基本类型和封装类型,基本类型包括byte字节型(一个字节)、char字符型(两个字节)、short短整型(两个字节)、int整型(四个字节)、long长整型(八个字节)、float浮点型(四个字节)、double 双精度浮点型(八个字节)、boolean型(一个字节)八种类型,封装类型分别是Byte、Character、Short、Integer、Long、Float、Double、和Boolean。
基本类型和封装类型区别,以int和Integer为例:
int是原始数据类型之一,当作为对象的属性时,它的默认值为0.而Integer是java为int提供的封装类,默认值为null。由此可见,int无法区分赋值为0和未赋值的情况,而Integer却可以区分这两种情况。
int是基本数据类型,在使用的时候是值传递;而Integer是引用传递。
int只能用运算,而Integer可以做更多的事情,因为Integer提供了很多用的方法。
当需要往容器(例如List)里存放整数时,无法直接存放int,因为List里面放的都是对象,所以在这种情况下只能使用Integer。
自动装箱就是Java自动将原始类型值转换成对应的对象,比如将int的变量转换成Integer对象,这个过程叫做装箱,反之将Integer对象转换成int类型值,这个过程叫做拆箱。因为这里的装箱和拆箱是自动进行的非人为转换,所以就称作为自动装箱和拆箱。原始类型byte,short,char,int,long,float,double和boolean对应的封装类为Byte,Short,Character,Integer,Long,Float,Double,Boolean。
自动装箱和拆箱在Java中很常见,比如我们有一个方法,接受一个对象类型的参数,如果我们传递一个原始类型值,那么Java会自动讲这个原始类型值转换成与之对应的对象。最经典的一个场景就是当我们向ArrayList这样的容器中增加原始类型数据时或者是创建一个参数化的类,比如下面的ThreadLocal。
上面的部分我们介绍了自动装箱和拆箱以及它们何时发生,我们知道了自动装箱主要发生在两种情况,一种是赋值时,另一种是在方法调用的时候。为了更好地理解这两种情况,我们举例进行说明。
这是最常见的一种情况,在Java 1.5以前我们需要手动地进行转换才行,而现在所有的转换都是由编译器来完成。
这是另一个常用的情况,当我们在方法调用时,我们可以传入原始数据值或者对象,同样编译器会帮我们进行转换。
show方法接受Integer对象作为参数,当调用show(3)
时,会将int值转换成对应的Integer对象,这就是所谓的自动装箱,show方法返回Integer对象,而int result = show(3);
中result为int类型,所以这时候发生自动拆箱操作,将show方法的返回的Integer对象转换成int值。
自动装箱有一个问题,那就是在一个循环中进行自动装箱操作的情况,如下面的例子就会创建多余的对象,影响程序的性能。
上面的代码sum+=i
可以看成sum = sum + i
,但是+
这个操作符不适用于Integer对象,首先sum进行自动拆箱操作,进行数值相加操作,最后发生自动装箱操作转换成Integer对象。其内部变化如下
由于我们这里声明的sum为Integer类型,在上面的循环中会创建将近4000个无用的Integer对象,在这样庞大的循环中,会降低程序的性能并且加重了垃圾回收的工作量。因此在我们编程时,需要注意到这一点,正确地声明变量类型,避免因为自动装箱引起的性能问题。
当重载遇上自动装箱时,情况会比较有些复杂,可能会让人产生有些困惑。在1.5之前,value(int)和value(Integer)是完全不相同的方法,开发者不会因为传入是int还是Integer调用哪个方法困惑,但是由于自动装箱和拆箱的引入,处理重载方法时稍微有点复杂。一个典型的例子就是ArrayList的remove方法,它有remove(index)
和remove(Object)
两种重载,我们可能会有一点小小的困惑,其实这种困惑是可以验证并解开的,通过下面的例子我们可以看到,当出现这种情况时,不会发生自动装箱操作。
自动装箱和拆箱可以使代码变得简洁,但是其也存在一些问题和极端情况下的问题,以下几点需要我们加强注意。
这是一个比较容易出错的地方,”==“可以用于原始值进行比较,也可以用于对象进行比较,当用于对象与对象之间比较时,比较的不是对象代表的值,而是检查两个对象是否是同一对象,这个比较过程中没有自动装箱发生。进行对象值比较不应该使用”==“,而应该使用对象对应的equals方法。看一个能说明问题的例子。
值得注意的是第三个小例子,这是一种极端情况。obj1和obj2的初始化都发生了自动装箱操作。但是处于节省内存的考虑,JVM会缓存-128到127的Integer对象。因为obj1和obj2实际上是同一个对象。所以使用”==“比较返回true。
package Test;
public class Test01 {
public static void main(String[] args) {
Integer a = 1000;
Integer b = 1000;
System.out.println("a==b : " + String.valueOf(a == b));
System.out.println("a.equals(b) : " + String.valueOf(a.equals(b)));
Integer c = 127;
Integer d = 127;
System.out.println("a==b : " + String.valueOf(c == d));
System.out.println("a.equals(b) : " + String.valueOf(c.equals(d)));
Integer e = -128;
Integer f = -128;
System.out.println("a==b : " + String.valueOf(e == f));
System.out.println("a.equals(b) : " + String.valueOf(e.equals(f)));
}
}
/**
结果:
a==b : false
a.equals(b) : true
a==b : true
a.equals(b) : true
a==b : true
a.equals(b) : true
实际上在我们用Integer a = 数字;来赋值的时候Integer这个类是调用的public static Integer valueOf(int i)这个方法。
public static Integer valueOf(int i) {
if(i >= -128 && i <= IntegerCache.high)
return IntegerCache.cache[i + 128];
else
return new Integer(i);
}
我们来看看ValueOf(int i)的代码,可以发现他对传入参数i做了一个if判断。在-128<=i<=127的时候是直接用的int原始数据类型,而超出了这个范围则是new了一个对象。我们知道"=="符号在比较对象的时候是比较的内存地址,而对于原始数据类型是直接比对的数据值。那么这个问题就解决了。
至于为什么用int型的时候值会在-128<=i<=127范围呢呢?我们知道八位二进制的表示的范围正好就是-128到127。大概就是因为这吧。
* */
另一个需要避免的问题就是混乱使用对象和原始数据值,一个具体的例子就是当我们在一个原始数据值与一个对象进行比较时,如果这个对象没有进行初始化或者为Null,在自动拆箱过程中obj.xxxValue,会抛出NullPointerException,如下面的代码
这个问题就是我们上面提到的极端情况,在Java中,会对-128到127的Integer对象进行缓存,当创建新的Integer对象时,如果符合这个这个范围,并且已有存在的相同值的对象,则返回这个对象,否则创建新的Integer对象。
在Java中另一个节省内存的例子就是字符串常量池,感兴趣的同学可以了解一下。
因为自动装箱会隐式地创建对象,像前面提到的那样,如果在一个循环体中,会创建无用的中间对象,这样会增加GC压力,拉低程序的性能。所以在写循环时一定要注意代码,避免引入不必要的自动装箱操作。
总的来说,自动装箱和拆箱着实为开发者带来了很大的方便,但是在使用时也是需要格外留意,避免引起出现文章提到的问题。