Java基础系列(十九):自动装箱与自动拆箱

包装器

有些时候,我们需要把类似于int,double这样的基本数据类型转成对象,于是设计者就给每一个基本数据类型都配置了一个对应的类,这些类被称为包装器。

包装器整体来说分为四大种:

  1. Number,Number类派生出了Integer,Double,Long,Float,Short,Byte这六个小类分别代表了int,double,long,float,short,byte这六种基本数据类型。
  2. Character,对应的基本数据类型是char。
  3. Void,对应的是关键字void,这个类我们会经常在反射中看到,用于表示方法的返回值是void,这里不再赘述,后面反射章节详细讲解。
  4. Boolean,对应的是基本数据类型boolean。

要记住下面两点包装器的特性:

  1. 包装器是不可变的,一旦构造了包装器,就不允许更改包装在其中的值。
  2. 包装器是final定义的,不允许定义它的子类。

自动装箱和自动拆箱

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ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
 
list.add(3);
 
int x = list.get(0);

自动装箱

当我们添加int值 到一个集合元素全部是Integer的集合中去时候,这个过程发生了什么?

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list.add(3);
 
//实际上面的代码会被编译器给自动的变成下面的这个代码
list.add(Integer.valueOf(3))

编译器在其中所作的这个事情就叫做自动装箱。

自动拆箱

当我们取出一个集合中的元素并将这个元素赋给一个int类型的值的时候,这其中又发生了什么呢?

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int x = list.get(0);
 
//实际上面的代码会被编译器给自动的变成下面的这个代码
int x = list.get(0).intValue();

编译器这其中所作的这个事情就叫做自动拆箱

自动装箱和自动拆箱中的坑

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Integer i1 = 100;
Integer i2 = 100;
Integer i3 = 300;
Integer i4 = 300;
 
System.out.println(i1 == i2);
System.out.println(i3 == i4);

这是一道经典的面试题,打印出来的结果是:

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true
false

为什么会发生这样的事情,我们记得自动装箱的时候会自动调用Integer的valueOf方法,我们现在来看一下这个方法的源码:

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public static Integer valueOf(int i) {
        if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
            return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
        return new Integer(i);
}

而这个IntegerCache是什么呢?

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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() {}
}

 

从这2段代码可以看出,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。

上面的代码中i1和i2的数值为100,因此会直接从cache中取已经存在的对象,所以i1和i2指向的是同一个对象,而i3和i4则是分别指向不同的对象。

这样我们就不难理解为什么一个是false,一个是true了。

其他的包装器的valueOf方法也有不同的实现和不同的范围,具体的我们会在源码深度解析专栏来分析,敬请期待~