✅Java中有了基本类型为什么还需要包装类

✅Java的8中基本数据类型

Java中的8中基本数据类型，这些基本类型又都有对应的包装类。看一下表格：

数据类型	分类	描述	取值范围	示例	包装类	对应长度
byte	整数类型	8位有符号二进制整数	-128 到 127	byte a = -50;	Byte	1字节
short	整数类型	16位有符号二进制整数	-32768 到 32767	short b = 10000;	Short	2字节
int	整数类型	32位有符号二进制整数	-2^31 到 2^31-1	int c = -20000;	Integer	4字节
long	整数类型	64位有符号二进制整数	-2^63 到 2^63-1	long d = 1000000000L;	Long	8字节
float	小数类型	单精度浮点数（32位IEEE 754）	由IEEE 754标准定义，约±3.4E±38F	float e = 3.14f;	Float	4字节（IEEE 754单精度浮点数）
double	小数类型	双精度浮点数（64位IEEE 754）	由IEEE 754标准定义，约±1.7E±308D	double f = 2.71828D;	Double	8字节（IEEE 754双精度浮点数）
char	字符类型	16位Unicode字符（UTF-16编码）	U+0000 到 U+FFFF（包括Unicode字符和特殊字符）	char g = ‘A’; char h = ‘\u0041’;	Character	2字节（UTF-16编码）
boolean	布尔类型	布尔类型，只能取两个值：true和false	true 或 false	boolean i = true; boolean j = false;	Boolean	-（布尔类型的长度不固定）

因为Java是一种面向对象语言，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Obiect类型。

为了让基本类型也具有对象的特征，就出现了包装类型，它相当于将基本类型“包装起来”，使得它具有了对象的性质，并且为其添加了属性和方法，主富了基本类型的操作。

✅知识拓展

✅基本类型和包装类型的区别

基本类型和包装类型在Java中有着明显的区别。以下是一些主要的差异：

基本类型：

• 它们是简单的数据类型，用于存储基础值，如整数、浮点数、字符等。
• 它们的值直接存储，不包含任何额外的信息。
• 它们是原始数据类型，没有方法，只有一些预定义的操作。

包装类型：

• 包装类型是基本类型的类表示。
• 包装类型提供了对基本类型的封装，可以防止数据的直接访问和修改。
• 包装类型可以包含方法，扩展了基本类型的功能。

总而言之：
1.默认值不同，基本类型的默认值为0,false或 u0000等，包装类默认为null
2.初始化方式不同，一个需要new，一个不需要
3.存储方式不同，基本类型保存在栈上，包装类对象保存在堆上(成员变量的话，在不考虑川T优化的栈上分配时，都是随着对象一起保存在堆上的)

public class DataTypeMain {  
    public static void main(String[] args) {  
        // 基本类型  
        int basicInt = 10;  
        System.out.println("基本类型的值: " + basicInt);  
          
        // 包装类型  
        Integer wrappedInt = new Integer(10);  
        System.out.println("包装类型的值: " + wrappedInt);  
          
        // 包装类型的方法  
        wrappedInt = wrappedInt + 5; // 使用包装类型的加法方法  
        System.out.println("包装类型的新值: " + wrappedInt);  
          
        // 基本类型不能直接进行加法操作，需要手动转换包装类型为基本类型，再执行加法操作  
        basicInt = basicInt + (int) wrappedInt;  
        System.out.println("基本类型的新值: " + basicInt);  
          
        // 装箱和拆箱操作  
        Integer boxedInt = basicInt; // 装箱操作，将基本类型转换为包装类型  
        System.out.println("装箱后的值: " + boxedInt);  
          
        int unboxedInt = (int) boxedInt; // 拆箱操作，将包装类型转换为基本类型  
        System.out.println("拆箱后的值: " + unboxedInt);  
    }  
}

✅如何理解自动拆装箱？

✅拆箱与装箱

包装类是对基本类型的包装，所以，把基本数据类型转换成包装类的过程就是装箱，反之，把包装类转换成基本数据类型的过程就是拆箱。

看一段代码：

// 装箱  
Integer boxedInt = 10; // 将基本类型int转换为包装类Integer  
  
// 拆箱  
int unboxedInt = boxedInt; // 将包装类Integer转换为基本类型int

在这个例子中，我们将一个基本类型int的值10赋值给一个包装类Integer的变量boxedInt。由于Java的类型转换机制，我们可以将基本类型的值直接赋值给包装类的变量，这就是装箱过程。

接下来，我们将一个包装类Integer的变量boxedInt赋值给一个基本类型int的变量unboxedInt。由于Java的类型转换机制，我们可以将包装类的值直接赋值给基本类型的变量，这就是拆箱过程。

需要注意的是，在进行装箱和拆箱操作时，Java会自动进行类型转换。但是，如果基本类型的值超出了包装类所能表示的范围，那么会发生溢出或下溢的情况。因此，在进行装箱和拆箱操作时，需要注意数据类型的范围和溢出问题。

