Java基础之自动装箱拆箱
概述
自动装箱和拆箱从Java 1.5开始引入
如果你在Java1.5以后进行过编程的话,你一定不会陌生这一点,你不能直接地向集合(Collections)中放入原始(基本)类型值,因为集合只接收对象。通常这种情况下你的做法是,将这些原始类型的值转换成对象,然后将这些转换的对象放入集合中。使用Integer,Double,Boolean等这些类我们可以将原始类型值转换成对应的对象,但是从某些程度可能使得代码不是那么简洁精炼。为了让代码简练,Java 1.5引入了具有在原始类型和对象类型自动转换的装箱和拆箱机制。但是自动装箱和拆箱并非完美,在使用时需要有一些注意事项,如果没有搞明白自动装箱和拆箱,可能会引起难以察觉的bug。
什么是自动装箱拆箱
自动装箱就是Java自动将原始类型值转换成对应的对象,比如将int的变量转换成Integer对象,这个过程叫做装箱,反之将Integer对象转换成int类型值,这个过程叫做拆箱。因为这里的装箱和拆箱是自动进行的非人为转换,所以就称作为自动装箱和拆箱。
原始类型byte,short,char,int,long,float,double和boolean
封装类为Byte,Short,Character,Integer,Long,Float,Double,Boolean。
一般我们要创建一个类的对象实例的时候,我们会这样:
Class a = new Class(parameter);
当我们创建一个Integer对象时,却可以这样:
Integer i = 100; (注意:不是 int i = 100; )
实际上,执行上面那句代码的时候,系统为我们执行了:Integer i = Integer.valueOf(100);
基本数据类型与封装类的差别
基本数据类型不是对象,也就是使用int、double、boolean等定义的变量、常量。
基本数据类型没有可调用的方法。
eg: int t = 1; t. 后面是没有方法滴。
Integer t =1; t. 后面就有很多方法可让你调用了。
什么时候自动装箱
例如:Integer i = 100;
自动装箱主要发生在两种情况,一种是赋值时,另一种是在方法调用的时候
赋值时:相当于编译器自动为您作以下的语法编译:Integer i = Integer.valueOf(100);
方法调用时:
ArrayList<Integer> intList = new ArrayList<Integer>();
intList.add(1); //autoboxing - primitive to object
intList.add(2); //autoboxing
什么时候自动拆箱
自动拆箱(unboxing),也就是将对象中的基本数据从对象中自动取出。如下可实现自动拆箱:
Integer i = 10; //装箱
int t = i; //拆箱,实际上执行了 int t = i.intValue();
在进行运算时,也可以进行拆箱。
Integer i = 10;
System.out.println(i++);
自动装箱的弊端
自动装箱有一个问题,那就是在一个循环中进行自动装箱操作的情况,如下面的例子就会创建多余的对象,影响程序的性能。
Integer sum = 0;
for(int i=1000; i<5000; i++){
sum+=i;
}
上面的代码sum+=i可以看成sum = sum + i,但是+这个操作符不适用于Integer对象,首先sum进行自动拆箱操作,进行数值相加操作,最后发生自动装箱操作转换成Integer对象。其内部变化如下
int result = sum.intValue() + i;
Integer sum = new Integer(result);
由于我们这里声明的sum为Integer类型,在上面的循环中会创建将近4000个无用的Integer对象,在这样庞大的循环中,会降低程序的性能并且加重了垃圾回收的工作量。因此在我们编程时,需要注意到这一点,正确地声明变量类型,避免因为自动装箱引起的性能问题。
重载与自动装箱
当重载遇上自动装箱时,情况会比较有些复杂,可能会让人产生有些困惑。在1.5之前,value(int)和value(Integer)是完全不相同的方法,开发者不会因为传入是int还是Integer调用哪个方法困惑,但是由于自动装箱和拆箱的引入,处理重载方法时稍微有点复杂。一个典型的例子就是ArrayList的remove方法,它有remove(index)和remove(Object)两种重载,我们可能会有一点小小的困惑,其实这种困惑是可以验证并解开的,通过下面的例子我们可以看到,当出现这种情况时,不会发生自动装箱操作。也就是说test(int num)与 test(Integer num) 符合方法的重载
public void test(int num){
System.out.println("method with primitive argument");
}
public void test(Integer num){
System.out.println("method with wrapper argument");
}
//calling overloaded method
AutoboxingTest autoTest = new AutoboxingTest();
int value = 3;
autoTest.test(value); //no autoboxing
Integer iValue = value;
autoTest.test(iValue); //no autoboxing
Output:
method with primitive argument
method with wrapper argument
对象相等比较
这是一个比较容易出错的地方,”==“可以用于原始值进行比较,也可以用于对象进行比较,当用于对象与对象之间比较时,比较的不是对象代表的值,而是检查两个对象是否是同一对象,这个比较过程中没有自动装箱发生。进行对象值比较不应该使用”==“,而应该使用对象对应的equals方法。
Integer.ValueOf(int)源码
public static Integer valueOf(int i) {
final int offset = 128;
if (i >= -128 && i <= 127) { // must cache
return IntegerCache.cache[i + offset];
}
return new Integer(i);
}
private static class IntegerCache {
private IntegerCache() {
}
static final Integer cache[] = new Integer[-(-128) + 127 + 1];
static {
for (int i = 0; i < cache.length; i++)
cache[i] = new Integer(i - 128);
}
}
从源代码可以知道,ValueOf对-128~127这256个值做了缓存(IntegerCache),如果int值的范围是:-128~127,在ValueOf(int)时,直接返回IntegerCache的缓存值。
public static void main(String[] args) {
Integer a = 100;
Integer b = 100;
System.out.println(a == b);
Integer c = new Integer(100);
Integer d = new Integer(100);
System.out.println(c == d);
Integer e = 200;
Integer f = 200;
System.out.println(e == f);
}
结果是:
true
false
false
java在编译的时候 Integer a = 100; 被翻译成-> Integer a = Integer.valueOf(100);,所以a和b得到都是一个Cache对象,并且是同一个!而c和d是新创建的两个不同的对象,所以c自然不等于d。
这里也可以知道Integer.valueOf(100)和new Integer(100)这两种创建Integer的区别。
具体请见Java常量池篇
ps: 因为自动装箱会隐式地创建对象,像前面提到的那样,如果在一个循环体中,会创建无用的中间对象,这样会增加GC压力,拉低程序的性能。所以在写循环时一定要注意代码,避免引入不必要的自动装箱操作。