百无聊赖之JavaEE从入门到放弃（十五）包装类

news2025/4/16 7:04:59

一.包装类概念

二.自动装箱和拆箱

三.包装类的缓存问题

一.包装类概念

基本数据类型的包装类

我们前面学习的八种基本数据类型并不是对象，为了将基本类型数据和对象之间实现互

相转化，Java 为每一个基本数据类型提供了相应的包装类。

Java 是面向对象的语言，但并不是“纯面向对象”的，因为我们经常用到的基本数

据类型就不是对象。但是我们在实际应用中经常需要将基本数据转化成对象，以便于操

作。比如：将基本数据类型存储到 Object[ ]数组或集合中的操作等等。

为了解决这个不足，Java 在设计类时为每个基本数据类型设计了一个对应的类进行

代表，这样八个和基本数据类型对应的类统称为包装类(Wrapper Class)。

包装类位于 java.lang 包，八种包装类和基本数据类型的对应关系：

在这八个类名中，除了 Integer 和 Character 类以外，其它六个类的类名和基本数

据类型一致，只是类名的第一个字母大写而已。

public class WrapperClassTest {
    public static void main(String[ ] args) {
        Integer i = new Integer(10); //从 java9 开始被废弃
        Integer j = Integer.valueOf(50); //官方推荐
    }
}

示例内存分析如图所示：

包装类的用途

对于包装类来说，这些类的用途主要包含两种：

1. 作为和基本数据类型对应的类型存在，方便涉及到对象的操作，如 Object[ ]、集合等的操作。

2. 包含每种基本数据类型的相关属性如最大值、最小值等，以及相关的操作方法（这些操

作方法的作用是在基本数据类型、包装类对象、字符串之间提供相互之间的转化！）。

【示例】包装类的使用

执行结果：

int能表示的最大整数: 2147483647

二.自动装箱和拆箱

自动装箱(autoboxing)和拆箱(unboxing):将基本数据类型和包装类自动转换。

自动装箱：

基本类型的数据处于需要对象的环境中时，会自动转为“对象”。

我们以 Integer 为例：

Integer i = 5

编译器会自动转成：Integer i = Integer.valueOf(5)，这就是 Java 的自动装箱。

自动拆箱：

每当需要一个值时，对象会自动转成基本数据类型，没必要再去显式调用 intValue()、

doubleValue()等转型方法。

Integer i = Integer.valueOf(5);

int j = i;

编译器会自动转成：int j = i.intValue();

这样的过程就是自动拆箱。

自动装箱/拆箱的本质是：

自动装箱与拆箱的功能是编译器来帮忙，编译器在编译时依据您所编写的语法，决定是否进行装箱或拆箱动作。

【示例】自动装箱

Integer i = 100;//自动装箱
//相当于编译器自动为您作以下的语法编译：
Integer i = Integer.valueOf(100);//调用的是 valueOf(100)，而不是 new Integer(100)

【示例】自动拆箱

Integer i = 100;
int j = i;//自动拆箱
//相当于编译器自动为您作以下的语法编译：
int j = i.intValue();

自动装箱与拆箱的功能是所谓的“编译器蜜糖(Compiler Sugar)”，虽然使用这个功能很方

便，但在程序运行阶段您得了解 Java 的语义。如下所示的程序是可以通过编译的：

public class Test1 {
    public static void main(String[ ] args) {
        Integer i = null;
        int j = i;
    }
}

运行结果之所以会出现空指针异常，是因为如上代码相当于：

public class Test1 {
    public static void main(String[ ] args) {
         /*示例 8-5 的代码在编译时期是合法的，但是在运行时期会有错误
        因为其相当于下面两行代码*/
        Integer i = null; 
        int j = i.intValue();
    }
}

三.包装类的缓存问题

整型、char类型所对应的包装类，在自动装箱时，对于-128~127之间的值会进行缓存处理，其目的是提高效率。

缓存原理为：如果数据在-128~127这个区间，那么在类加载时就已经为该区间的每个数值创建了对象，并将这256个对象存放到一个名为cache的数组中。每当自动装箱过程发生时（或者手动调用valueOf()时），就会先判断数据是否在该区间，如果在则直接获取数组中对应的包装类对象的引用，如果不在该区间，则会通过new调用包装类的构造方法来创建对象。

下面我们以Integer类为例，看一看Java为我们提供的源码，加深对缓存技术的理解，如示例所示。

【示例】Integer 类相关源码

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

这段代码中我们需要解释下面几个问题：

1. IntegerCache类为Integer类的一个静态内部类，仅供Integer类使用。

2. 一般情况下 IntegerCache.low为-128，IntegerCache.high为127，

IntegerCache.cache为内部类的一个静态属性，查看其源码可知，源码中的静态代码块的目的就是初始化数组cache的，这个过程会在类加载时完成。

包装类的缓存测试