) {
if (obj instanceof Long) {
return value == ((Long)obj).longValue();
}
return false;
}
它必须满足两个条件才为true:
1、类型相同
2、内容相同
上面返回false的原因就是类型不同。
问题6:
public static void main(String[] args) { int num1 = 100;
int num2 = 200;
long mum3 = 300;
System.out.println(mum3 == (num1 + num2)); //true
}
当 “==”运算符的两个操作数都是包装器类型的引用,则是比较指向的是否是同一个对象,而如果其中有一个操作数是表达式(即包含算术运算)则比较的是数值(即会触发自动拆箱的过程)。
问题7:
public static void main(String[] args) { Integer integer100=null;
int int100=integer100;
}
这两行代码是完全合法的,完全能够通过编译的,但是在运行时,就会抛出空指针异常。其中,integer100为Integer类型的对象,它当然可以指向null。但在第二行时,就会对integer100进行拆箱,也就是对一个null对象执行intValue()方法,当然会抛出空指针异常。所以,有拆箱操作时一定要特别注意封装类对象是否为null。
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