談談裝箱與拆箱

一、何為包裝型別

Java是一種面向物件的語言，但是它不是純面向物件的。Java中存在基本資料型別，談不上物件。為了向純面向物件靠攏，Java5的時候推出了基本資料型別的包裝型別。

基本資料型別與包裝型別的對應關係如下： 

二、何為裝箱與拆箱

裝箱就是將基本資料型別轉化為包裝型別，那麼拆箱就是將包裝型別轉化為基本資料型別。

以基本資料型別int為例：

package day1119;

public class TestBox {
    public static void main(String[] args) {
        //自動裝箱，底層其實執行了Integer a=Integer.valueOf(1);
        Integer a = 1;
        //自動拆箱，底層其實執行了int b=a.intValue();
        int b = a;
    }
}

Integer的valueOf（int i）方法可以將一個基本資料型別轉化為對應的包裝型別，即裝箱方法。

而Integer的intValue（）方法則可以將一個包裝型別轉化為對應的基本資料型別，即拆箱方法。

三、裝箱與自動裝箱的區別

裝箱：利用Integer的構造方法Integer（int value），即Integer c=new Integer(1);

自動裝箱：或者叫隱式裝箱，直接給Integer賦值，即Integer d=1,在編譯的時候，會呼叫Integer.valueOf（）方法完成裝箱。

相比而言，自動裝箱可能比裝箱具有更高的效率，體現在自動裝箱的快取上，下面從幾道題目來講自動裝箱的快取。

四、相關面試題目

第一題：以下程式碼的輸出結果為？（==號兩邊如果都是引用型別的話，則判斷它們是否指向同一個物件。如果都是基本資料型別的話，則判斷它們的數值是否相等）

package day1119;

public class TestBox2 {
    public static void main(String[] args) {
        Integer a = 100;
        Integer b = 100;
        Integer c = 200;
        Integer d = 200;
        System.out.println(a == b);
        System.out.println(c == d);
    }
}

也許有些人認為他們是四個各不相同的物件，兩個式子都返回false。

實際執行後發現輸出：

為什麼一個是true，一個是false呢？

剛才我們知道，Integer a=100這條語句會觸發自動裝箱，而自動裝箱的方法為Integer.valueOf（）方法，讓我們去尋找這個方法，一探究竟。

觀察Integer類的原始碼中的valueOf（）

    /**
     * Returns an {@code Integer} instance representing the specified
     * {@code int} value.  If a new {@code Integer} instance is not
     * required, this method should generally be used in preference to
     * the constructor {@link #Integer(int)}, as this method is likely
     * to yield significantly better space and time performance by
     * caching frequently requested values.
     *
     * This method will always cache values in the range -128 to 127,
     * inclusive, and may cache other values outside of this range.
     *
     * @param  i an {@code int} value.
     * @return an {@code Integer} instance representing {@code i}.
     * @since  1.5
     */
    public static Integer valueOf(int i) {
        if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
            return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
        return new Integer(i);
    }

可以看得出，當i的值位於[-128,127]的時候，會直接返回Integer快取陣列中相應物件的引用，如果i大於127或小於-128，會重新建立一個Integer例項，並返回。

那麼第一條式子a和b的值都在快取範圍內，因此他們指向同一個物件，因此返回true。c和d的值不在範圍內，都是通過new創建出來的，因此不是同一個物件，返回false。

注意：Byte、Short、Integer、Long、Character的valueOf（）實現機制類似。

其中相同值的Byte比較永遠返回true，因為byte取值範圍就是[-128,127]。

Short、Integer、Long的valueOf（）基本一樣，i的範圍都需要在[-128,127]。

Character中i的範圍只要小於等於127即可，因為char最小值為0，本來就大於等於-128。

但是Float、Double中的valueOf（），永遠返回新建立的物件，因為一個範圍內的整數是有限的，但是小數卻是無限的，無法儲存在快取中。

Boolean中只有兩個物件，要麼是true的Boolean，要麼是false的Boolean，只要boolean的值相同，Boolean就相等。

第二題：以下程式碼的輸出結果為？

package day1119;

public class TestBox3 {
    public static void main(String[] args) {
        Integer a = 1;
        Integer b = 2;
        Integer c = 3;
        Long d = 2L;
        Long e = 3L;
        int f = 2;

        //一旦有包裝型別和數值型別判斷==時，則觸發包裝型別的自動拆箱，轉為數值型別的比較
        System.out.println(new Integer(300) == 300);//返回true

        //一旦有包裝型別和數值型別發生運算時，則觸發包裝型別的自動拆箱，轉為數值型別的運算
        System.out.println(c == (a + f));//返回true

        //一旦有包裝型別和包裝型別發生運算時，則觸發包裝型別的自動拆箱，轉為數值型別的運算
        System.out.println(c == (a + b));//返回true

        //只有物件型別才有equals方法，因此首先a,b觸發包裝型別的自動拆箱，轉為數值型別的運算。
        //運算完，再將結果3自動裝箱，Integer重寫了equals,因此可以轉為包裝型別與包裝型別的比較。
        //當兩邊的包裝型別不一致時，必定返回false。
        //當兩邊的包裝型別一致時,再進行拆箱，判斷兩者代表的數值是否相等。
        System.out.println(c.equals(a + b));//返回true

        //不同資料型別的數值進行運算，首先會將低精度的資料型別轉化為高精度的資料型別，即自動型別轉換。
        //比如現在的int+long,會提升到long+long,再進行運算。
        System.out.println(e == (a + d));//返回true

        //==號兩邊型別不一致時，直接執行自動拆箱，比較之後的數值
        System.out.println(e == (a + b));//返回true

        //依次經歷自動拆箱，自動型別轉換、運算、自動裝箱，型別比較，拆箱，數值比較
        System.out.println(e.equals(a + d));//返回true

        //依次經歷自動拆箱，自動型別轉換、運算、自動裝箱，型別比較，兩邊型別不一致，直接返回false
        System.out.println(c.equals(a + d));//返回false


    }
}

五、總結

如果想要深入瞭解自動裝箱拆箱的過程，必須得反編譯class檔案，瞭解底層編譯的細節，才可以解除自己此方面的疑問。