Java自动装拆箱

1、基本数据类型

Java有四种八类基本数据类型，除此之外其他的都是对象即引用类型。JDK1.5后为基本数据类型引入了对应的包装类

1.1 基本数据类型可以分为：

• 整数类型：byte、short、int、long
• 浮点数型：float、double
• 字符类型：char
• 布尔类型：boolean

【注】Java中数据类型不存在无符号的，即他们的取值范围是固定的

1.2 为什么int的范围是[-2,147,483,648 , 2,147,483,647]？

先说一个字节byte的范围：一个字节8位，最高位表示正负号，所以实际是**[10000000，01111111]。即[-2^{^}7，2^{^}7-1]**

int：是4字节32位，然后最高位0、1表示正负号，所以实际是31位数据，即**[-2^{^31}，2^{^31}-1]。所以得到的结果是[-2,147,483,648 , 2,147,483,647]**。同理其他的数据类型也是

1.3 基本数据类型的作用：

在Java中new的对象是存储在堆中的，我们使用都是通过栈中的引用来操作，对于这种常用的数据类型还要每个都去new就很麻烦且浪费资源，所以Java和C++一样提供这些基本数据类型，它们的变量不会在堆上创建，而是直接在栈内存中存储，因此更加高效。

2、包装类型

数据类型	默认值	存储格式	数据范围	包装类型
short	0	2 个字节	-32,768 到 32,767	Short
int	0	4 个字节	-2,147,483,648 到 2,147,483,647	Integer
byte	0	1 个字节	-128 到 127	Byte
char	空	2 个字节	Unicode 的字符范围：\u0000（即为 0）到 \uffff（即为 65,535）	Character
long	0L 或 0l	8 个字节	-9,223,372,036,854,775,808 到 9,223,372,036,854,775,807	Long
float	0.0F 或 0.0f	4 个字节	32 位 IEEEE-754 单精度范围	Float
double	0.0 或 0.0D(d)	8 个字节	64 位 IEEE-754 双精度范围	Double
boolean	false	1 位	true 或 false	Boolean

2.1 自动拆箱与装箱

简单说，装箱就是自动将基本数据类型转化为对应的包装类，拆箱就是自动将包装类转化为基本数据类型。

2.2为什么要这样做

• 因为Java是面向对象语言，很多地方都需要使用对象而不是基本数据类型。比如，在集合类中，我们是无法将int 、double等类型放进去的。因为集合的容器要求元素是Object类型。
• 为泛型提供支持。因为泛型默认是Object类型
• 更多的属性和方法。让基本类型有了对象的特性，为其添加属性和方法，丰富了基本类型的操作

2.3 实现原理

编写代码如下：

public class autoboxing {
    public static void main(String[] args) {
        Integer totalPac = 100;
        int totalNum = totalPac;
    }
}

编译之后，用指令javap -c autoboxing反编译字节码文件得到如下代码：

在执行上面的代码时，系统实际执行的操作：

Integer totalPac = 100;
//对应👇
Integer totalPac = Integer.valueOf(100);

int totalNum = totalPac;
//对应👇
int totalNum = totalPac.intValue();

自动装箱采用的都是valueOf()方法实现，拆箱都是通过包装类对象的对应xxValue()方法实现

当然不同包装类的方法会有所不同，其中Integer、Short、Byte、Character、Long这几个类的valueOf方法的实现是类似的；Double、Float的valueOf方法的实现是直接返回新建对象。

• 查看valueOf源码

  源码如下：

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

  可以把low和high理解为Integer的边界：如果i大于127或小于-128就创建一个Integer对象返回；否则就执行cache[i+ (-IntegerCache.low)]；cache是IntegerCache类的一个Integer类型final数组对象，即valueOf()返回的都是Integer对象。所以装箱会创建对应的对象，消耗内存。cache用于缓存。

• 再看intValue源码

  就是返回Integer对象的value属性值。【Integer对象有属性：private final int value;】

  public int intValue() {
      return value;
  }

• cache缓存

  当需要进行自动装箱时，创建对象之前先从IntegerCache.cache中寻找，如果数字在-128至127之间时，会直接使用缓存中的对象，而不是重新创建一个对象。如果没找到才使用new新建对象。

  所以如下代码：

  Integer num1 = 100;
  Integer num2 = 100;
  System.out.println(num1==num2);//true
  Integer num3 = 500;
  Integer num4 = 500;
  System.out.println(num3==num4);//false

  具体代码实现可以看源码IntegerCache部分

3、拆装箱的应用场景

• <1>数据类型的比较

  Integer num = 100;
  System.out.println(num==100? "yes!":"no!");

  实际上比较的是num.valueOf()

• <2>集合类保存基本数据类型

  在Java中集合类只能接收对象类型，但是我们总是直接往ArrayList中直接add整数，因为系统已经自动为我们转换了

  public class autoboxing {
      public static void main(String[] args) {
          ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
          for(int i=0;i<5;++i){
              list.add(i);
          }
      }
  }

  

• <3>包装类的运算

  对于包装类，比如：

  Integer num1 = 10;
  Integer num2 = 15;
  System.out.println(num1+num2);

  Integer对象是不能直接运算的，但是这样运行也可以，因为默认会变成num1.intValue() + num2.intValue()