目錄

• 小白學Java：包裝類
  • 包裝類的繼承關係
  • 建立包裝類例項
  • 自動裝箱與拆箱
    • 自動裝箱
    • 自動拆箱
  • 包裝型別的比較
    • "=="比較
    • equals比較
  • 自動裝箱與拆箱引發的弊端
    • 自動裝箱弊端
    • 自動拆箱引起的空指標

小白學Java：包裝類

學習了許久的Java，我們知道Java是一種面向物件的語言，萬物皆物件。但是我們之前在說到Java基本資料型別的時候，由於處理物件需要額外的系統開銷，於是出於對效能的考慮，基本資料型別並不做為物件使用。

包裝類的繼承關係

先看一波包裝型別的繼承圖：

數值型別都直接繼承於父類Number類，非數值型別Character和Boolean直接繼承於Object類。

除此之外，包裝型別的名字也非常好記，除了int->Integer和char->Character兩個比較特殊之外，其他都是基本資料型別的首字母改為大寫即可,如：byte->Byte。

通過檢視官方文件，我們可以發現，數值型別繼承的Number類其實是一個抽象類，那麼可想而知，該類中的抽象方法已經在這幾個數值型別中得到實現，看一波：

很明顯，除了最後一個serialVersionUID（這個以後再總結），其他的方法在數值型包裝類中都存在，可以通過這些方法將物件“轉換”為基本型別的數值。

建立包裝類例項

我們再來看看包裝型別的構造器，我們再檢視所有包裝類之後，發現：

• 所有的包裝型別都不存在無參構造器。
• 所有包裝類的例項都是不可變的。
• 一旦建立物件後，它們的內部值就不能進行改變。
  在JDK1.5之前，我們可以這樣把基本資料型別轉換為包裝類物件，這個過程也叫做裝箱，當然反向的過程叫做拆箱：

Integer i1 = new Integer(5);//5
Integer i2 = new Integer("5");//5
 

• 第一句呼叫的是傳入int型別引數的構造器，this.value = value，一目瞭然。
• 第二句呼叫的是傳入String型別引數的構造器，其實又是呼叫了靜態方法parseInt(String s,int radix):

public Integer(String s) throws NumberFormatException {
    this.value = parseInt(s, 10);
}

深究一下，parse(String s,int radix)中的radix其實代表著進位制資訊，而我們的構造器預設讓radix為10，代表著輸出字串s在十進位制下的數，所以除了數字0-9之外，字串中不能有其他的玩意兒，否則會丟擲NumberFormatException的異常。

自動裝箱與拆箱

我們在上面說過，基本資料型別和包裝型別之間的轉換涉及到裝箱與拆箱的操作，為了簡化程式碼，在JDK1.5之後，Java允許基本型別和包裝型別之間可以自動轉換。

自動裝箱

將基本型別直接賦值給對應的引用型別，編譯器在底層自動呼叫對應的valueOf方法。
就像下面這樣：

int i = 5;
Integer in = i; 

我們利用debug除錯工具設上斷點，發現在執行Integer in = i;時，將會自動呼叫下面的方法：

繼續深究其底層實現，我們發現IntegerCache其實是Integer包裝類的一個內部類，我們進入IntegerCache一探究竟：

我們會發現所有的整數型別的（包括Character）包裝類裡都有類似的玩意兒，所以大致執行的規則應該大致相同，在這裡就總結幾點不太一樣的：

• 只有Integer包裝類才可以更改快取大小。
• Character容量只有128。
  浮點數型別包裝類並不存在快取機制，是因為在一定的範圍內，該型別的數值並不是有限的。
  看到這，我們大致就可以得出結論，整數數值型別在自動裝箱的時候會進行判斷數值的範圍，如果正好在快取區，那麼就不必建立新的物件，它們將會指向同一地址。Java中另一個例子就是我們說的字串常量池。
  所以下面很火的幾條語句，結果就很明顯了：

int num = 100;
Integer i1 = num;
Integer i2 = num;
System.out.println(i1==i2);//true
//num改為200，結果為false

Integer i1 = 100;
Integer i2 = new Integer(100);
System.out.println(i1 == i2);//false

自動拆箱

將引用型別位元組賦值給對應的基本型別，編譯器在底層自動呼叫對應的xxxvalue方法（如intValue）。

Integer in = 5;
int i = in;

自動拆箱相對來說就稍微簡單一點了，我們還是利用debug工具，發現上面的程式碼將會自動呼叫下面的方法

包裝型別的比較

"=="比較

int num = 100;
Integer i1 = num;
Integer i2 = num;
//都是包裝器型別的引用時，比較是否指向同一物件。
System.out.println(i1==i2);//true

Integer i1 = 128;
int i2 = 128;
//如果包含算數運算子，則底層自動拆箱，即比較數值。
System.out.println(i1 == i2);//true
Integer i3 = 1;
Integer i4 = 129;
System.out.println(i4 == i1+i3);//true

equals比較

equals比較的是同一包裝型別，即比較兩者數值是否相等

Integer i1 = 5;
Integer i2 = 5;
Integer i3 = 10;
//同一包裝型別，比較數值是否相等
System.out.println(i1.equals(i2));//true
System.out.println(i3.equals(i1+i2));//true

Long l1 = 5L;
Long l2 = 10L;
//Long與Integer比較，不是同一型別，false
System.out.println(l1.equals(i1));//false
//先自動拆箱，i1先轉為int，l轉為long，int自動型別提升轉為long，最後相等
System.out.println(l2.equals(l1+i1));//true

自動裝箱與拆箱引發的弊端

自動裝箱弊端

Integer sum = 0;
for(int i = 500;i<5000;i++){
    //先自動拆箱，而後自動裝箱
    sum+=i;
}

在拆箱裝箱操作之後，由於sum數值超過快取範圍，所以會new出4500個毫無用處的例項物件，大大影響了程式的效能。所以在迴圈語句之前，務必宣告正確的變數型別。

自動拆箱引起的空指標

private static Integer sum;
public static void setSum(Integer num,boolean flag){
    sum = (flag)?num:-1;
}

上面的程式碼，當num傳入為null時，即會引發空指標異常，因為包裝類在進行算術運算時（上述是三目運算），如果資料型別不一致，將會先自動拆箱轉換成基本型別進行運算，而null如果呼叫了intValue()方法就會形成空指標。
改進方案：

public static void setSum(Integer num,boolean flag){
//這樣型別一致，便不會自動拆箱了
    sum = (flag)?num:Integer.valueOf(-1);
    
}

參考連結：

Java 自動裝箱與拆箱的實現原理

Java的自動裝箱、拆箱

Integer快取池（IntegerCache）及整型快取池
Java中的自動裝箱與