小白學Java：包裝類

目錄

• 小白學Java：包裝類
  • 包裝類的繼承關係
  • 建立包裝類實例
  • 自動裝箱與拆箱
    • 自動裝箱
    • 自動拆箱
  • 包裝類型的比較
    • "=="比較
    • equals比較
  • 自動裝箱與拆箱引起的弊端
    • 自動裝箱弊端
    • 自動拆箱引發的空指針

小白學Java：包裝類

學習了許久的Java，咱們知道Java是一種面向對象的語言，萬物皆對象。可是咱們以前在說到Java基本數據類型的時候，因爲處理對象須要額外的系統開銷，因而出於對性能的考慮，基本數據類型並不作爲對象使用。
既然是面向對象的，在Java中許多方法須要把對象做爲參數，可是基本類型變量身上沒有任何方法和屬性，因而Java提供了一個簡單的方法，就是爲每個基本數據類型類型都配套提供一個包裝類型，咱們即可以在二者之間來回反覆地橫跳。

包裝類的繼承關係

先看一波包裝類型的繼承圖：

數值類型都直接繼承於父類Number類，非數值類型Character和Boolean直接繼承於Object類。

除此以外，包裝類型的名字也很是好記，除了int->Integer和char->Character兩個比較特殊以外，其餘都是基本數據類型的首字母改成大寫便可,如：byte->Byte。

經過查看官方文檔，咱們能夠發現，數值類型繼承的Number類實際上是一個抽象類，那麼可想而知，該類中的抽象方法已經在這幾個數值類型中獲得實現，看一波：

很明顯，除了最後一個serialVersionUID（這個之後再總結），其餘的方法在數值型包裝類中都存在，能夠經過這些方法將對象「轉換」爲基本類型的數值。

建立包裝類實例

咱們再來看看包裝類型的構造器，咱們再查看全部包裝類以後，發現：

• 全部的包裝類型都不存在無參構造器。
• 全部包裝類的實例都是不可變的。
• 一旦建立對象後，它們的內部值就不能進行改變。
  在JDK1.5以前，咱們能夠這樣把基本數據類型轉換爲包裝類對象，這個過程也叫作裝箱，固然反向的過程叫作拆箱：

Integer i1 = new Integer(5);//5
Integer i2 = new Integer("5");//5

• 第一句調用的是傳入int類型參數的構造器，this.value = value，一目瞭然。
• 第二句調用的是傳入String類型參數的構造器，其實又是調用了靜態方法parseInt(String s,int radix):

public Integer(String s) throws NumberFormatException {
    this.value = parseInt(s, 10);
}

深究一下，parse(String s,int radix)中的radix其實表明着進制信息，而咱們的構造器默認讓radix爲10，表明着輸出字符串s在十進制下的數，因此除了數字0-9以外，字符串中不能有其餘的玩意兒，不然會拋出NumberFormatException的異常。

自動裝箱與拆箱

咱們在上面說過，基本數據類型和包裝類型之間的轉換涉及到裝箱與拆箱的操做，爲了簡化代碼，在JDK1.5以後，Java容許基本類型和包裝類型之間能夠自動轉換。

自動裝箱

將基本類型直接賦值給對應的引用類型，編譯器在底層自動調用對應的valueOf方法。
就像下面這樣：

int i = 5;
Integer in = i;

咱們利用debug調試工具設上斷點，發如今執行Integer in = i;時，將會自動調用下面的方法：

繼續深究其底層實現，咱們發現IntegerCache實際上是Integer包裝類的一個內部類，咱們進入IntegerCache一探究竟：

咱們會發現全部的整數類型的（包括Character）包裝類裏都有相似的玩意兒，因此大體運行的規則應該大體相同，在這裏就總結幾點不太同樣的：

• 只有Integer包裝類才能夠更改緩存大小。
• Character容量只有128。
  浮點數類型包裝類並不存在緩存機制，是由於在必定的範圍內，該類型的數值並非有限的。
  看到這，咱們大體就能夠得出結論，整數數值類型在自動裝箱的時候會進行判斷數值的範圍，若是正好在緩存區，那麼就沒必要建立新的對象，它們將會指向同一地址。Java中另外一個例子就是咱們說的字符串常量池。
  因此下面很火的幾條語句，結果就很明顯了：

int num = 100;
Integer i1 = num;
Integer i2 = num;
System.out.println(i1==i2);//true
//num改成200，結果爲false

Integer i1 = 100;
Integer i2 = new Integer(100);
System.out.println(i1 == i2);//false

自動拆箱

將引用類型字節賦值給對應的基本類型，編譯器在底層自動調用對應的xxxvalue方法（如intValue）。

Integer in = 5;
int i = in;

自動拆箱相對來講就稍微簡單一點了，咱們仍是利用debug工具，發現上面的代碼將會自動調用下面的方法

包裝類型的比較

"=="比較

int num = 100;
Integer i1 = num;
Integer i2 = num;
//都是包裝器類型的引用時，比較是否指向同一對象。
System.out.println(i1==i2);//true

Integer i1 = 128;
int i2 = 128;
//若是包含算數運算符，則底層自動拆箱，即比較數值。
System.out.println(i1 == i2);//true
Integer i3 = 1;
Integer i4 = 129;
System.out.println(i4 == i1+i3);//true

equals比較

equals比較的是同一包裝類型，即比較二者數值是否相等

Integer i1 = 5;
Integer i2 = 5;
Integer i3 = 10;
//同一包裝類型，比較數值是否相等
System.out.println(i1.equals(i2));//true
System.out.println(i3.equals(i1+i2));//true

Long l1 = 5L;
Long l2 = 10L;
//Long與Integer比較，不是同一類型，false
System.out.println(l1.equals(i1));//false
//先自動拆箱，i1先轉爲int，l轉爲long，int自動類型提高轉爲long，最後相等
System.out.println(l2.equals(l1+i1));//true

自動裝箱與拆箱引起的弊端

自動裝箱弊端

Integer sum = 0;
for(int i = 500;i<5000;i++){
    //先自動拆箱，然後自動裝箱
    sum+=i;
}

在拆箱裝箱操做以後，因爲sum數值超過緩存範圍，因此會new出4500個毫無用處的實例對象，大大影響了程序的性能。因此在循環語句以前，務必聲明正確的變量類型。

自動拆箱引發的空指針

private static Integer sum;
public static void setSum(Integer num,boolean flag){
    sum = (flag)?num:-1;
}

上面的代碼，當num傳入爲null時，即會引起空指針異常，由於包裝類在進行算術運算時（上述是三目運算），若是數據類型不一致，將會先自動拆箱轉換成基本類型進行運算，而null若是調用了intValue()方法就會造成空指針。
改進方案：

public static void setSum(Integer num,boolean flag){
//這樣類型一致，便不會自動拆箱了
    sum = (flag)?num:Integer.valueOf(-1);
    
}

參考連接：

Java 自動裝箱與拆箱的實現原理

Java的自動裝箱、拆箱

Integer緩存池（IntegerCache）及整型緩存池
Java中的自動裝箱與拆箱