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全文脈絡(luò)思維導(dǎo)圖如下：
1. 為什么需要包裝類
在 Java 中，萬(wàn)物皆對(duì)象，所有的操作都要求用對(duì)象的形式進(jìn)行描述。但是 Java 中除了對(duì)象(引用類型)還有八大基本類型，它們不是對(duì)象。那么，為了把基本類型轉(zhuǎn)換成對(duì)象，最簡(jiǎn)單的做法就是「將基本類型作為一個(gè)類的屬性保存起來(lái)」，也就是把基本數(shù)據(jù)類型包裝一下，這也就是包裝類的由來(lái)。
這樣，我們先自己實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的包裝類，以包裝基本類型 int 為例：
- // 包裝類 MyInt
- public class MyInt {
- private int number; // 基本數(shù)據(jù)類型
- public Int (int number){ // 構(gòu)造函數(shù),傳入基本數(shù)據(jù)類型
- this.number = number;
- }
- public int intValue(){ // 取得包裝類中的數(shù)據(jù)
- return this.number;
- }
- }
測(cè)試一下這個(gè)包裝類：
- public static void main(String[] args) {
- MyInt temp = new Int(100); // 100 是基本數(shù)據(jù)類型, 將基本數(shù)據(jù)類型包裝后成為對(duì)象
- int result = temp.intValue(); // 從對(duì)象中取得基本數(shù)據(jù)類型
- System.out.println(result);
- }
當(dāng)然，我們自己實(shí)現(xiàn)的這個(gè)包裝類非常簡(jiǎn)單，Java 給我們提供了更完善的內(nèi)置包裝類：
| 基本類型 | 對(duì)應(yīng)的包裝類（位于 java.lang 包中） |
|---|---|
| byte | Byte |
| short | Short |
| int | Integer |
| long | Long |
| float | Float |
| double | Double |
| char | Character |
| boolean | Boolean |
前 6 個(gè)類派生于公共的超類 Number，而 Character 和 Boolean 是 Object 的直接子類。
來(lái)看看包裝類的聲明，以 Integer 為例：
被 final 修飾，也就是說(shuō) Java 內(nèi)置的「包裝類是無(wú)法被繼承的」。
2. 裝箱與拆箱
OK，現(xiàn)在我們已經(jīng)知道了，存在基本數(shù)據(jù)類型與其對(duì)應(yīng)的包裝類，那么，他們之間互相的轉(zhuǎn)換操作就稱為裝箱與拆箱：
- 裝箱：將基本數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換成包裝類(每個(gè)包裝類的構(gòu)造方法都可以接收各自數(shù)據(jù)類型的變量)
- 拆箱：從包裝類之中取出被包裝的基本類型數(shù)據(jù)(使用包裝類的 xxxValue 方法)
下面以 Integer 為例，我們來(lái)看看 Java 內(nèi)置的包裝類是如何進(jìn)行拆裝箱的：
- Integer obj = new Integer(10); // 自動(dòng)裝箱
- int temp = obj.intValue(); // 自動(dòng)拆箱
可以看出，和上面我們自己寫的包裝類使用方式基本一樣，事實(shí)上，Integer 中的這兩個(gè)方法其底層實(shí)現(xiàn)和我們上述寫的代碼也是差不多的。
不知道各位發(fā)現(xiàn)沒(méi)，value 被聲明為 final 了，也就是說(shuō)「一旦構(gòu)造了包裝器，就不允許更改包裝在其中的值」。
另外，需要注意的是，這種形式的代碼是 「JDK 1.5 以前」的!!!「JDK 1.5 之后」，Java 設(shè)計(jì)者為了方便開(kāi)發(fā)提供了「自動(dòng)裝箱」與「自動(dòng)拆箱」的機(jī)制，并且可以直接利用包裝類的對(duì)象進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算。
還是以 Integer 為例我們來(lái)看看自動(dòng)拆裝箱的過(guò)程：
- Integer obj = 10; // 自動(dòng)裝箱. 基本數(shù)據(jù)類型 int -> 包裝類 Integer
- int temp = obj; // 自動(dòng)拆箱. Integer -> int
- obj ++; // 直接利用包裝類的對(duì)象進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算
- System.out.println(temp * obj);
看見(jiàn)沒(méi)有，基本數(shù)據(jù)類型到包裝類的轉(zhuǎn)換，不需要像上面一樣使用構(gòu)造函數(shù)，直接 = 就完事兒;同樣的，包裝類到基本數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換，也不需要我們手動(dòng)調(diào)用包裝類的 xxxValue 方法了，直接 = 就能完成拆箱。這也是將它們稱之為自動(dòng)的原因。
我們來(lái)看看這段代碼反編譯后的文件，底層到底是什么原理：
- Integer obj = Integer.valueOf(10);
- int temp = obj.intValue();
可以看見(jiàn)，自動(dòng)裝箱的底層原理是調(diào)用了包裝類的 valueOf 方法，而自動(dòng)拆箱的底層調(diào)用了包裝類的 intValue() 方法。
3. 不簡(jiǎn)單的 Integer.valueOf
我們上面已經(jīng)看過(guò)了用于自動(dòng)拆箱的 intValue 方法的源碼，非常簡(jiǎn)單。接下來(lái)咱來(lái)看看用于自動(dòng)裝箱的 valueOf，其他包裝類倒沒(méi)什么好說(shuō)的，不過(guò) Integer 中的這個(gè)方法還是有點(diǎn)東西的：