✅自动拆装箱

在Java SE5中，为了减少开发人员的工作作，Java提供了自动拆箱与自动装箱功能。

自动装箱 : 就是将基本数据类型自动转换成对应的包装类。

自动拆箱: 就是将包装类自动转换成对应的基本数据类型。

看一段代码：

import java.util.Scanner;  
  
public class AdvancedCalculator {  
    public static void main(String[] args) {  
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);  
          
        System.out.print("请输入第一个数字：");  
        Integer num1 = scanner.nextInt(); // 自动装箱  
          
        System.out.print("请输入第二个数字：");  
        Integer num2 = scanner.nextInt(); // 自动装箱  
          
        System.out.println("请选择运算：");  
        System.out.println("1. 加法");  
        System.out.println("2. 减法");  
        System.out.println("3. 乘法");  
        System.out.println("4. 除法");  
          
        int operation = scanner.nextInt(); // 自动装箱  
          
        switch (operation) {  
            case 1: // 加法  
                Integer result = add(num1, num2); // 自动拆箱，将Integer对象转换为int值进行加法运算  
                System.out.println("加法结果为：" + result); // 自动装箱，将int值转换为Integer对象输出  
                break;  
            case 2: // 减法  
                result = subtract(num1, num2); // 自动拆箱，将Integer对象转换为int值进行减法运算  
                System.out.println("减法结果为：" + result); // 自动装箱，将int值转换为Integer对象输出  
                break;  
            case 3: // 乘法  
                result = multiply(num1, num2); // 自动拆箱，将Integer对象转换为int值进行乘法运算  
                System.out.println("乘法结果为：" + result); // 自动装箱，将int值转换为Integer对象输出  
                break;  
            case 4: // 除法  
                result = divide(num1, num2); // 自动拆箱，将Integer对象转换为int值进行除法运算  
                System.out.println("除法结果为：" + result); // 自动装箱，将int值转换为Integer对象输出  
                break;  
            default:  
                System.out.println("无效的运算选择！");  
                break;  
        }  
    }  
      
    public static Integer add(Integer a, Integer b) {  
        return a + b; // 自动拆箱，将输入的两个Integer对象转换为int值进行加法运算  
    }  
      
    public static Integer subtract(Integer a, Integer b) {  
        return a - b; // 自动拆箱，将输入的两个Integer对象转换为int值进行减法运算  
    }  
      
    public static Integer multiply(Integer a, Integer b) {  
        return a * b; // 自动拆箱，将输入的两个Integer对象转换为int值进行乘法运算  
    }  
      
    public static Integer divide(Integer a, Integer b) {  
        if (b == 0) { // 检查除数是否为零，避免出现异常情况  
            System.out.println("除数不能为零！");  
            return null; // 返回null表示除法运算失败  
        } else {  
            return a / b; // 自动拆箱，将输入的两个Integer对象转换为int值进行除法运算，并返回结果  
        }  
    }  
}

在上面的示例中，使用Java的自动装箱和拆箱机制，将用户输入的int值转换为Integer对象，并在计算结果时将Integer对象转换为int值输出。在add、subtract、multiply和divide方法中，我们将输入的两个Integer对象转换为int值进行相应的运算，并返回结果。在divide方法中，我们还需要检查除数是否为零，以避免出现异常情况。这个过程就是自动拆箱的过程。

✅自动拆装箱原理

自动装箱都是通过包装类的 value0f() 方法来实现的自动拆箱都是通过包装类对象的 xxxValue()来实现的。

如: int的自动装箱都是通过 Integer.value0f() 方法来实现的，Integer的自动拆箱都是通过 nteger.intValue()来实现的。

✅哪些地方会自动拆装箱？

我们了解过原理之后，在来看一下，什么情况下，Java会帮我们进行自动拆装箱。前面提到的变量的初始化和赋值的场景就不个绍了，那是最简单的也最容易理解的。
我们主要来看一下，那些可能被忽略的场景。

🍁场景一：将基本数据类型放入集合类

我们知道，Java中的集合类只能接收对象类型，那么以下代码为什么会不报错呢?

