想必大家都知道 Java 的基础数据类型有:char、byte、short、int、long、float、double、boolean 这几种,与 C/C++ 等语言不同的是,Java 的基础数据的位数是固定不变的。
????Java 作为一门面向对象的语言,自然少不了对象了,因此基础数据类型都对应存在一个基本类型封装器类,它们的封装器分别为:Character、Byte、Short、Integer、Long、Float、Double、Boolean。
???? 在 JDk1.5 之前,在基础数据类型与其封装器之间的转化必须手动进行,其中将基本数据类型转换为封装器类型需要调用封装类的静态方法 T.valueOf(),T 代表封装器类型的名称,而将封装器类型转换为基本数据类型需要调用它的实例方法 xValue();x 代表基础数据类型的名称,这个过程比较繁琐,故从 JDK1.5 开始,JDK 提供了自动装箱的特性,不再需要手动进行了。所谓装箱指:将基本数据类型转换为对应的封装器类型,拆箱指:将封装器类型转换为对应的基本数据类型。eg:
Integer a = 1;// 装箱, 底层实现:Integer a = Integer.valueOf(1);
int b = a; // 拆箱, 底层实现:int b = a.intValue();
eg:
- public class PackageAndUnpackageDemo{
- public static void main(String[] args) {
- Integer a = 1;//装箱,底层实现:Integer a = Integer.valueOf(1);
- int b = a; //拆箱,底层实现:int b = a.intValue();
- }
- }
反编译结果
从图片中我们可以看到,装拆箱确实是这样实现的。
???? 此外,为了提高封装器的效率,Java 将常用的数据缓存起来放到封装器对象数组里面,装箱的时候判断如果数据在缓存的范围内则从缓存里面取出对象,否则将 new 一个出来。
Integer 相关的源码如下:
我们可以看到,当数字的范围在 low 与 high 之间时,直接从 cache 对象数组中获取,否则就 new 一个对象,cache 的源码如下:
Integer 的 cache 数组与其他的有些区别是,Integer 可以自定义数组的上限,而其他封装器的 cache 是固定的。
封装器的缓存的大小以及他们对应的基础数据类型的范围见下表:
基本类型 | 封装器 | 字节数 | 最大值 | 最小值 | 缓存范围 |
---|---|---|---|---|---|
byte | Byte | 1byte | 2^7 - 1 | -2^7 | -128~127 |
short | Short | 2byte | 2^15 - 1 | -2^15 | -128~127 |
char | Character | 2byte | 2^16 - 1 | 0 | 0~127 |
int | Integer | 4byte | 2^31 - 1 | -2^31 | -128~127 |
long | Long | 8byte | 2^63 - 1 | -2^63 | -128~127 |
float | Float | 4byte | 3.4e+38 | 1.4e-45 | 无缓存 |
double | Double | 8byte | 1.8e+308 | 4.9e-324 | 无缓存 |
boolean | Boolean | 1byte/4byte / 不明确 | - | - | false、true |
看到这里您
我们注意到 Boolean 与 Byte 全部被缓存了,boolean 类型没有给出精确的定义,《Java 虚拟机规范》给出了 4 个字节,和 boolean 数组 1 个字节的定义,具体还要看虚拟机实现是否按照规范来,所以 1 个字节、4 个字节都是有可能的,这个在这里不做深究。
看到这里想必您现在应该能够理解下面的一些现象吧:
- public class CacheDemo{
- public static void main(String[] args) {
- Integer a = 127;
- Integer b = 127;
- System.out.println(a == b);//true
- Integer c = 128;
- Integer d = 128;
- System.out.println(c == d);//false
- Integer e = -128;
- Integer f = -128;
- System.out.println(e == f);//true
- Integer g = -129;
- Integer h = -129;
- System.out.println(g == h);//false
- }
- }
由于 127 与 - 128 都在缓存数组缓存的范围内,所以他们是直接从缓存数组中取得的对象,故引用相同,而 128 与 - 129 不在该范围内,所以是 new 出来的,故引用不相同。当然得到这个结果的前提条件是我们没有指定 Integer 缓存数组的上限,直接使用它的默认上限 127。您可以通过 - Djava.lang.Integer.IntegerCache.high=128 指定上限为 128,那么运行结果就有所不同了。
java CacheDemo
- true
- false
- true
- false
java -Djava.lang.Integer.IntegerCache.high=128 CacheDemo
- true
- true
- true
- false
到这里需要提醒一下大家的是,"Java 中对引用类型而言 == 比较的是引用,而 equals() 比较的是内容 " 这句话其实严格意义上来讲不准确。
我们不妨看一下对象之源 Object 中关于 equals() 的实现
- public boolean equals(Object obj) {
- return (this == obj);
- }
OK,Object 的 equals() 方法默认还是使用了"==",所以要是自定义的对象没有 Override 该方法与 hashCode() 方法,那么比较的也是引用而不是内容了。当然 Java 的大部分类都重写了该方法,但是还有一些类如 StringBuffer,StringBuilder 没有重写该方法,这点需要注意。
自动的装拆箱给我们带来了很大的方便,大部分情况下我们都将封装器与基础数据类型混为一谈了,但是二者之间毕竟还是存在着一些差别,在某些场景下要是不注意,自动装拆箱这个语法糖也会给我们带来一些意想不到的后果。
???? 由于引用类型的默认值是 null, 而不能将 null 赋值给基本数据类型,在拆箱的过程中可能会导致空指针异常,这个需要我们格外注意要加以判断:
如下面的情形:
- import java.util.List;
- import java.util.ArrayList;
- public class NullPointInUnpackageDemo{
- public static void main(String[] args) {
- List list = new ArrayList(3);
- list.add(0);
- list.add(1);
- list.add(null);
- for (int n:list){
- System.out.println("n="+n);
- }
- }
- }
运行结果:
- n=0
- n=1
- Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
- at NullPointInUnpackageDemo.main(NullPointInUnpackageDemo.java:10)
当然例子出现空指针异常的情况我们一眼就能够看出,但是实际开发过程可能由于疏忽或者不那么直接的拆箱行为,将会带来意想不到的错误,这是我们需要格外注意的。
在方法的重载某些情形,封装器带来的使用可能会带来方法调用的模糊性问题,给我们带来一些意想不到的 bug,比如下面的情形:
- public class BugInOverloading{
- public static void test(Integer num){
- System.out.println("Integer num");
- }
- public static void test(long num){
- System.out.println("long num");
- }
- public static void main(String[] args) {
- test(1);
- }
- }
您能够一眼看出会调用哪个方法吗?好吧,结果可能与您想象中的可能有点出入,运行结果是
- long num
也就是说它居然没有调用 test(Integer num),反而直接向上转型为 long 调用了 test(long num),这不很费解吗?对于该现象的解释是:Java 为了向下兼容,保证程序的正确性,在方法重载时先不考虑自动装拆箱,而是遵循最精确匹配的原则,找最匹配的类型,由于没有 int 类型的方法可以调用,但是有 long 类型的方法,那么根据这个原则,int 向上转型为 long 了,而不是自动装箱,这点需要注意,额,时间不早了,就先这样吧,以上便是 Java 基本数据类型及其封装器的一些千丝万缕的纠葛。
圉于博主的水平,理解可能有所偏差,还望各位大佬不吝指正!
来源: http://www.bubuko.com/infodetail-1972711.html