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Java|Java 中为什么要设计包装类



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Java|Java 中为什么要设计包装类

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Java|Java 中为什么要设计包装类

全文脉络思维导图如下:

1. 为什么需要包装类在 Java 中 , 万物皆对象 , 所有的操作都要求用对象的形式进行描述 。 但是 Java 中除了对象(引用类型)还有八大基本类型 , 它们不是对象 。 那么 , 为了把基本类型转换成对象 , 最简单的做法就是将基本类型作为一个类的属性保存起来 , 也就是把基本数据类型包装一下 , 这也就是包装类的由来 。

这样 , 我们先自己实现一个简单的包装类 , 以包装基本类型 int 为例:测试一下这个包装类:

当然 , 我们自己实现的这个包装类非常简单 , Java 给我们提供了更完善的内置包装类:

基本类型对应的包装类(位于 java.lang 包中)
byteByte
shortShort
intInteger
longLong
floatFloat
doubleDouble
charCharacter
booleanBoolean
前 6 个类派生于公共的超类 Number , 而 CharacterBooleanObject 的直接子类 。
来看看包装类的声明 , 以 Integer  为例:

final 修饰 , 也就是说 Java 内置的包装类是无法被继承的 。
2. 装箱与拆箱OK , 现在我们已经知道了 , 存在基本数据类型与其对应的包装类 , 那么 , 他们之间互相的转换操作就称为装箱与拆箱:
  • 装箱:将基本数据类型转换成包装类(每个包装类的构造方法都可以接收各自数据类型的变量)
  • 拆箱:从包装类之中取出被包装的基本类型数据(使用包装类的 xxxValue 方法)
下面以 Integer 为例 , 我们来看看 Java 内置的包装类是如何进行拆装箱的:
Integer obj = new Integer(10);  // 自动装箱 int temp = obj.intValue();   // 自动拆箱 复制代码

可以看出 , 和上面我们自己写的包装类使用方式基本一样 , 事实上 , Integer 中的这两个方法其底层实现和我们上述写的代码也是差不多的 。

不知道各位发现没 , value 被声明为 final 了 , 也就是说一旦构造了包装器 , 就不允许更改包装在其中的值 。
另外 , 需要注意的是 , 这种形式的代码是 JDK 1.5 以前的!!!JDK 1.5 之后 , Java 设计者为了方便开发提供了自动装箱与自动拆箱的机制 , 并且可以直接利用包装类的对象进行数学计算 。

还是以 Integer 为例我们来看看自动拆装箱的过程:
看见没有 , 基本数据类型到包装类的转换 , 不需要像上面一样使用构造函数 , 直接 = 就完事儿;同样的 , 包装类到基本数据类型的转换 , 也不需要我们手动调用包装类的 xxxValue 方法了 , 直接 分页标题#e#= 就能完成拆箱 。 这也是将它们称之为自动的原因 。
我们来看看这段代码反编译后的文件 , 底层到底是什么原理:可以看见 , 自动装箱的底层原理是调用了包装类的 valueOf 方法 , 而自动拆箱的底层调用了包装类的 intValue() 方法 。
3. 不简单的 Integer.valueOf我们上面已经看过了用于自动拆箱的 intValue 方法的源码 , 非常简单 。 接下来咱来看看用于自动装箱的 valueOf , 其他包装类倒没什么好说的 , 不过 Integer 中的这个方法还是有点东西的:
IntegerCache 又是啥 , 点进去看看:
IntegerCacheInteger 类中的静态内部类 , 综合这两段代码 , 我们大概也能知道 , IntegerCache 其实就是个缓存 , 其中定义了一个缓冲区 cache , 用于存储 Integer 类型的数据 , 缓存区间是 [-128 127

回到 valueOf 的源码:它首先会判断 int 类型的实参 i 是否在可缓存区间内 , 如果在 , 就直接从缓存 IntegerCache 中获取对应的 Integer 对象;如果不在缓存区间内 , 则会 new 一个新的 Integer 对象 。

结合这个特性 , 我们来看一个题目 , 两种类似的代码逻辑 , 但是却得到完全相反的结果 。 :我们知道 , == 拥有两种应用场景:
  • 对于引用类型来说 , 判断的是内存地址是否相等
  • 对于基本类型来说 , 判断的是值是否相等

从 a1 开始看 , 由于其值在 InterCache 的缓存区间内 , 所以这个 Integer 对象会被存入缓存 。 而在创建 a2 的时候 , 由于其值和 a1 相等 , 所以直接从缓存中取出值为 127 的 Integer 对象给 a2 使用 , 也就是说 , a1 和 a2 这两个 Integer 的对象引用都指向同一个地址 。 【Java|Java 中为什么要设计包装类】对于 b1 和 b2 来说 , 由于 128 不在 IntegerCache 的缓存区间内 , 那就只能自己老老实实开辟空间了 , 所以 b1 和 b2 指向不同的内存地址 。

很显然 , 由于 InterCache 缓存机制的存在 , 可能会让我们在编程的时候出现困惑 , 因此最好使用 .equals 方法来比较 Integer 值是否相等 。 Integer 重写了 .equals 方法:当然 , 其他包装类虽然没有缓存机制 , 但是也都重载了 .equals 方法 , 用于根据值来判断是否相等 。 因此 , 得出结论 , 使用 equals 方法来比较两个包装类对象的值 。
4. Object 类可以接收所有数据类型综上 , 有了自动拆装箱机制 , 基本数据类型可以自动的被转为包装类 , 而 Object 是所有类的父类 , 也就是说 , Object 可以接收所有的数据类型了(引用类型、基本类型)!!!

不信你可以试试 , 直接用 Object 类接收一个基本数据类型 int , 完全是可以的 。
解释一下上面这段代码发生了什么 , 下面这张图很重要 , 大家仔细看:5. 包装类在集合中的广泛使用其实包装类最常见的使用就是在集合中 , 因为集合不允许存储基本类型的数据 , 只能存储引用类型的数据 。 那如果我们想要存储 1、2、3 这样的基本类型数据怎么办?举个例子 , 我们可以如下声明一个 Integer对象的数组列表:

往这个列表中添加 int 型数据:

上面这个调用在底层将会发生自动装箱操作:

基本数据类型 int 会被转换成 Integer 对象存入集合中 。
我们再来从这个集合中根据某个下标 i 获取对应的 Integer 对象 , 并用基本数据类型 int 接收:

上面这个调用在底层将会发生自动拆箱操作:

6. 数据类型转换另外 , 除了在集合中的广泛应用 , 包装类还包含一个重要功能 , 那就是提供将String型数据变为基本数据类型的方法 , 使用几个代表的类做说明:

IntegerDouble

Boolean

这些方法均被 static 标识 , 也就是说它们被各自对应的所有对象共同维护 , 直接通过类名访问该方法 。 举个例子:

需要特别注意的是:Character 类里面并不存在字符串变为字符的方法 , 因为 String 类中已经有一个 charAt()的方法可以根据索引取出字符内容 。分页标题#e#


    来源:(Java斗帝)

    【】网址:/a/2021/0303/kd758112.html

    标题:Java|Java 中为什么要设计包装类


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