IntegerCache 又是啥，點(diǎn)進(jìn)去看看：
IntegerCache 是 Integer 類中的靜態(tài)內(nèi)部類，綜合這兩段代碼，我們大概也能知道，IntegerCache 其實(shí)就是個(gè)「緩存」，其中定義了一個(gè)緩沖區(qū) cache，用于存儲(chǔ) Integer 類型的數(shù)據(jù)，「緩存區(qū)間是 [-128, 127]」。
回到 valueOf 的源碼：它首先會(huì)判斷 int 類型的實(shí)參 i 是否在可緩存區(qū)間內(nèi)，如果在，就直接從緩存 IntegerCache 中獲取對(duì)應(yīng)的 Integer 對(duì)象;如果不在緩存區(qū)間內(nèi)，則會(huì) new 一個(gè)新的 Integer 對(duì)象。
結(jié)合這個(gè)特性，我們來(lái)看一個(gè)題目，兩種類似的代碼邏輯，但是卻得到完全相反的結(jié)果。：
- public static void main(String args[]) {
- Integer a1 = 127;
- Integer a2 = 127;
- System.out.println(a1 == a2); // true
- Integer b1 = 128;
- Integer b2 = 128;
- System.out.println(b1 == b2); // false
- }
我們知道，== 擁有兩種應(yīng)用場(chǎng)景：
- 對(duì)于引用類型來(lái)說(shuō)，判斷的是內(nèi)存地址是否相等
- 對(duì)于基本類型來(lái)說(shuō)，判斷的是值是否相等
從 a1 開(kāi)始看，由于其值在 InterCache 的緩存區(qū)間內(nèi)，所以這個(gè) Integer 對(duì)象會(huì)被存入緩存。而在創(chuàng)建 a2 的時(shí)候，由于其值和 a1 相等，所以直接從緩存中取出值為 127 的 Integer 對(duì)象給 a2 使用，也就是說(shuō)，a1 和 a2 這兩個(gè) Integer 的對(duì)象引用都指向同一個(gè)地址。
對(duì)于 b1 和 b2 來(lái)說(shuō)，由于 128 不在 IntegerCache 的緩存區(qū)間內(nèi)，那就只能自己老老實(shí)實(shí)開(kāi)辟空間了，所以 b1 和 b2 指向不同的內(nèi)存地址。
很顯然，由于 InterCache 緩存機(jī)制的存在，可能會(huì)讓我們?cè)诰幊痰臅r(shí)候出現(xiàn)困惑，因此最好使用 .equals 方法來(lái)比較 Integer 值是否相等。Integer 重寫了 .equals 方法：
當(dāng)然，其他包裝類雖然沒(méi)有緩存機(jī)制，但是也都重載了 .equals 方法，用于根據(jù)值來(lái)判斷是否相等。因此，得出結(jié)論，「使用 equals 方法來(lái)比較兩個(gè)包裝類對(duì)象的值」。
4. Object 類可以接收所有數(shù)據(jù)類型
綜上，有了自動(dòng)拆裝箱機(jī)制，基本數(shù)據(jù)類型可以自動(dòng)的被轉(zhuǎn)為包裝類，而 Object 是所有類的父類，也就是說(shuō)，「Object 可以接收所有的數(shù)據(jù)類型了」(引用類型、基本類型)!!!
不信你可以試試，直接用 Object 類接收一個(gè)基本數(shù)據(jù)類型 int，完全是可以的。
- Object obj = 10;
- int temp = (Integer) obj;
解釋一下上面這段代碼發(fā)生了什么，下面這張圖很重要，大家仔細(xì)看：
5. 包裝類在集合中的廣泛使用
其實(shí)包裝類最常見(jiàn)的使用就是在集合中，因?yàn)榧喜辉试S存儲(chǔ)基本類型的數(shù)據(jù)，只能存儲(chǔ)引用類型的數(shù)據(jù)。那如果我們想要存儲(chǔ) 1、2、3 這樣的基本類型數(shù)據(jù)怎么辦?舉個(gè)例子，我們可以如下聲明一個(gè) Integer對(duì)象的數(shù)組列表：
- ArrayList
list = new ArrayList<>();
往這個(gè)列表中添加 int 型數(shù)據(jù)：
- list.add(3);
上面這個(gè)調(diào)用在底層將會(huì)發(fā)生自動(dòng)裝箱操作：
- int n = list.get(i);
基本數(shù)據(jù)類型 int 會(huì)被轉(zhuǎn)換成 Integer 對(duì)象存入集合中。
我們?cè)賮?lái)從這個(gè)集合中根據(jù)某個(gè)下標(biāo) i 獲取對(duì)應(yīng)的 Integer 對(duì)象，并用基本數(shù)據(jù)類型 int 接收：
int n = list.get(i);
上面這個(gè)調(diào)用在底層將會(huì)發(fā)生自動(dòng)拆箱操作：
- int n = list.get(i).intValue();
6. 數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換
另外，除了在集合中的廣泛應(yīng)用，包裝類還包含一個(gè)重要功能，那就是提供將String型數(shù)據(jù)變?yōu)榛緮?shù)據(jù)類型的方法，使用幾個(gè)代表的類做說(shuō)明：
Integer：
Double：
Boolean：
這些方法均被 static 標(biāo)識(shí)，也就是說(shuō)它們被各自對(duì)應(yīng)的所有對(duì)象共同維護(hù)，直接通過(guò)類名訪問(wèn)該方法。舉個(gè)例子：
String str = "10";int temp = Integer.parseInt(str);// String -> intSystem.out.println(temp * 2); // 20
需要特別注意的是：Character 類里面并不存在字符串變?yōu)樽址姆椒ǎ驗(yàn)?String 類中已經(jīng)有一個(gè) charAt()的方法可以根據(jù)索引取出字符內(nèi)容。
名稱欄目：Java中為什么設(shè)計(jì)了包裝類
文章來(lái)源：http://www.dlmjj.cn/article/ccsiojo.html
