java自动装箱拆箱总结

x33g5p2x  于2021-03-13 发布在 Java  
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对于java1.5引入的自动装箱拆箱,之前只是知道一点点,最近在看一篇博客时发现自己对自动装箱拆箱这个特性了解的太少了,所以今天研究了下这个特性。以下是结合测试代码进行的总结。

测试代码:

        int a = 1;
        Integer b = 1;
        Integer c = 1;
        Integer d = 2;
        Integer e = 3;
        Integer f = 128;
        Integer g = 128;
        Long h = 3L;
        Double m = 4.0;
        Double n = 4.0;
        Float p = 5f;
        Float q = 5f;
        System.out.println("a == b : " + (a == b));  //true
        System.out.println("b ==c : " + (b == c));  //true
        System.out.println("e == (c + d) : " + (e == (c + d)));  //true
        System.out.println("e.equals(c + d) : " + (e.equals(c + d)));  //true
        System.out.println("h == (c + d) : " + (h == (c + d))); //true
        System.out.println("h.equals(c + d) : " + (h.equals(c + d)));  //false
        System.out.println("f == g : " + (f == g)); //false
        System.out.println("m == n : " + (m == n)); //false
        System.out.println("p == q : " + (p == q)); //false
        System.out.println("m == d * 2 : " + (m == d * 2)); //true
        System.out.println("p == (d + e) : " + (p == (d + e))); //true

测试输出结果与说明:

 1. a == b : true
     当基本类型包装类与基本类型值进行==运算时,包装类会自动拆箱。即比较的是基本类型值。
     具体实现上,是调用了Integer.intValue()方法实现拆箱。
     可以在测试代码处打断点,使用F5快捷键step
    into至每一步执行方法,会看到调用了Integer.intValue()方法实现了拆箱。
 2. b == c : true
    b和c类型均为Integer包装类,故对基本类型进行自动装箱后赋值给b和c。
    在进行==运算时不会触发拆箱操作。所以比较的是引用地址,说明b和c是同一个对象。
    java中自动装箱调用的是Integer.valueOf()方法实现的,可以像例1一样打断点验证。 
    为什么b和c 会是同一个对象呢?查看Integer.valueOf()方法实现即可知道,如下: 
    下面的代码中可以看到,对于-128至127这256个值,直接获取的IntegerCache中的值。 
    而IntegerCache是Integer中的一个静态内部类, 
    里面将-128至127(即一个字节所能表示的所有带符号值 -2^7至2^7-1)的包装类存在了一个数组中。 
    对于-128到127之间的数,直接从数组中获取,其他的数则使用new生成。所以此处输出true。

     public static Integer valueOf(int i) {
        if(i >= -128 && i <= IntegerCache.high)
            return IntegerCache.cache[i + 128];
        else
            return new Integer(i);
    }

    private static class IntegerCache {
        static final int high;
        static final Integer cache[];

        static {
            final int low = -128;

            // high value may be configured by property
            int h = 127;
            if (integerCacheHighPropValue != null) {
                // Use Long.decode here to avoid invoking methods that
                // require Integer's autoboxing cache to be initialized
                int i = Long.decode(integerCacheHighPropValue).intValue();
                i = Math.max(i, 127);
                // Maximum array size is Integer.MAX_VALUE
                h = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - -low);
            }
            high = h;

            cache = new Integer[(high - low) + 1];
            int j = low;
            for(int k = 0; k < cache.length; k++)
                cache[k] = new Integer(j++);
        }

 3. e == (c + d) : true
    包装类在执行加减乘除求余等运算时,会触发拆箱操作,故c、d拆箱后相加, 
    结果为基本类型;然后e与基本类型进行==运算,触发拆箱操作。   
 4. e.equals(c + d) : true
    首先,c + d 拆箱运算得到基本类型值;然后当进行equals运算时, 
    会触发基本类型值的装箱操作,c + d 的结果会自动装箱为包装类;最后与e进行equals运算。 
 5. h == (c + d) : true
    运算顺序与上面例3中一致,唯一区别是h自动拆箱是调用了Long.longValue()实现。
 6. h.equals(c + d) : false
    运算顺序与上面例4中一致,为false的原因在于c + d的运算结果自动装箱后类型为Integer, 
    而h的类型为Long,类型不一样,equals的结果为false。
 7. f == g : false
     请参考上面例2中的解释。 
     超出了-128至127的缓存范围,故在valueOf()方法中使用new生成了新对象。

 8. m == n : false
    p == q : false
    与上面例子1、2中的结果不同,对于Boolean、Byte、Character、Short、Integer、Long六种基本类型, 
    对于一个字节以内的值-128到127(Boolean只有true和false)都实现了缓存机制。 
    不在此范围的数才在对应的valueOf()方法中new出一个新的对象。 
    但是对于Double和Float类型的浮点数据,在-128到127之间除了256个整数外还有无数的小数, 
    故java中没有实现Double和Float中一些数的缓存。 
    所以,对于Double和Float的自动装箱,都是new出新的对象。故此两例均输出false。

 10. m == d * 2 : true
     p == (d + e) : true
     请参考例3和例5。

反编译后代码:

使用java反编译工具,对class字节码文件进行反编译,结果如下所示。从下面的反编译代码,我们可以看到java是如何实现自动装箱、拆箱的。

    int a = 1;
    Integer b = Integer.valueOf(1);
    Integer c = Integer.valueOf(1);
    Integer d = Integer.valueOf(2);
    Integer e = Integer.valueOf(3);
    Integer f = Integer.valueOf(128);
    Integer g = Integer.valueOf(128);
    Long h = Long.valueOf(3L);
    Double m = Double.valueOf(4.0D);
    Double n = Double.valueOf(4.0D);
    Float p = Float.valueOf(5.0F);
    Float q = Float.valueOf(5.0F);
    System.out.println("a == b : " + (a == b.intValue()));
    System.out.println("b ==c : " + (b == c));
    System.out.println("e == (c + d) : " + (e.intValue() == c.intValue() + d.intValue()));
    System.out.println("e.equals(c + d) : " + e.equals(Integer.valueOf(c.intValue() + d.intValue())));
    System.out.println("h == (c + d) : " + (h.longValue() == c.intValue() + d.intValue()));
    System.out.println("h.equals(c + d) : " + h.equals(Integer.valueOf(c.intValue() + d.intValue())));
    System.out.println("f == g : " + (f == g));
    System.out.println("m == n : " + (m == n));
    System.out.println("p == q : " + (p == q));
    System.out.println("m == d * 2 : " + (m.doubleValue() == d.intValue() * 2));
    System.out.println("p == (d + e) : " + (p.floatValue() == d.intValue() + e.intValue()));

参考文章:
①Java 自动装箱和拆箱
②Java自动装箱与拆箱及其陷阱
③深入剖析Java中的装箱和拆箱
④四道Java基础题 你能对几道?

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