Java_包装类

包装类

在实际应用中, 经常需要把基本数据类型转化为对象以便操作. 因此, Java在设计类时, 为每个基本数据类型设计了一个对应的类进行包装,

这样八个和基本数据类型对应的类统称为包装类(Wrapper Class).

包装类---------> java.lang包中

|:-----:|:-----:|
| 基本数据类型 | 包装类 |
| byte | Byte |
| boolean | Boolean |
| short | Short |
| char | Character |
| int | Int |
| long | Long |
| float | Float |
| double | Double |

除Character和Boolean类外, 其他的都是"数字型", "数字型"都是java.lang.Number的子类. Number类是抽象类, 因此它的抽象方法都需要在其子类当中实现. Number类提供了抽象方法:intValue(), langValue(), floatValue(), doubleValue(), 意味着所有的"数字型"包装类里都可以互相转型

包装类主要用途:

1.作为和基本数据类型对应的数据类型存在, 方便设计到对象的操作, 如Object[], 集合等操作

2.包含每种基本数据类型的相关属性, 如最大值, 最小值, 以及相关的操作方法(这些操作方法的作用是在基本数据类型, 包装类对象, 字符串三者之间提供相互之间的转化方法)

/*********************其他包装类用法类似*****************************/
public class WrapperClass {
	void testInteger() {
		// 基本类型转化成Integer对象
		Integer int_1 = new Integer(10);		// JDK9之后好像过时了
		Integer int_2 = Integer.valueOf(20);	// 官方推荐写法 

		// 包装对象之间的转化
		Short int1 = int_1.shortValue();
		Double int2 = int_1.doubleValue();

		// Integer对象转化为int
		int a = int_1.intValue();

		// 字符串转化成Integer对象
		Integer int_3 = Integer.parseInt("3334");
		Integer int_4 = new Integer("99");

		// Integer对象转化成字符串
		String str_1 = int_3.toString();

		// 一些常见int类型相关的常量
		System.out.println("int能表示的最大整数: " + Integer.MAX_VALUE);
		System.out.println("int能表示的最小整数: " + Integer.MIN_VALUE);

		System.out.print("int_3: ");
		System.out.println(int_3);
		System.out.print("int_4: ");
		System.out.println(int_4);
	}

	public static void main(String[] srgs) {
		WrapperClass test = new WrapperClass();
		test.testInteger();
	}
}

/*
int能表示的最大整数: 2147483647
int能表示的最小整数: -2147483648
int_3: 3334
int_4: 99
*/

自动装/拆箱

自动装箱和拆箱就是将基本数据类型和包装类之间进行自动的互换

JDK1.5之后, Java引入自动装/拆箱

自动装箱

基本类型的数据处于需要对象的环境中时, 会自动转换为对象

Integer i = 4在JDK1.5之前是非法的, 必须使用Integer i = new Integer(4)来实现基本数据类型转换为包装对象(new方法好像过时了)

JDK1.5之后Integer i = 4是正确的, 自动执行Integer i = Integer.valueof(5)

自动拆箱

每当需要一个值是, 对象会自动转换成基本类型, 没必要再显式调用intValue(), doubleValue()等转型方法

Integer i = 4;	// 自动装箱
int j = i;		// 自动拆箱

总结

Integer i = 13;		// 自动装箱
// 相当于编译器自动执行下面语句
Integer i = Integer.valueOf(13);	// 调用的是valueOf(13), 而不是new Integer(13)

int j = i;	// 自动拆箱
// 相当于编译器自动执行下面语句
int j = i.intValue();

1. 自动装箱通过调用包装类的xxxx.ValueOf()方法实现(xxxx代表Integer, Short等)
2. 自动拆箱通过调用包装类的VarName.xxxxValue()方法实现(xxxx代表int, short等)

自动装/拆箱的功能实际上是通过编译器来帮忙实现的, 编译器在编译时所依据的语法, 决定是否装箱

自动装/拆箱功能就是所谓的"编译器蜜糖", 虽然使用这个功能很方便, 但在程序运行过程中需了解Java语义, 注意包装类空指针异常

/***************包装类空指针异常****************/
public static void main(String[] srgs) {
	Integer i = null; 	// 空指针
	int j = i;
}

/********************报错***********************
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
	at zyb.cn.WrapperClass.main(WrapperClass.java:37)
*/

包装类的缓存

整型, char类型所对应的包装类, 在自动装箱时, 对于-128~127之间的值会进行缓存处理, 其目的是为了提高效率

缓存处理的原理: 如果数据在-128~127之间, 那么在类加载时, 就已经为该类区间的每个数值创建了对象, 并将这256个对象存放到一个名为cache数组中. 每当自动装箱过程发生时(或者手动调用valueOf()), 就会先判断数据是否在该区间内, 如果在, 则直接获取数组中对应的包装类对象的引用, 如果不在, 则会通过new调用包装类的构造方法来创建对象

/********************Integer相关源码************************/
@HotSpotIntrinsicCandidate
public static Integer valueOf(int i) {
    if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
        return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
    return new Integer(i);
}

/*
*	1.IntegerCache类为Integer类的一个静态内部类, 仅供Integer类使用
*	2.一般情况下IntegerCache.low为-128, IntegerCache.high为127, IntegerCache.cache为内部类的一个静态属性, 相关源码如下
*/

/********************IntegerCache相关源码************************/
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 =
            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() {}
}

由上面的源码可以看出, 静态代码块的目的就是初始化数组cache, 这个过程会在类加载时完成

/***************************测试例子****************************/
public static void main(String[] args) {
/*
 * 缓存[-128, 127]之间的数字, 实际是系统初始的时候, 创建了[-128, 127]之间的一个缓存数组
 * 当调用valueOf()时, 首先检查是否在[-128, 127]之间, 如果在这个范围则直接从缓存数组中拿出已经建好的对象
 *如果不在这个范围, 则创建新的Integer()对象
 */
	Integer in1 = -128;
	Integer in2 = Integer.valueOf(-128);
	System.out.println(in1 == in2);	// true, 因为128在缓存内
	System.out.println(in1.equals(in2));

	System.out.println("############分隔符#############");

	Integer in3 = 1280;
	Integer in4 = 1280;

	System.out.println(in3 == in4);	// false, 因为1280不在缓存内
	System.out.println(in3.equals(in4));
}

/*
true
true
############分隔符#############
false
true
*/