深入理解Java之装箱与拆箱

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

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
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
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：

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

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)

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

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