• 4.3 详解Java的自动装箱与拆箱 > 我的程序猿之路:第三十三章


    一、什么是自动装箱拆箱 (Autoboxing and unboxing)
    很简单,下面两句代码就可以看到装箱和拆箱过程

    1 //自动装箱
    2 Integer total = 99;
    3 
    4 //自定拆箱
    5 int totalprim = total;

     

    简单一点说,装箱就是自动将基本数据类型转换为包装器类型;拆箱就是自动将包装器类型转换为基本数据类型。

    下面我们来看看需要装箱拆箱的类型有哪些:

    这里写图片描述

    这里写图片描述

    这个过程是自动执行的,那么我们需要看看它的执行过程:

    复制代码
    1 public class Main {
    2     public static void main(String[] args) {
    3     //自动装箱
    4     Integer total = 99;
    5 
    6     //自定拆箱
    7     int totalprim = total;
    8     }
    9 }
    复制代码

     

    反编译class文件之后得到如下内容:

     1 javap -c StringTest 

    这里写图片描述

    Integer total = 99; 
    执行上面那句代码的时候,系统为我们执行了: 
    Integer total = Integer.valueOf(99);

    int totalprim = total; 
    执行上面那句代码的时候,系统为我们执行了: 
    int totalprim = total.intValue();

    我们现在就以Integer为例,来分析一下它的源码: 
    1、首先来看看Integer.valueOf函数

    1 public static Integer valueOf(int i) {
    2 return  i >= 128 || i < -128 ? new Integer(i) : SMALL_VALUES[i + 128];
    3 }

    它会首先判断i的大小:如果i小于-128或者大于等于128,就创建一个Integer对象,否则执行SMALL_VALUES[i + 128]。

    首先我们来看看Integer的构造函数:

    复制代码
    1 private final int value;
    2 
    3 public Integer(int value) {
    4     this.value = value;
    5 }
    6 
    7 public Integer(String string) throws NumberFormatException {
    8     this(parseInt(string));
    9 }
    复制代码

    它里面定义了一个value变量,创建一个Integer对象,就会给这个变量初始化。第二个传入的是一个String变量,它会先把它转换成一个int值,然后进行初始化。

    下面看看SMALL_VALUES[i + 128]是什么东西:

     1 private static final Integer[] SMALL_VALUES = new Integer[256]; 

    它是一个静态的Integer数组对象,也就是说最终valueOf返回的都是一个Integer对象。

    所以我们这里可以总结一点:装箱的过程会创建对应的对象,这个会消耗内存,所以装箱的过程会增加内存的消耗,影响性能。

    2、接着看看intValue函数

    1 @Override
    2 public int intValue() {
    3     return value;
    4 }

    这个很简单,直接返回value值即可。

    二、相关问题 
    上面我们看到在Integer的构造函数中,它分两种情况: 

    1、i >= 128 || i < -128 =====> new Integer(i) 
    2、i < 128 && i >= -128 =====> SMALL_VALUES[i + 128]

    1 private static final Integer[] SMALL_VALUES = new Integer[256];

    SMALL_VALUES本来已经被创建好,也就是说在i >= 128 || i < -128是会创建不同的对象,在i < 128 && i >= -128会根据i的值返回已经创建好的指定的对象。

    说这些可能还不是很明白,下面我们来举个例子吧:

    复制代码
     1 public class Main {
     2     public static void main(String[] args) {
     3 
     4         Integer i1 = 100;
     5         Integer i2 = 100;
     6         Integer i3 = 200;
     7         Integer i4 = 200;
     8 
     9         System.out.println(i1==i2);  //true
    10         System.out.println(i3==i4);  //false
    11     }
    12 }
    复制代码

    代码的后面,我们可以看到它们的执行结果是不一样的,为什么,在看看我们上面的说明。 
    1、i1和i2会进行自动装箱,执行了valueOf函数,它们的值在(-128,128]这个范围内,它们会拿到SMALL_VALUES数组里面的同一个对象SMALL_VALUES[228],它们引用到了同一个Integer对象,所以它们肯定是相等的。

    2、i3和i4也会进行自动装箱,执行了valueOf函数,它们的值大于128,所以会执行new Integer(200),也就是说它们会分别创建两个不同的对象,所以它们肯定不等。

    下面我们来看看另外一个例子:

    复制代码
     1 public class Main {
     2     public static void main(String[] args) {
     3 
     4         Double i1 = 100.0;
     5         Double i2 = 100.0;
     6         Double i3 = 200.0;
     7         Double i4 = 200.0;
     8 
     9         System.out.println(i1==i2); //false
    10         System.out.println(i3==i4); //false
    11     }
    12 }
    复制代码

    看看上面的执行结果,跟Integer不一样,这样也不必奇怪,因为它们的valueOf实现不一样,结果肯定不一样,那为什么它们不统一一下呢? 
    这个很好理解,因为对于Integer,在(-128,128]之间只有固定的256个值,所以为了避免多次创建对象,我们事先就创建好一个大小为256的Integer数组SMALL_VALUES,所以如果值在这个范围内,就可以直接返回我们事先创建好的对象就可以了。

