深入理解Java之裝箱與拆箱

一、Java資料型別

1、在說裝箱與拆箱之前，先說一下Java的基本資料型別，Java從資料型別上可以劃分為值型別與參考型別，值型別是四類八種，分別是：

• 整數型：byte?，short?，int?，long
• 浮點型：?oat，double
• 字符型：char
• 布爾型：boolean

2、參考型別：

• 陣列
• 類（class）
• 介面（Interface）
• 列舉（enum）

3、值型別與參考型別的區別

1. 從概念方面上來說：
   • 值型別：變數名指向具體的值
   • 參考型別：變數名指向資料物件的記憶體地址
2. 從記憶體構建方面上來說：
   • 值型別：變數在宣告之后，Java就會立刻分配給它記憶體空間
   • 參考型別：它以特殊的方式（類似C指標）指向物件物體，這類變數宣告時不會分配記憶體，只是存盤
3. 從使用方面上來說：
   • 值型別：使用時需要賦具體值，判斷時用 ” == “號
   • 參考型別：使用時可以賦null，判斷時使用 equals 方法

二、Java資料型別轉換

1、自動轉換

• 定義：程式在執行程序中“悄然”進行的轉換，不需要用戶提前宣告，一般是從位數低的型別向位數高的型別轉換

• 優先關系：按從低到高的順序轉換，不同型別資料間的優先

  關系如下：

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

• 轉換規則：

  運算中，不同型別的資料先轉化為同一型別，然后進行運算

  運算元1型別	運算元2型別	轉換后的型別
  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、強制轉換

• 定義：強制型別轉換則必須在代碼中宣告，轉換順序不受限制

• 格式：在需要轉型的資料前加上“( )”，然后在括號內加入需要轉化的資料型別

• 結果：精度可能會丟失，也可能更加精確

  int x;
  double y;
  
  x = (int)3.14 + (int)5.20  //精度丟失
  y = (double)x + (double)8  //精度提升
  
  輸出：x = 8;y = 16.0
  

三、Java之裝箱與拆箱

1、包裝類

• Java是面向物件語言，號稱萬事萬物皆物件，因此，8種基本資料型別有了對應的類，這就是包裝類

2、什么是裝箱與拆箱

• 裝箱：將值型別裝換成參考型別的程序

• 拆箱：將參考型別轉換成值型別的程序

• 自動裝箱：

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

• 自動拆箱：

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

3、裝箱和拆箱是如何實作的

• 裝箱程序是通過呼叫包裝器的valueOf方法實作的
• 拆箱程序是通過呼叫包裝器的 xxxValue方法實作的，（xxx代表對應的基本資料型別）

4、注意點：

1. 大量使用自動拆裝箱會使性能降低，還會造成大量的記憶體消耗

2. 在多載方法中，可能出現問題

   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);
   

在上面這段代碼中ArrayList.remove方法有兩個多載方法，那么list.remove(2)是呼叫了哪個方法，remove掉的是值為2的物件，還是remove了index為2，值為4的那個物件呢？

在這種情況下，編譯器不會進行自動拆裝箱，所以呼叫的是remove(int index),index為2值為4的這個Integer物件會被remove.

如果要呼叫 remove(Object o)的方法，應該這么寫 list.remove(y)

3. 快取值問題

• 案例決議：

  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
  

• 觀察原始碼：

  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類

  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 =
              https://www.cnblogs.com/kalton/p/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() {}
  }
  

  從原始碼可以看出，在通過valueOf方法創建Integer物件的時候，如果數值在[-128,127]之間，便回傳指向IntegerCache.cache中已經存在的物件的參考；否則創建一個新的Integer物件

• Byte、Short、Integer、Long四種包裝類默認創建了數值為[-128,127]的相應型別的快取資料，但是超出此范圍仍會創建新的物件，

• Character默認會創建[0,127]的回應型別的快取資料

• 兩種浮點型沒有實作常量池技術，在某個范圍內的整型數值的個數是有限的，而浮點數卻不是

  包裝類	常量池	常量池范圍
  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	無
  Double	不存在	無

• 注意點：

  • 當 "=="運算子的兩個運算元都是 包裝器型別的參考，則是比較指向的是否是同一個物件，而如果其中有一個運算元是運算式（即包含算術運算）則比較的是數值（即會觸發自動拆箱的程序）
  • 對于包裝器型別，equals方法并不會進行型別轉換
  • 算術運算會觸發裝箱與拆箱程序

文章為原創，轉載請宣告出處

標籤：Java

上一篇：Git 不能提交空目錄？我也是醉了！

下一篇：終于靠開源專案弄到 IntelliJ IDEA 激活碼了，真香！