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Java中包裝型別的大小比較

開發十年,就只剩下這套架構體系了! >>>   

一、案例

我們先來看下這個例子:

public class IntegerTest {

    public static void main(String[] args) {
        Integer a = 127;
        Integer b = 127;
        System.out.println(a == b);

        a = 128;
        b = 128;
        System.out.println(a == b);

        a = -128;
        b = -128;
        System.out.println(a == b);

        a = -129;
        b = -129;
        System.out.println(a == b);
    }

}

程式執行結果:

true
false
true
false

看到這個結果,是不是很疑惑,不應該都是true嗎?

二、剖析

要弄懂這其中的緣由,我們要先明白上面的程式到底做了什麼?

javap是JDK自帶的反彙編器,可以檢視java編譯器為我們生成的位元組碼。通過它,我們可以對照原始碼和位元組碼,從而瞭解很多編譯器內部的工作。

於是,我們通過javap命令反編譯IntegerTest.class位元組碼檔案,得到結果如下:

$ javap -c IntegerTest
▒▒▒▒: ▒▒▒▒▒▒▒ļ▒IntegerTest▒▒▒▒com.lian.demo.IntegerTest
Compiled from "IntegerTest.java"
public class com.lian.demo.IntegerTest {
  public com.lian.demo.IntegerTest();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":                                                                                                              ()V
       4: return

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: bipush        127
       2: invokestatic  #2                  // Method java/lang/Integer.valueOf:                                                                                                              (I)Ljava/lang/Integer;
       5: astore_1
       6: bipush        127
       8: invokestatic  #2                  // Method java/lang/Integer.valueOf:                                                                                                              (I)Ljava/lang/Integer;
      11: astore_2
      12: getstatic     #3                  // Field java/lang/System.out:Ljava/                                                                                                              io/PrintStream;
      15: aload_1
      16: aload_2
      17: if_acmpne     24
      20: iconst_1
      21: goto          25
      24: iconst_0
      25: invokevirtual #4                  // Method java/io/PrintStream.printl                                                                                                              n:(Z)V
      28: sipush        128
      31: invokestatic  #2                  // Method java/lang/Integer.valueOf:                                                                                                              (I)Ljava/lang/Integer;
      34: astore_1
      35: sipush        128
      38: invokestatic  #2                  // Method java/lang/Integer.valueOf:                                                                                                              (I)Ljava/lang/Integer;
      41: astore_2
      42: getstatic     #3                  // Field java/lang/System.out:Ljava/                                                                                                              io/PrintStream;
      45: aload_1
      46: aload_2
      47: if_acmpne     54
      50: iconst_1
      51: goto          55
      54: iconst_0
      55: invokevirtual #4                  // Method java/io/PrintStream.printl                                                                                                              n:(Z)V
      58: bipush        -128
      60: invokestatic  #2                  // Method java/lang/Integer.valueOf:                                                                                                              (I)Ljava/lang/Integer;
      63: astore_1
      64: bipush        -128
      66: invokestatic  #2                  // Method java/lang/Integer.valueOf:                                                                                                              (I)Ljava/lang/Integer;
      69: astore_2
      70: getstatic     #3                  // Field java/lang/System.out:Ljava/                                                                                                              io/PrintStream;
      73: aload_1
      74: aload_2
      75: if_acmpne     82
      78: iconst_1
      79: goto          83
      82: iconst_0
      83: invokevirtual #4                  // Method java/io/PrintStream.printl                                                                                                              n:(Z)V
      86: sipush        -129
      89: invokestatic  #2                  // Method java/lang/Integer.valueOf:                                                                                                              (I)Ljava/lang/Integer;
      92: astore_1
      93: sipush        -129
      96: invokestatic  #2                  // Method java/lang/Integer.valueOf:                                                                                                              (I)Ljava/lang/Integer;
      99: astore_2
     100: getstatic     #3                  // Field java/lang/System.out:Ljava/                                                                                                              io/PrintStream;
     103: aload_1
     104: aload_2
     105: if_acmpne     112
     108: iconst_1
     109: goto          113
     112: iconst_0
     113: invokevirtual #4                  // Method java/io/PrintStream.printl                                                                                                              n:(Z)V
     116: return
}

標號2的code呼叫了靜態的valueOf方法解析Integer例項,也就是說Integer a = 127; 在編輯期進行了自動裝箱,即把基本資料型別轉換為包裝型別。

從JDK1.5就開始引入了自動拆裝箱的語法功能,也就是系統將自動進行基本資料型別和與之相對應的包裝型別之間的轉換,這使得程式設計師書寫程式碼更加方便。

  • 裝箱過程是通過呼叫包裝器的valueOf方法實現的。
  • 拆箱過程是通過呼叫包裝器的xxxValue方法實現的(xxx表示對應的基本資料型別)

當給a賦值時,實際上是呼叫了Integer.valueOf(int i)方法。其JDK 8原始碼如下:

public static Integer valueOf(int i) {
        if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
            return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
        return new Integer(i);
    }

繼續看IntegerCache原始碼:

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() {}
    }

看到了沒,當賦的基本資料型別值不在[-128, 127]之間,會去Java堆記憶體中new一個物件出來,顯然它們不是兩個不同的物件,所以結果false;

而值在[-128, 127]之間,會直接從IntegerCache中獲取,也就是從快取中取值,不用再建立新的物件,即同一個物件,所以結果true。

關係操作符“==”生成的是一個boolean結果,它們計算的是運算元的值之間的關係。如果是基本型別則直接判斷其值是否相等,如果是物件則判斷是否是同一個物件的引用,即其引用變數所指向的物件的地址是否相同。

三、結論

在阿里巴巴Java開放手冊中,它是這麼描述的:

【強制】所有的相同型別的包裝類物件之間值的比較,全部使用equals方法比較。

說明:對於Integer var = ? 在-128 至 127範圍內的賦值,Integer物件是在IntegerCache.cache產生,會複用己有物件,這個區間內的Integer值可以直接使用==進行判斷,但是這個區間之外的所有資料,都會在堆上產生,並不會複用己有物件,這是一個大坑,推薦使用equals方法進行判斷。

可能你還會問,問啥是equals方法?這就要看equals方法到底做了什麼?

 

我們來看下Integer類中equals原始碼:

public boolean equals(Object obj) {
        if (obj instanceof Integer) {
            return value == ((Integer)obj).intValue();
        }
        return false;
    }

直接通過intValue()方法拆箱,即將包型別轉換為基本資料型別。所以equals方法比較的是它們的值了。

四、注意事項

包裝型別 快取賦值範圍

Boolean

全部快取

Byte

[-128, 127]

Character

<=127

Short

[-128, 127]

Integer

[-128, 127]

Long

[-128, 127]

Float

沒有快取

Double

沒有快取

所以兩個同類型的Float或Double型別的==比較永