Java进阶之自动拆箱与自动装箱

序. java基本类型介绍

java中,基本数据类型一共有8种,详细信息如下表:

类型 大小 范围 默认值
byte 8 -128 - 127 0
short 16 -32768 - 32768 0
int 32 -2147483648-2147483648 0
long 64 -9233372036854477808-9233372036854477808 0
float 32 -3.40292347E+38-3.40292347E+38 0.0f
double 64 -1.79769313486231570E+308-1.79769313486231570E+308 0.0d
char 16 \u0000 - u\ffff \u0000
boolean 16 true/false false


Java语言是一种面向对象的语言,但是Java中的基本数据类型却是不面向对象的,这在实际使用时存在很多的不便,为了解决这个不足,设计者将每个基本数据类型单独封装成一个类,这八个和基本数据类型对应的类统称为包装类(Wrapper Class)。

1.什么是自动拆箱与自动装箱

自动装箱:把基本类型用它们对应的包装类包装起来,使它们具有对象的特质,可以调用所对应的包装类所定义的方法,比如toString()等。

举个例子:

   Integer i0 = new Integer(0);
   Integer i1 = 2;
   Integer i1_ = Integer.valueOf(2);

 

上面的三行代码第一行是最基本的创建一个integer对象的方式。第二行代码就是我们这里要讲的自动装箱。而第三行代码就是第二行代码的本质,也 就是说,当你使用自动装箱来得到一个引用数据类型时,jvm实际上调用了valueOf()方法,稍后我们会去研究一下java源码。

自动拆箱:跟自动装箱的方向相反,将Integer及Double这样的包装类的对象重新简化为基本类型的数据。

举个例子:

        1.System.out.println(i1+2);
  • 1

这句代码就使用了自动拆箱。i1是我们上面通过自动装箱得到的一个integer对象,而这个对象是不能直接进行四则运算的,但是我们却给它+2,这样就必须将integer对象转变为基本数据类型(int),这个过程就是自动拆箱的过程。

p.s.所谓自动,就是说这个过程并不需要程序员去完成,而是jvm自动完成的,jvm会在编译期根据语法决定是否进行装箱和拆箱动作。
另外,自动拆箱与自动装箱的jdk1.5才引入的新特性,所以如果你的jdk版本低于1.5的话,是不可以这样写的。

2.为什么会有自动拆箱与自动装箱

为什么java要提供这样一个功能呢?我的理解是这样的:
1.因为懒。假如没有自动拆箱与自动装箱,那么我们的代码是这样的:

    Integer i = new Integer(2);//假如需要一个integer的对象i,值为2
    int b=i.intValue();//又需要一个int型的值,大小与i相等

 

但是,有了自动拆箱与装箱,我们就可以这么写:

        Integer i = 2;
        int b = i;

 

是不是省了不少事,而且看起来代码更简洁了呢?

2.自动装箱的过程其实可以起到节约内存的作用。我们先看一个例子:

        Integer a = 1;
        Integer b = 1;
        Integer c = 144;
        Integer d = 144;
        Integer a1 = new Integer(1);
        Integer b1 = new Integer(1);
        System.out.println(a == b);         //true
        System.out.println(a.equals(b));    //true
        System.out.println(a1 == b1);       //false
        System.out.println(a1.equals(b1));  //true
        System.out.println(c == d);         //false
        System.out.println(c.equals(d));    //true

 

是不是很奇怪,为什么第7行为true而第12行为false呢?这是因为,在自动装箱时对于值从–128到127之间的值,它们被装箱为 Integer对象后,会存在内存中被重用,始终只存在一个对象 。而如果超过了从–128到127之间的值,被装箱后的Integer对象并不会被重用,即相当于每次装箱时都新建一个 Integer对象。

那么,为什么要这么设计呢?一般来说,小数字的使用频率很高,将小数字保存起来,让其始终仅有一个对象可以节约内存,提高效率。

这其实用到了一种叫做享元模式的设计模式,感兴趣的可以去研究一下这个设计模式。

3.怎么使用自动拆箱与自动装箱

使用方式通过上面的例子大家应该也都清楚了,自动拆箱与装箱实际上就是jvm帮我们去调用一些函数,这样可以使我们省不少事,代码也会看起来更简洁一些,不过在这里还有一点需要强调,先看代码:

Integer a = null;
int b = a;
  • 1
  • 2

这么写完全是符合java语法规范的,编译也可以正常通过,但是很明显,运行的时候回抛出空指针异常。所以在这里提醒大家,在使用自动拆箱时,一定要确保包装类的引用不为空。

4.源码剖析

上面提到了几个包装类的方法,我们一Integer类为例,来看一看java源码是什么样子的。首先是valueOf()方法:

public static Integer valueOf(int i) {
        if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
        // 没有设置的话,IngegerCache.high 默认是127
            return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
        return new Integer(i);
}

 

上面讲到,在自动装箱时对于值从–128到127之间的值,它们被装箱为Integer对象后,会存在内存中被重用。现在明白是为什么了吧,在调用 valueOf()方法的时候,会判断你所给的数是不是在IntegerCache.low 和 i <= IntegerCache.high之间,如果是,那么他就在内存中生成唯一的对象,当你第二次想要生成它的时候,他会把第一次所生成对象的地址给你,不 会重新生成。而不在这个范围里的数,你每次所生成的对象都是不同的。

自动装箱池的大小是怎么定义的呢,Integer.java中有这样一个内部类

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.
                }
            }
            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() {}
    }

 

IntegerCache类(这个是jdk1.8的源码)定义了Integer自动装箱池的大小。从源码中我们可以看到,下界是写死的,就是 -128,但是上界却是由参数integerCacheHighPropValue解码得来的,这就表明,其实我们可以通过改变 integerCacheHighPropValue值的大小来自定义自动装箱池的大小,当然,一般没人会去改它。

Integer自动装箱池的范围是-128~127
Byte,Short,Long范围是-128~127
Character范围是0~127
Float和Double没有自动装箱池

5.总结

Java通过自动装箱和拆箱的机制,节省了部分内存开销和创建对象的开销,提高了效率同时简化了代码。在使用该机制的时候,需要注意以下几点:
1.在进行==比较的时候,在自动装箱池范围内的数据的引用是相同的,范围外的是不同的。
2。在自动拆箱时,要保证包装类的引用不为空。
参考:
http://blog.csdn.net/qq_31655965/article/details/51597285

posted @ 2017-12-28 10:31  Andy奥  阅读(499)  评论(0编辑  收藏  举报