    但是对于Double类型来说,我们就不能这样做,因为它在这个范围内个数是无限的。 
    总结一句就是: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。

    所以在Double里面的做法很直接,就是直接创建一个对象,所以每次创建的对象都不一样。

    1 public static Double valueOf(double d) {
    2     return new Double(d);
    3 }

    下面我们进行一个归类: 
    Integer派别:Integer、Short、Byte、Character、Long这几个类的valueOf方法的实现是类似的。 
    Double派别:Double、Float的valueOf方法的实现是类似的。每次都返回不同的对象。

    下面对Integer派别进行一个总结,如下图: 
    这里写图片描述

    下面我们来看看另外一种情况:

    复制代码
     1 public class Main {
     2     public static void main(String[] args) {
     3 
     4         Boolean i1 = false;
     5         Boolean i2 = false;
     6         Boolean i3 = true;
     7         Boolean i4 = true;
     8 
     9         System.out.println(i1==i2);//true
    10         System.out.println(i3==i4);//true
    11     }
    12 }
    复制代码

    可以看到返回的都是true,也就是它们执行valueOf返回的都是相同的对象。

    1 public static Boolean valueOf(boolean b) {
    2     return b ? Boolean.TRUE : Boolean.FALSE;
    3 }

    可以看到它并没有创建对象,因为在内部已经提前创建好两个对象,因为它只有两种情况,这样也是为了避免重复创建太多的对象。

    1 public static final Boolean TRUE = new Boolean(true);
    2 
    3 public static final Boolean FALSE = new Boolean(false);

     

    上面把几种情况都介绍到了,下面来进一步讨论其他情况。

    1 Integer num1 = 400;  
    2 int num2 = 400;  
    3 System.out.println(num1 == num2); //true
    说明num1 == num2进行了拆箱操作
    1 Integer num1 = 100;  
    2 int num2 = 100;  
    3 System.out.println(num1.equals(num2));  //true

    我们先来看看equals源码:

    1 @Override
    2 public boolean equals(Object o) {
    3     return (o instanceof Integer) && (((Integer) o).value == value);
    4 }

    我们指定equal比较的是内容本身,并且我们也可以看到equal的参数是一个Object对象,我们传入的是一个int类型,所以首先会进行装箱,然后比较,之所以返回true,是由于它比较的是对象里面的value值。

    1 Integer num1 = 100;  
    2 int num2 = 100;  
    3 Long num3 = 200l;  
    4 System.out.println(num1 + num2);  //200
    5 System.out.println(num3 == (num1 + num2));  //true
    6 System.out.println(num3.equals(num1 + num2));  //false

    1、当一个基础数据类型与封装类进行==、+、-、*、/运算时,会将封装类进行拆箱,对基础数据类型进行运算。 
    2、对于num3.equals(num1 + num2)为false的原因很简单,我们还是根据代码实现来说明:

    1 @Override
    2 public boolean equals(Object o) {
    3     return (o instanceof Long) && (((Long) o).value == value);
    4 }

    它必须满足两个条件才为true: 
    1、类型相同 
    2、内容相同 
    上面返回false的原因就是类型不同。

    1 Integer num1 = 100;
    2 Ingeger num2 = 200;
    3 Long num3 = 300l;
    4 System.out.println(num3 == (num1 + num2)); //true

    我们来反编译一些这个class文件:javap -c StringTest 
    这里写图片描述

    可以看到运算的时候首先对num3进行拆箱(执行num3的longValue得到基础类型为long的值300),然后对num1和mum2进行拆箱(分别执行了num1和num2的intValue得到基础类型为int的值100和200),然后进行相关的基础运算。

    我们来对基础类型进行一个测试:

    1 int num1 = 100;
    2 int num2 = 200;
    3 long mum3 = 300;
    4 System.out.println(num3 == (num1 + num2)); //true

    就说明了为什么最上面会返回true.

    所以,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)。

    陷阱1:

    1  Integer integer100=null;  
    2  int int100=integer100;

    这两行代码是完全合法的,完全能够通过编译的,但是在运行时,就会抛出空指针异常。其中,integer100为Integer类型的对象,它当然可以指向null。但在第二行时,就会对integer100进行拆箱,也就是对一个null对象执行intValue()方法,当然会抛出空指针异常。所以,有拆箱操作时一定要特别注意封装类对象是否为null。

    总结: 
    1、需要知道什么时候会引发装箱和拆箱 
    2、装箱操作会创建对象,频繁的装箱操作会消耗许多内存,影响性能,所以可以避免装箱的时候应该尽量避免。

    3、equals(Object o) 因为原equals方法中的参数类型是封装类型,所传入的参数类型(a)是原始数据类型,所以会自动对其装箱,反之,会对其进行拆箱

    4、当两种不同类型用==比较时,包装器类的需要拆箱, 当同种类型用==比较时,会自动拆箱或者装箱

    hello world!!!
     
    文章来源 低调的小白:https://www.cnblogs.com/wang-yaz/p/8516151.html
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