Java包裝類及自動裝箱、拆箱

Java包裝類

基本類型	大小	包裝器類型
boolean	/	Boolean
char	16bit	Boolean
byte	8bit	Byte
short	/16bit	Short
int	32bit	Integer
long	64bit	Long
float	32bit	Float
double	64bit	Double
void	/	Void

Java 的包裝類有兩個主要的目的：

• Java包裝類將基本數據類型的值“包裝”到對象中，對基本數據類型的操作變爲了對對象進行操作，從而使基本值能夠包含在爲對象爲保留的操作中。比如向Collections中添加元素（泛型的操作限制加入的只能是對象，比如List = new ArrayList() 的寫法是錯誤的），或者從帶對象返回值的方法中返回。
• 更加方便類型的轉換，如常見的Integer向字符的轉換

裝箱和拆箱

Java 在SE5之後提供了自動的裝箱和拆箱機制。基本數據類型可以和與其對應的包裝類之間自動進行轉換
如：

Integer i = 10;
int index = i;

裝箱就是自動將基本數據類型轉換爲包裝器類型
拆箱就是自動將包裝器類型裝換爲基本數據類型

在裝箱的時候自動調用的是Integer的valueOf(int)方法。而在拆箱的時候自動調用的是Integer的intValue方法。

其他的也類似，比如Double、Character，不相信的朋友可以自己手動嘗試一下。

因此可以用一句話總結裝箱和拆箱的實現過程：

裝箱過程是通過調用包裝器的valueOf方法實現的，而拆箱過程是通過調用包裝器的xxxValue方法實現的。（xxx代表對應的基本數據類型）。

面試問題

下面這段代碼的輸出結果是什麼？

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);
        System.out.println(i3==i4);
    }
}

注意 ==和equals的區別：

類型	==	equals
基本數據類型	值	不可用
包裝類	地址	內容

輸出的結果爲：

true
false

爲什麼會出現這樣的結果？輸出結果表明 i1 和 i2 指向的是同一個地址，而 i3 和 i4 指向的是不同的地址。此時只需一看源碼便知究竟，下面這段代碼是Integer的valueOf方法的具體實現：

public static Integer valueOf(int i) {
        if(i >= -128 && i <= IntegerCache.high)
            return IntegerCache.cache[i + 128];
        else
            return new Integer(i);
    }

從這2段代碼可以看出，在通過valueOf方法創建Integer對象的時候，如果數值在 [-128,127] 之間，便返回指向IntegerCache.cache（常量池）中已經存在的引用；否則創建一個新的Integer對象。

上面的代碼中 i1 和 i2 的數值爲100，因此會直接從cache（常量池）中取已經存在的對象，所以 i1 和 i2 指向的是同一個對象，而 i3 和 i4 則是分別指向不同的對象。

推薦閱讀！：更多關於基本數據類型在內存中存儲過程底層的知識請參考另一篇文章：
[Java基礎]從Java的各種基本數據類型看Java內存區域劃分

• 下面這段代碼的輸出結果是什麼？

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);
        System.out.println(i3==i4);
    }
}

也許有的朋友會認爲跟上面一道題目的輸出結果相同，但是事實上卻不是。實際輸出結果爲：

    false
    false

至於具體爲什麼，讀者可以去查看Double類的valueOf的實現。

在這裏只解釋一下爲什麼Double類的valueOf方法會採用與Integer類的valueOf方法不同的實現。很簡單：在某個範圍內的整型數值的個數是有限的，而浮點數卻不是。

注意，Integer、Short、Byte、Character、Long這幾個類的valueOf方法的實現是類似的，因爲他們都實現了常量池技術，Double、Float的valueOf方法的實現是類似的，並沒有實現常量池技術。
Q：那麼爲什麼這裏要將值存儲在常量池中呢？
A：速度更快，常量池引入的目的是爲了避免頻繁的創建和銷燬對象而影響系統性能，其實現了對象的共享。這是一種 享元模式 的實現。