Java 基本数据类型和封装类型

约定不等于承诺〃 2023-01-23 04:00 5阅读 0赞

### 八种基本数据类型的封装数据类型如下表： ###

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>基本数据类型</th> 
   <th>封装数据类型</th> 
   <th>类型描述</th> 
   <th>字节数</th> 
   <th>范围</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>byte</td> 
   <td>Byte</td> 
   <td>整型</td> 
   <td>1</td> 
   <td>[-128, 127]</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>short</td> 
   <td>Short</td> 
   <td>整型</td> 
   <td>2</td> 
   <td>[- 32768, 32767] or [-2^15, 2^15-1]</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>int</td> 
   <td>Integer</td> 
   <td>整型</td> 
   <td>4</td> 
   <td>[-2^31, 2^31-1]</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>long</td> 
   <td>Long</td> 
   <td>长整型</td> 
   <td>8</td> 
   <td>[-2^63, 2^63 -1]</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>float</td> 
   <td>Float</td> 
   <td>单精度浮点型</td> 
   <td>4</td> 
   <td>-</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>double</td> 
   <td>Double</td> 
   <td>双精度浮点型</td> 
   <td>8</td> 
   <td>-</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>char</td> 
   <td>Character</td> 
   <td>字符型</td> 
   <td>2</td> 
   <td>[0, 65535]</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>boolean</td> 
   <td>Boolean</td> 
   <td>布尔类型</td> 
   <td>&gt;1</td> 
   <td>-</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

Byte、Short、Integer、Long、Character、Boolean 实现了常量池技术。前四种常量值范围为\[-128, 127\]，Character 范围为\[0, 127\]，Boolean 为 true 或 false

Float、Double 没有实现常量池技术。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2RlanVueWFuZw_size_16_color_FFFFFF_t_70]

## 解读 Integer 常量池 ##

### 简介 ###

Integer 是基本数据类型 int 的封装类型，使用位移的方式实现大部分操作。  
提供了 int 转 String，String 转 int，以及处理 int 时的一些常量和方法。

### 常量池(对象缓存) ###

先看代码

int a = 127;
            int b = 128;
            int c = -128;
            int d = -129;
    
            Integer e = 127;
            Integer f = 127;
            Integer g = new Integer(127);
    
            Integer h = 128;
            Integer i = 128;
            Integer j = new Integer(128);
    
            Integer k = -128;
            Integer l = -128;
            Integer m = new Integer(-128);
    
            Integer n = -129;
            Integer o = -129;
            Integer p = new Integer(-129);
    
            System.out.println(a == e);            // true
            System.out.println(a == g);            // true
            System.out.println(e == f);            // true
            System.out.println(e == g);            // false
            System.out.println(e.equals(a));       // true
            System.out.println(g.equals(a));       // true
            System.out.println(e.equals(f));       // true
            System.out.println(e.equals(g));       // true

解读：

1.  new Integer(123)，是创建一个新的 Integer 对象，不会从常量池中获取值；
2.  Integer i = 123，相当于调用 valueOf() 方法，该值会从常量池汇总获取；

**双等号 ==**

1.  用于比较基本数据类型的时候比较的是数值是否相等
2.  用于比较两个对象时比较的是两个对象的内存地址

**Integer 对象的两种创建方式**

1.  **直接赋值:** 例如：Integer a = 1;
2.  **构造函数：** 例如：Integer a = new Integer(1);  
    **直接赋值方式**：通过 IntegerCache 对象缓存进行复制，缓存数值的范围为 \[-128, 127\]，java.lang.Integer.IntegerCache.high 可以设置缓存的最大值，-XX:AutoBoxCacheMax=<size>  
    **构造函数方式**：通过 Integer 的构造函数创建的 Integer 对象，不会从缓存中赋值，而是创建一个新的对象。

缓存对象代码：

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() {}
        }

### 为什么要使用常量池技术 ？ ###

将常用的数值缓存到JVM常量池中在一定程度上可以提高速率。

### 常量池为什么选择这个范围，可不可以更大或更小 ？ ###

常量池的大小没有一个最优的值，要根据项目的业务需求而定，可以通过 -XX:AutoBoxCacheMax=<size> 参数进行调整，个人习惯将其调整为 20000

