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Java装箱与拆箱实例讲解
2017-12-06 11:10:39      个评论    来源:HeatDeath的博客  
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1 装箱与拆箱是什么?

Java为每种基本数据类型都提供了对应的包装器类型。在Java SE5之前,如果要生成一个数值为10的Integer对象,必须这样进行:

Integer i = new Integer(10);

而在从Java SE5开始就提供了自动装箱的特性,如果要生成一个数值为10的Integer对象,只需要这样就可以了:

Integer i = 10;

这个过程中会自动根据数值创建对应的 Integer对象,这就是装箱。

那什么是拆箱呢?顾名思义,跟装箱对应,就是自动将包装器类型转换为基本数据类型:

Integer i = 10;  //装箱
int n = i;   //拆箱

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。


2 装箱与拆箱是如何实现的?

以Interger类为例,下面看一段代码:

public class Main {
    public static void main(String[] args) {

        Integer i = 10;
        int n = i;
    }
}

反编译class文件之后得到如下内容:

这里写图片描述

从反编译得到的字节码内容可以看出,在装箱的时候自动调用的是Integer的valueOf(int)方法。而在拆箱的时候自动调用的是Integer的intValue方法。

其他的也类似,比如Double、Character,不相信的朋友可以自己手动尝试一下。

因此可以用一句话总结装箱和拆箱的实现过程:

装箱过程是通过调用包装器的valueOf方法实现的,而拆箱过程是通过调用包装器的 xxxValue方法实现的。(xxx代表对应的基本数据类型)。


3 一些相关的问题

问题1 下面的代码会输出什么?

public class Main {
    public static void main(String[] args) {

        Integer i1 = 100;
        Integer i2 = 100;
        Integer i3 = 200;
        Integer i4 = 200;

        System.out.println(i1==i2);    // true
        System.out.println(i3==i4);    // false
    }
}

为什么会出现这样的结果?输出结果表明i1和i2指向的是同一个对象,而i3和i4指向的是不同的对象。此时只需一看源码便知究竟,下面这段代码是Integer的valueOf方法的具体实现:

这里写图片描述

而其中IntegerCache类的实现为:

这里写图片描述

从这2段代码可以看出,在通过valueOf方法创建Integer对象的时候,如果数值在[-128,127]之间,便返回指向IntegerCache.cache中已经存在的对象的引用;否则创建一个新的Integer对象。

上面的代码中i1和i2的数值为100,因此会直接从cache中取已经存在的对象,所以i1和i2指向的是同一个对象,而i3和i4则是分别指向不同的对象。


问题2 下面这段代码的输出结果是什么?

public class Main {
    public static void main(String[] args) {

        Double i1 = 100.0;
        Double i2 = 100.0;
        Double i3 = 200.0;
        Double i4 = 200.0;

        System.out.println(i1==i2);  // false
        System.out.println(i3==i4);  // false
    }
}

Double 和 Interger 的 valueOf() 方法的实现不同,见下图

这里写图片描述

在这里只解释一下为什么Double类的valueOf方法会采用与Integer类的valueOf方法不同的实现。很简单: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。

注意,Integer、Short、Byte、Character、Long这几个类的valueOf方法的实现是类似的。

Double、Float的valueOf方法的实现是类似的。


问题3 下面代码的输出是?

public class Main {
    public static void main(String[] args) {

        Boolean i1 = false;
        Boolean i2 = false;
        Boolean i3 = true;
        Boolean i4 = true;

        System.out.println(i1==i2);  // true
        System.out.println(i3==i4);  // true
    }
}

至于为什么是这个结果,同样地,看了Boolean类的源码也会一目了然。下面是Boolean的valueOf方法的具体实现:

这里写图片描述

而其中的 TRUE 和FALSE又是什么呢?在Boolean中定义了2个静态成员属性:

这里写图片描述


问题4 Integer i = new Integer(xxx)和Integer i =xxx;这两种方式的区别。

主要有以下这两点区别:

1)第一种方式不会触发自动装箱的过程;而第二种方式会触发;

2)在执行效率和资源占用上的区别。第二种方式的执行效率和资源占用在一般性情况下要优于第一种情况(注意这并不是绝对的)。

问题5 下面程序的输出结果是什么?

public class Main {
    public static void main(String[] args) {

        Integer a = 1;
        Integer b = 2;
        Integer c = 3;
        Integer d = 3;
        Integer e = 321;
        Integer f = 321;
        Long g = 3L;
        Long h = 2L;

        System.out.println(c==d);  // true
        System.out.println(e==f);  // false
        System.out.println(c==(a+b));  // true
        System.out.println(c.equals(a+b));  // true
        System.out.println(g==(a+b));  // true
        System.out.println(g.equals(a+b));  //false
        System.out.println(g.equals(a+h));  //true
    }
}

先别看输出结果,自己想一下这段代码的输出结果是什么。这里面需要注意的是: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)。

另外,对于包装器类型,equals方法并不会进行类型转换。明白了这2点之后,上面的输出结果便一目了然。

同理对于后面的也是这样,不过要注意倒数第二个和最后一个输出的结果(如果数值是int类型的,装箱过程调用的是Integer.valueOf;如果是long类型的,装箱调用的Long.valueOf方法)。


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