深入理解Java中的装箱与拆箱

一、Java数据类型

1、在说装箱与拆箱之前，先说一下Java的基本数据类型，Java从数据类型上可以划分为值类型与引用类型，值类型是四类八种，分别是：

• 整数型：byte̵，short̵，int̵，long
• 浮点型：float，double
• 字符型：char
• 布尔型：boolean

数据类型	内存	默认值	包装类
byte	8位	0	Byte
short	16位	0	short
int	32位	0	Integer
long	64位	0L或0l	Long
float	32位	0.0F或0.0f	Float
double	64位	0.0D或0.0d	Double
char	16位	\u0000	Character
boolean	8位	flase	Boolean

2、引用类型：

• 数组
• 类（class）
• 接口（Interface）
• 枚举（enum）
  
  

3、值类型与引用类型的区别

1. 从概念方面上来说：
   • 值类型：变量名指向具体的值
   • 引用类型：变量名指向数据对象的内存地址
2. 从内存构建方面上来说：
   • 值类型：变量在声明之后，Java就会立刻分配给它内存空间
   • 引用类型：它以特殊的方式（类似C指针）指向对象实体，这类变量声明时不会分配内存，只是存储
3. 从使用方面上来说：
   • 值类型：使用时需要赋具体值，判断时用 ” == “号
   • 引用类型：使用时可以赋null，判断时使用 equals 方法

二、Java数据类型转换

1、自动转换

• 定义：程序在执行过程中“悄然”进行的转换，不需要用户提前声明，一般是从位数低的类型向位数高的类型转换

• 优先关系：按从低到高的顺序转换。不同类型数据间的优先

  关系如下：

  • 低--------------------------------------------->高
  • byte,short,char-> int -> long -> float -> double

• 转换规则：

  运算中，不同类型的数据先转化为同一类型，然后进行运算

  操作数1类型	操作数2类型	转换后的类型
  byte、short、char	int	int
  byte、short、char、int	long	long
  byte、short、char、int、long	float	float
  byte、short、char、int、long、float	double	double

2、强制转换

• 定义：强制类型转换则必须在代码中声明，转换顺序不受限制

• 格式：在需要转型的数据前加上“( )”，然后在括号内加入需要转化的数据类型

• 结果：精度可能会丢失，也可能更加精确

  int x;
  double y;
  
  x = (int)3.14 + (int)5.20  //精度丢失
  y = (double)x + (double)8  //精度提升
  
  输出：x = 8;y = 16.0
  

三、Java之装箱与拆箱

1、包装类

• Java是面向对象语言，号称万事万物皆对象，因此，8种基本数据类型有了对应的类，这就是包装类

2、什么是装箱与拆箱

• 装箱：将值类型装换成引用类型的过程

• 拆箱：将引用类型转换成值类型的过程

• 自动装箱：

  int x = 3;
  Integer y = x;  //int --> Integer，Integer y = x <==> Integer y = Integer.valueOf(x)
  

• 自动拆箱：

  Integer x = new Integer(5);
  int y = x;  //Integer --> int，int y = x <==> int y = x.intValue()
  

3、装箱和拆箱是如何实现的

• 装箱过程是通过调用包装器的valueOf方法实现的
• 拆箱过程是通过调用包装器的 xxxValue方法实现的。（xxx代表对应的基本数据类型）

4、注意点：

1. 大量使用自动拆装箱会使性能降低，还会造成大量的内存消耗

2. 在重载方法中，可能出现问题

   List<Integer> list = new ArrayList<>();
   Integer x,y,z;
   x = 1;y = 2;z = 4;
   list.add(x);list.add(y);list.add(z);
   
   list.remove(2);
   

   

   在上面这段代码中ArrayList.remove方法有两个重载方法，那么list.remove(2)是调用了哪个方法，remove掉的是值为2的对象，还是remove了index为2，值为4的那个对象呢？

   在这种情况下，编译器不会进行自动拆装箱，所以调用的是remove(int index),index为2值为4的这个Integer对象会被remove.

   如果要调用 remove(Object o)的方法，应该这么写 list.remove(y)

3. 缓存值问题

• 案例解析：

  Integer i1 = 100;
  Integer i2 = 100;
  Integer i3 = 200;
  Integer i4 = 200;
  System.out.println(i1==i2);
  System.out.println(i3==i4);
  
  Output: true false
  

• 观察源码：

  Intteger.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);
  }
  

  IntegerCache类

  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() {}
  }
  

  从源码可以看出，在通过valueOf方法创建Integer对象的时候，如果数值在[-128,127]之间，便返回指向IntegerCache.cache中已经存在的对象的引用；否则创建一个新的Integer对象

• Byte、Short、Integer、Long四种包装类默认创建了数值为[-128,127]的相应类型的缓存数据，但是超出此范围仍会创建新的对象。

• Character默认会创建[0,127]的响应类型的缓存数据

• 两种浮点型没有实现常量池技术，在某个范围内的整型数值的个数是有限的，而浮点数却不是

  包装类	常量池	常量池范围
  Byte	存在	[-128,127]
  Short	存在	[-128,127]
  Integer	存在	[-128,127]
  Long	存在	[-128,127]
  Character	存在	[0,127]
  Float	不存在	无
  Double	不存在	无

• 注意点：

  • 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）
  • 对于包装器类型，equals方法并不会进行类型转换
  • 算术运算会触发装箱与拆箱过程

• 注意点：

  • 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）
  • 对于包装器类型，equals方法并不会进行类型转换
  • 算术运算会触发装箱与拆箱过程

参考文章：https://www.cnblogs.com/dolphin0520/p/3780005.html