深入理解Java之装箱与拆箱

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与引用类型，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）

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); 

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)

    3.  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.  
               }  
           }  
           hhigh = 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	无
Double	不存在	无

•  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