快捷導(dǎo)航

一文帶你深入了解Java的自動(dòng)拆裝箱

更新時(shí)間：2023年11月23日 14:01:01 作者：荼錦AI編程

Java推出了對(duì)于基本數(shù)據(jù)類(lèi)型的對(duì)應(yīng)的對(duì)象,將基本數(shù)據(jù)類(lèi)型轉(zhuǎn)換為對(duì)象就稱(chēng)為裝箱,反之則是拆箱,本文主要為大家介紹了Java自動(dòng)拆裝箱的原理與應(yīng)用,需要的可以參考下

什么是自動(dòng)拆裝箱

JDK 1.5開(kāi)始增加了自動(dòng)拆裝箱機(jī)制，Java保留了一些原始的基本數(shù)據(jù)類(lèi)型，但由于Java是強(qiáng)面向?qū)ο笳Z(yǔ)言，數(shù)據(jù)類(lèi)型當(dāng)然也應(yīng)該設(shè)置成對(duì)象才是，所以Java也推出了對(duì)于基本數(shù)據(jù)類(lèi)型的對(duì)應(yīng)的對(duì)象，將基本數(shù)據(jù)類(lèi)型轉(zhuǎn)換為對(duì)象就稱(chēng)為裝箱，反之則是拆箱

八種基本數(shù)據(jù)類(lèi)型

基本數(shù)據(jù)類(lèi)型	對(duì)象類(lèi)型
byte	Byte
short	Short
int	Integer
long	Long
float	Float
double	Double
char	Character
boolean	Boolean

Java的大部分字節(jié)碼指令都沒(méi)有支持類(lèi)型byte、char和short，甚至沒(méi)有任何指令支持boolean類(lèi)型。

那么Java底層是如何實(shí)現(xiàn)這些數(shù)據(jù)類(lèi)型的？

事實(shí)上編譯器會(huì)在編譯期或運(yùn)行期搞事

將byte和short類(lèi)型的數(shù)據(jù)帶符號(hào)擴(kuò)展（Sign-Extend）為相應(yīng)的int類(lèi)型數(shù)據(jù)。
將boolean和char類(lèi)型數(shù)據(jù)零位擴(kuò)展（Zero-Extend）為相應(yīng)的int類(lèi)型數(shù)據(jù)。

在處理boolean、byte、short和char類(lèi)型的數(shù)組時(shí)，也會(huì)轉(zhuǎn)換為使用對(duì)應(yīng)的int類(lèi)型的字節(jié)碼指令來(lái)處理。因此，大多數(shù)對(duì)于boolean、byte、short和char類(lèi)型數(shù)據(jù)的操作，實(shí)際上都是使用相應(yīng)的對(duì)int類(lèi)型作為運(yùn)算類(lèi)型來(lái)進(jìn)行的

例如，下面代碼每一行代碼上面的注釋為其部分字節(jié)碼指令

public class Test {
    /*
     *   以下均為整型入棧指令
     *   iconst_1 (-1到5的數(shù)據(jù)使用iconst指令，-1使用iconst_m1指令)
     *   bipush 100 (-128到127[一個(gè)字節(jié)]的數(shù)據(jù)使用bipush指令)
     *   sipush 1000 (-32768到32767[二個(gè)字節(jié)]的數(shù)據(jù)使用sipush指令)
     *   ldc 40000 (-2147483648到2147483647[四個(gè)字節(jié)]的數(shù)據(jù)使用ldc指令)
     */
    public static void main(String[] args) {
        // bipush 100【將整型數(shù)據(jù)100壓入?！?
        byte b1 = 100;
        // bipush 101【將整型數(shù)據(jù)101壓入?！?
        short s1 = 101;
        // bipush 49【將整型數(shù)據(jù)49壓入棧】
        char c1 = '1';
        // iconst_1【將整型數(shù)據(jù)1壓入?！?
        boolean bl1 = false;
    }
}

自動(dòng)拆裝箱原理

byte與Byte

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Byte num = 1;
        byte num3 = num;
    }
}

編譯后代碼

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Byte num = Byte.valueOf(1);
        byte num3 = num.byteValue();
    }
}

