java自動裝箱與拆箱

首先我們來解釋下什么叫做自動裝箱與拆箱:
自動裝箱就是Java自動將原始類型值轉換成對應的對象,反之將對象轉換成原始類型值,這個過程叫做拆箱。

原始類型與封裝類

原始類型 byte short char int long float double boolean
對應封裝類 Byte Short Character Integer Long Float Double Boolean

過程

自動裝箱時編譯器調用valueOf將原始類型值轉換成對象
同時自動拆箱時,編譯器通過調用類似intValue(),doubleValue()這類的方法將對象轉換成原始類型值。

裝箱過程是通過調用包裝器的valueOf方法實現(xiàn)的,而拆箱過程是通過調用包裝器的 xxxValue方法實現(xiàn)的,算數(shù)表達式會自動引發(fā)拆箱。

源碼

int類型自動裝箱:(如Integer i = 10;)

public static Integer valueOf(int i) {
  //判斷i是否在-128和127之間,如果不在此范圍,則從IntegerCache中獲取包裝類的實例。否則new一個新實例
  if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
    return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
  return new Integer(i);
}
 
 
//使用亨元模式,來減少對象的創(chuàng)建
private static class IntegerCache {
  static final int low = -128;
  static final int high;
  static final Integer cache[];
 
  //靜態(tài)方法,類加載的時候進行初始化cache[],靜態(tài)變量存放在常量池中
  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() {}
}

可以看出以上代碼說明自動裝箱的時候,通過valueOf方法創(chuàng)建Integer對象,如果數(shù)值在[-128,127]之間,便返回指向IntegerCache.cache中已經存在的對象的引用,否則創(chuàng)建一個新的Integer對象,這樣可以保證經常用到的integer對象不用一再創(chuàng)建。

8大基本類型的裝箱源碼:

//boolean原生類型自動裝箱成Boolean
public static Boolean valueOf(boolean b) {
  return (b ? TRUE : FALSE);
}
 
//byte原生類型自動裝箱成Byte
public static Byte valueOf(byte b) {
  final int offset = 128;
  return ByteCache.cache[(int)b + offset];
}
 
//short原生類型自動裝箱成Short
public static Short valueOf(short s) {
  final int offset = 128;
  int sAsInt = s;
  if (sAsInt >= -128 && sAsInt <= 127) { // must cache
    return ShortCache.cache[sAsInt + offset];
  }
  return new Short(s);
}
 
//char原生類型自動裝箱成Character
public static Character valueOf(char c) {
  if (c <= 127) { // must cache
    return CharacterCache.cache[(int)c];
  }
  return new Character(c);
}
 
//int原生類型自動裝箱成Integer
public static Integer valueOf(int i) {
  if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
    return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
  return new Integer(i);
}
 
//int原生類型自動裝箱成Long
public static Long valueOf(long l) {
  final int offset = 128;
  if (l >= -128 && l <= 127) { // will cache
    return LongCache.cache[(int)l + offset];
  }
  return new Long(l);
}
 
//double原生類型自動裝箱成Double
public static Double valueOf(double d) {
  return new Double(d);
}
 
//float原生類型自動裝箱成Float
public static Float valueOf(float f) {
  return new Float(f);
}

可以看出,除了double和float的自動裝箱代碼沒有使用緩存,每次都是new 新的對象外,其它的6種基本類型都使用了緩存策略。

其中Boolean中定義了2個靜態(tài)成員屬性:

public static final Boolean TRUE = new Boolean(true);
/** 
* The <code>Boolean</code> object corresponding to the primitive 
* value <code>false</code>. 
*/
public static final Boolean FALSE = new Boolean(false);

Integer i = new Integer(xxx)和Integer i =xxx;的區(qū)別。

1)第一種方式不會觸發(fā)自動裝箱的過程;而第二種方式會觸發(fā);

2)在執(zhí)行效率和資源占用上的區(qū)別。第二種方式的執(zhí)行效率和資源占用在一般性情況下要優(yōu)于第一種情況(這并不是絕對的)。

下面程序的輸出結果是什么?

public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    Integer a = 1;
    Integer b = 2;
    Integer c = 3;
    Integer d = 3;
    Integer e = 321;
    Integer f = 321;
    Long g = 3L;
    Long h = 2L;
    System.out.println(c==d);
    System.out.println(e==f);
    System.out.println(c==(a+b));
    System.out.println(c.equals(a+b));
    System.out.println(g==(a+b));
    System.out.println(g.equals(a+b));
    System.out.println(g.equals(a+h));
  }
}

輸出結果:

true
false
true
true
true
false
true

當 “==”運算符的兩個操作數(shù)都是包裝器類型的引用(integer在數(shù)值在-127~128之間會返回緩存的對象),則是比較指向的是否是同一個對象,而如果其中有一個操作數(shù)是表達式(包含算術運算)則比較的是數(shù)值(會觸發(fā)自動拆箱的過程)。

對于包裝器類型,equals方法并不會進行類型轉換。

第一個和第二個輸出結果沒有什么疑問。
第三句由于 a+b包含了算術運算,因此會觸發(fā)自動拆箱過程(會調用intValue方法),因此它們比較的是數(shù)值是否相等。
而對于c.equals(a+b)會先觸發(fā)自動拆箱過程,再觸發(fā)自動裝箱過程,也就是說a+b,會先各自調用intValue方法,得到了加法運算后的數(shù)值之后,便調Integer.valueOf方法,再進行equals比較。
同理對于后面的也是這樣,不過要注意倒數(shù)第二個和最后一個輸出的結果(如果數(shù)值是int類型的,裝箱過程調用的是Integer.valueOf;如果是long類型的,裝箱調用的Long.valueOf方法)。

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