List<Integer> li = new ArrayList<>();
for (int i = 1; i < 50; i ++){
	li.add(i);
}

将上面代码进行反编译，可以得到以下代码:

List<Integer> li = new ArrayList<>();
for (int i = 1; i < 50, i ++){
	li.add(Integer.value0f(i));
}

以上，我们可以得出结论，当我们把基本数据类型放入集合类中的时候，会进行自动装箱。

🍁场景二：包装类型和基本类型的大小比较

有没有人想过，当我们对Integer对象与基本类型进行大小比较的时候，实际上比较的是什么内容呢? 看以下代码:

Integer a=1;
System.out.println(a==1?"等于":"不等于");
Boolean bool=false;
System.out.printIn(bool?"真":"假");

对以上代码进行反编译，得到以下代码:

Integer a=1;
System.out.println(a.intValue()==1?"等于":"不等于");
Boolean bool=false;
Svstem.out.println(bool.booleanValue?"真":"假");

可以看到，包装类与基本数据类型进行比较运算，是先将包装类进行拆箱成基本数据类型，然后进行比较的。

🍁场景三：包装类型的运算

有没有人想过，当我们对Integer对象进行四则运算的时候，是如何进行的呢? 看以下代码:

Integer i = 10;
Integer j = 20;

System.out.println(i+j);

反编译以后：

Integer i= Integer.value0f(10);
Integer j = Integer.valueOf(20);
System.out.println(i.intValue() + j.intValue());

我们发现，两个包装类型之间的运算，会被自动拆箱成基本类型进行。

🍁场景四：三目运算符的使用

这是很多人不知道的一个场景，作者也是一次线上的血淋淋的Bug发生后才了解到的一种案例。看一个简单的三目运算符的代码:

boolean flag = true; //设置成true，保证条件表达式的表达式二一定可以执行
boolean simpleBoolean = false; //定义一个基本数据类型的boolean变量
Boolean nullBoolean = null;//定义一个包装类对象类型的Boolean变量，值为null


boolean x = flag ? nullBoolean : simpleBoolean; //使用三目运算符并给x变量赋值

很多人不知道，boolean x = flag ? nullBoolean : simpleBoolean ;这一行，会发生自动拆箱。反编译后代码如下：

boolean flag = true;
boolean simpleBoolean = false;
Boolean nu11Boolean = null;
boolean x = flag ? nullBoolean.booleanValue() : simpleBoolean;

这其实是三目运算符的语法规范。当第二，第三位操作数分别为基本类型和对象时，其中的对象就会拆箱为基本类型进行操作。
可以看到，反编译后的代码的最后一行，编译器帮我们做了一次自动拆箱，而就是因为这次自动拆箱，导致代码出现对于一个null对象 (nullBoolean.booleanValue0) 的调用，导致了NPE。

🍁场景五：函数参数与返回值

这个比较容易理解，这季节上代码哈。

//自动拆箱
public int getNum1(Integer num) {
	return num;
}

//自动装箱
public Integer getNum2(int num) {
	return num;
}

✅自动拆装箱与缓存

Java SE的自动拆装箱还提供了一个和缓存有关的功能，我们先来看以下代码，猜测一下输出结果:

public static void main(String... strings) {
	
	Integer integer1 = 3;
	Integer integer2 = 3;

	if (integer1 == integer2)//这里省略了大括号是可以的
		System.out.println("integer1 == integer2") ;
	else
		System.out.println("integer1 != integer2");

	Integer integer3 = 300;
	Integer integer4 = 300;

	if (integer3 == integer4)
		System.out.println("integer3 == integer4");
	else
		System.out.println("integer3 != integer4");
	
}

我们普遍认为上面的两人判新的结果都是talse。虽然比较的值是相等的，但是由于比较的是对象，而对象的引用不一样，所以会认为两个i判断都是false的。在Java中，==比较的是对象用，而equals比较的是值。所以，在这个例子中，不同的对象有不同的引用，所以在进行比较的时候都将返回false。奇怪的是，这里两个类似的i条件判断返回不同的布尔值。

上面这段代码真正的输出结果:

原因就和Integer中的缓存机制有关。在Java 5中，在nteger的操作上引入了一个新功能来节省内存和提高性能。
整型对象通过使用相同的对象引用实现了缓存和重用。

适用于整数值区间 -128 至 +127

只适用于自动装箱，使用构造函数创建对象不适用。

我们只需要知道，当需要进行自动装箱时，如果数字在-128至127之间时，会直接使用缓存中的对象，而不是重新创建个对象。


其中的javadoc详细的说明了缓存支持-128到127之间的自动装箱过程。最大值127可以通过 -XX:AutoBoxCacheMax=size 修改。


实际上这个功能在Java 5中引入的时侯;范围是固定的-128至 +127。后来在Java 6中，可以通过 java.lang.Integer.IntegerCache.high 设置最大值。


这使我们可以根据应用程序的实际情况灵活地调整来提高性能。到底是什么原因选择这个-128到127范围呢?因为这个范围的数字是最被广泛使用的。在程序中，第一次使用Integer的时候也需要一定的额外时间来初始化这个缓
存。


在Boxing Conversion部分的Java语言规范(LS)规定如下：


如果一个变量p的值是：

-128至127之间的整数(S3.19.1)

true 和 false的布尔值 (s3.10.3)

'\u8808' 至 '\u897F'之间的字符(§3.19.4)

范围内的时，将p包装成a和b两个对象时，可以直接使用a==b判断a和b的值是否相等。