Java自动装箱(autoboxing)和自动拆箱(autounboxing)介绍

Java自动装箱(autoboxing)和自动拆箱(autounboxing)介绍

先回顾一下 Java 中的基本数据类型和包装类。

基本数据类型（Primitive Data Types）： Java 提供了一组基本数据类型，有8种基本数据类型：byte、short、int、long、float、double、char和boolean。

数据类型	取值范围
byte	-128 ~ 127
short	-32786 ~ 32767
int	-4294967296 ~ 4294967295
long	-2^64^ ~ 2^64^ -1
float	3.4e-038 ~ 3.4e+038
double	1.7e-308 ~ 1.7e+308
char	\u0000 ~ \uffff
boolean	true 、false

包装类（Wrapper Classes）： 为了使基本数据类型具备面向对象的特性，Java 提供了对应的包装类，Byte、Short、Integer、Long、Float、Double、Character和Boolean。这些包装类用于将基本数据类型封装为对象，以便进行更多的操作。

Java自动装箱和拆箱的意思就是 Java 编译器自动处理基本数据类型与包装类之间的转换，使程序员无需手动编写繁琐的代码。自动装箱和自动拆箱也可以简称为装箱和拆箱。

Java中基础数据类型与它们对应的包装类见下表（共8种）：

原始类型	包装类型
boolean	Boolean
byte	Byte
char	Character
float	Float
int	Integer
long	Long
short	Short
double	Double

当表格中左边列出的基础类型与它们的包装类有如下几种情况时，编译器会自动帮我们进行装箱或拆箱。

• 进行 = 赋值操作（装箱或拆箱）
• 进行+，-，*，/混合运算 （拆箱）
• 进行>，<，==比较运算（拆箱）
• 调用equals进行比较（装箱）
• ArrayList，HashMap等集合类 添加基础类型数据时（装箱）

一个自动拆箱的示例：

Integer i = new Integer(10);

int j = i;

在这个示例中，将一个封装类型的变量i赋值给一个基本类型的变量j，编译器会自动将i转换为int类型的数值10，然后赋值给j。

一个自动装箱的示例：

int i = 10;

Integer j = i;

在这个示例中，将一个基本类型的变量i赋值给一个封装类型的变量j，编译器会自动将i转换为Integer类型的对象，然后赋值给j。

在Java中，自动装箱（Autoboxing）和自动拆箱（Unboxing）是从Java 5开始引入的概念，它们是编译器的特性，使得原始类型（primitive types）和它们对应的包装类（wrapper classes）之间的转换自动化。

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
    //自动装箱
    Integer total = 99;

    //自动拆箱
    int totalprim = total;
    }
}

自动装箱（Autoboxing）

自动装箱是指将原始类型自动转换为对应的包装类对象的过程。当编译器遇到一个原始类型的值，而该值需要被当作一个对象来处理时，编译器会自动将原始类型的值转换为对应的包装类对象。这通常发生在：

1. 将原始类型赋值给对应的包装类变量时。
2. 将原始类型传递给期望对象的方法时。
3. 将原始类型添加到集合中，如List或Set，这些集合只能存储对象。

例如：

Integer integerObject = 10; // 自动装箱，int转换为Integer

List listOfIntegers = new ArrayList<>();

listOfIntegers.add(20); // 自动装箱，int转换为Integer

在上面的例子中，数字10和20是原始类型int，它们被自动装箱成为Integer对象，然后被存储在对应的变量和集合中。

自动拆箱（Unboxing）

自动拆箱是指将包装类对象自动转换为对应的原始类型值的过程。当编译器遇到一个包装类对象，而该对象需要被当作一个原始类型的值来处理时，编译器会自动将包装类对象转换为原始类型的值。这通常发生在：

1. 将包装类对象赋值给对应的原始类型变量时。
2. 将包装类对象传递给期望原始类型的方法时。
3. 在算术运算或比较运算中使用包装类对象时。

例如：

Integer integerObject = new Integer(30);

int i = integerObject; // 自动拆箱，Integer转换为int

在上面的例子中，integerObject是一个Integer对象，它被自动拆箱成为int原始类型的值i。

注意事项

虽然自动装箱和拆箱使得原始类型和包装类之间的转换变得简单，但它们也可能引入一些问题：

1. 性能开销：装箱操作涉及到对象的创建，而拆箱操作可能涉及到类型检查和值的提取。频繁的装箱和拆箱可能会对性能产生负面影响，特别是在大量计算的场景中。
2. 空指针异常（NullPointerException）：自动拆箱时如果包装类对象为null，则会抛出空指针异常。
3. 等价性问题：包装类对象是引用类型，因此在比较时，使用==运算符会比较引用而不是值。为了比较值，应该使用equals()方法。

例如：

Integer a = 1000, b = 1000;

System.out.println(a == b); // false，因为比较的是引用

System.out.println(a.equals(b)); // true，因为比较的是值

但是，对于在-128到127之间的小整数值，Java会缓存这些对象的实例，所以使用==运算符比较这些值时可能会得到true。

Integer c = 100, d = 100;

System.out.println(c == d); // true，因为小整数值的实例被缓存

了解这些细节对于编写正确和高效的Java代码是非常重要的。

进一步学习了解可参见：

如何理解Java中的自动拆箱和自动装箱？https://www.cnblogs.com/niceyoo/p/12977541.html

详解Java的自动装箱与拆箱(Autoboxing and unboxing)https://www.cnblogs.com/wang-yaz/p/8516151.html

深入探究Java自动拆箱与装箱的实现原理https://cloud.tencent.com/developer/article/2361504

附录、C++、Java、Python、JavaScript等语言中都有自动装箱和自动拆箱概念吗？

自动装箱和自动拆箱是编程语言中的两个概念，主要与类型系统有关，尤其是在处理基本数据类型和它们的对象表示（包装类）时出现。

1. C++：C++中没有自动装箱和自动拆箱的概念。C++是一种静态类型语言，不提供基本数据类型和对象之间的自动转换。C++中有类似的概念，比如构造函数和类型转换运算符，可以用来在对象和基本数据类型之间进行转换，但这些都需要显式定义。
2. Java：Java中有自动装箱和自动拆箱的概念。从Java 5开始，Java提供了自动装箱和自动拆箱功能，使得基本数据类型和它们的包装类（如int和Integer、double和Double等）之间可以自动转换。
3. Python：Python中没有自动装箱和自动拆箱的概念，因为Python是一种动态类型语言，它不区分基本数据类型和对象类型。在Python中，数字、字符串等都是对象。
4. JavaScript：JavaScript也是一种动态类型语言，它有类似自动装箱的行为，但通常不这么称呼。在JavaScript中，基本数据类型（如数字、字符串、布尔值）在需要时会被自动封装为对象（例如，当你调用基本类型的方法时）。然而，这个过程是透明的，开发者通常不需要关心这个自动转换。
5. C#语言的自动装箱和自动拆箱与Java语言中的这两个概念非常类似。在C#中，装箱和拆箱是用于在值类型（如结构体和基本数据类型）和引用类型（如object或者接口类型）之间转换的过程。

总的来说，自动装箱和自动拆箱主要是Java中的概念，而在在其他编程语言中，这些概念要么不存在，要么以不同的形式存在。