從編譯后代碼可以看出，這兩者的轉(zhuǎn)換用了Byte類(lèi)中的方法，看一下這兩個(gè)方法

    // 靜態(tài)內(nèi)部類(lèi)
	private static class ByteCache {
        private ByteCache(){}

        static final Byte cache[] = new Byte[-(-128) + 127 + 1];

        static {
            for(int i = 0; i < cache.length; i++)
                cache[i] = new Byte((byte)(i - 128));
        }
    }
	
	private final byte value;

    public static Byte valueOf(byte b) {
        // 數(shù)組是不存在負(fù)的下標(biāo)的，所以加上偏移量
        final int offset = 128;
        return ByteCache.cache[(int)b + offset];
    }
	
	public Byte(byte value) {
        this.value = value;
    }

	public byte byteValue() {
        return value;
    }

Byte類(lèi)在使用的時(shí)候就會(huì)將[-128，127]范圍的Byte對(duì)象緩存進(jìn)類(lèi)中，這是用了享元模式的思想存取常用的熱點(diǎn)Byte對(duì)象，重復(fù)利用該范圍類(lèi)的Byte對(duì)象，也就是說(shuō)在這個(gè)數(shù)值范圍的Byte對(duì)象一直是同一個(gè)對(duì)象

short與Short、long與Long、char與Character的轉(zhuǎn)換原理和這個(gè)相同

（char保存的是ASCII碼，所以只緩存[0，127]的對(duì)象）

int與Integer

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Integer num = 1;
        Integer num2 = 200;
        int num3 = num;
    }
}

編譯后代碼

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Integer num = Integer.valueOf(1);
        Integer num2 = Integer.valueOf(200);
        int num3 = num.intValue();
    }
}

我們可以看出自動(dòng)拆裝箱事實(shí)上是調(diào)用了Integer類(lèi)中的方法，來(lái)看一下這兩個(gè)方法，事實(shí)上和byte類(lèi)似，默認(rèn)[-128，127]的Integer對(duì)象被緩存了，但是IntegerCache.high是可能被人為配置過(guò)的，如果配置的緩存上限值大于127就會(huì)緩存[-128，配置的上限值]，在此范圍內(nèi)直接返回緩存的對(duì)象，否則就new一個(gè)新的Integer對(duì)象

	public static Integer valueOf(int i) {
        // IntegerCache.low = -128，IntegerCache.high = 127(默認(rèn))
        if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
            return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
        return new Integer(i);
    }

boolean與Boolean

同樣是這兩個(gè)方法，由于布爾型只有兩個(gè)值，所以直接緩存兩個(gè)對(duì)象

    public static final Boolean TRUE = new Boolean(true);

    public static final Boolean FALSE = new Boolean(false);

    private final boolean value;

    public Boolean(boolean value) {
        this.value = value;
    }

    public static Boolean valueOf(boolean b) {
        return (b ? TRUE : FALSE);
    }

    public boolean booleanValue() {
        return value;
    }

float與Float以及double與Double

由于浮點(diǎn)數(shù)整數(shù)位相同時(shí)小數(shù)位可以有多種情況，比如整數(shù)位為1的有1.321332，1.543635，..................，數(shù)量太多所以沒(méi)有某一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)會(huì)被反復(fù)使用，所以沒(méi)必要緩存，直接返回一個(gè)Float新對(duì)象

    public static Float valueOf(float f) {
        return new Float(f);
    }

    public static Double valueOf(double d) {
        return new Double(d);
    }

測(cè)試

我們測(cè)試一下是否返回的是同一個(gè)對(duì)象

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Integer b1 = 10;
        Integer b2 = 10;
        Integer b3 = new Integer(10);
        Integer b4 = new Integer(10);
        System.out.println(b1 == b2); // true
        System.out.println(b2 == b3); // false
        System.out.println(b3 == b4); // false
    }
}

引用類(lèi)型使用等于比較，比較的是對(duì)象是否相同（基本數(shù)據(jù)類(lèi)型使用 = 進(jìn)行比較比較的是數(shù)值）

那么b1等于b2說(shuō)明兩個(gè)裝箱類(lèi)型返回的b1和b2兩個(gè)Integer對(duì)象是同一個(gè)對(duì)象，10這個(gè)數(shù)值在緩存范圍內(nèi)

而使用構(gòu)造方法返回的對(duì)象是兩個(gè)不同的對(duì)象，所以不相同結(jié)果為false

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Integer b1 = 1000;
        Integer b2 = 1000;
        System.out.println(b1 == b2);// false
    }
}

而1000這個(gè)數(shù)值已經(jīng)沒(méi)有緩存了，所以返回的是兩個(gè)對(duì)象

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Double b1 = 10.0;
        Double b2 = 10.0;
        System.out.println(b1 == b2);// false
    }
}

由于Double是沒(méi)有用緩存的，所以?xún)蓚€(gè)對(duì)象一定是不同的

到此這篇關(guān)于一文帶你深入了解Java的自動(dòng)拆裝箱的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java自動(dòng)拆裝箱內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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