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深入理解Java之装箱与拆箱

开发技术 开发技术 1个月前 (10-27) 16次浏览

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)

深入理解Java之装箱与拆箱

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);
    

深入理解Java之装箱与拆箱

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)

  1. 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() {}
    }
    

    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
    Double 不存在
  • 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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