**小结**

1.  Byte、Short、Integer、Long 都具有对象缓存。
2.  对象缓存是为了提高性能；
3.  缓存以支持 JLS 要求的 -128(含) 到 127(含)之间的值的自动装箱的对象标识语义。

# 自动装箱和拆箱 #

自动装箱是 Java 编译器在原始数据类型与其所对应的对象包装类型之间进行的自动转换。例如，将 int 转换为 Integer，将 double 转换为 Double 等等叫做自动装箱。如果转换以相反的方式进行，则称为拆箱。

这是自动装箱的最简单实例：

Character ch = 'a';

考虑以下代码：

List<Integer> li = new ArrayList<>();
    for (int i = 1; i < 50; i += 2) { 
    	li.add(i);
    }

尽管你将 int 值作为原始数据类型而不是 Integer 对象添加到 li 中，但代码会编译。因为 li 是一个 Integer 对象列表，而不是一个 int 值列表，你可能想知道为什么 Java 编译器不会发出编译时错误。编译器不会产生错误，因为它从 i 创建了一个 Integer 对象并将该对象添加到 li。因此，编译器在运行时将之前的代码转换为以下代码：

List<Integer> li = new ArrayList<>();
    for (int i = 1; i < 50; i += 2) { 
    	li.add(Integer.valueOf(i));
    }

将原始数据类型值(例如 int)转换为相应包装类(Integer)的对象称为自动装箱。当原始数据类型的值是：

*  作为参数传递给需要相应包装类的对象的方法；
 *  分配给相应包装类的变量；

考虑以下方法：

public static int sumEven(List<Integer> li) { 
    	int sum = 0;
    	for (Integer i : li) { 
    		if (i % 2 ==0){ 
    			sum += i;
    		}
    		return sum;
    	}
    }

因为取余(%)和一元加号(+=)运算符不适用于 Integer 对象，你可能想知道为什么 Java 编译器编译该方法而不发出任何错误。编译器不会发生错误，因为它会在运行时调用 intValue 方法将 Integer 转换为 int：

public static int sumEven(List<Integer> li) { 
    	int sum = 0;
    	for (Integer i : li) { 
    		if (i.intValue() % 2 == 0) { 
    			sum += i.intValue();
    		}
    		return sum;
    	}
    }

将包装类型(Integer)的对象转换为其对应的原始(int)值称为拆箱。当包装类的对象是：

*  作为参数传递给需要相应原始类型值的方法；
 *  分配给相应原始类型的变量；

拆箱示例展示了这是如何工作的：

import java.util.ArrayList;
    import java.util.List;
    public class Unboxing { 
    	public static void main(String[] args) { 
    		Integer i = new Integer(-8);
    		// 1. 通过方法调用拆箱
    		int absVal = absoluteValue(i);
    		System.out.println("absolute value of " + i + " = " + absVal);
    		// 通过调用方法自动装箱
    		List<Double> ld = new ArrayList<>();
    		ld.add(3.1416);
    		// 通过分配拆箱
    		double pi = ld.get(0);
    		System.out.println("pi = " + pi);
    	}
    	public static int absoluteValue(int i) { 
    		return (i < 0) ? -i : i;
    	}
    }

该程序打印一下内容：

absolute value of -8 = 8
    pi = 3.1416

自动装箱和拆箱使开发人员能够编写更简洁的代码，使其更易于阅读。下表列出了 Java 编译器用于自动装箱和拆箱的基本类型及其相应的包装类型：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>Primitive type</th> 
   <th>Wrapper class</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>boolean</td> 
   <td>Boolean</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>byte</td> 
   <td>Byte</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>char</td> 
   <td>Character</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>float</td> 
   <td>Float</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>int</td> 
   <td>Integer</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>long</td> 
   <td>Long</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>short</td> 
   <td>Short</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>double</td> 
   <td>Double</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2RlanVueWFuZw_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221004/d265242b2a304d7e8a9ac4bc34843615.png