Java學習之自動裝箱和自動拆箱原始碼分析

等風的草發表於2015-09-04

自動裝箱(boxing)和自動拆箱(unboxing)

首先了解下Java的四類八種基本資料型別
基本型別 佔用空間(Byte) 表示範圍 包裝器型別

boolean

1/8

true|false

Boolean

char

2

-128~127

Character

byte

1

-128~127

Byte

short

2

-2ˆ15~2ˆ15-1

Short

int

4

-2ˆ31~2ˆ31-1

Integer

long

8

-2ˆ63~2ˆ63-1

Long

float

4

-3.403E38~3.403E38

Float

double

8

-1.798E308~1.798E308

Double

自動裝箱

Java中所謂的裝箱通俗點就是:八種基本資料型別在某些條件下使用時,會自動變為對應的包裝器型別。

如下清單1:

@Test
public void boxingTest() {

Integer i1 = 17;
Integer i2 = 17;

Integer i3 = 137;
Integer i4 = 137;

System.out.println(i1 == i2);
11 System.out.println(i3 == i4);
}

輸出:

true
false
解釋下清單1第11句輸出true的原因:
當包裝器型別進行“==”比較時,i3會呼叫Integer.valueOf自動裝箱基本資料型別為包裝器型別。
/**
* Returns an {@code Integer} instance representing the specified
* {@code int} value. If a new {@code Integer} instance is not
* required, this method should generally be used in preference to
* the constructor {@link #Integer(int)}, as this method is likely
* to yield significantly better space and time performance by
* caching frequently requested values.
*
* This method will always cache values in the range -128 to 127,
* inclusive, and may cache other values outside of this range.
*
* @param i an {@code int} value.
* @return an {@code Integer} instance representing {@code i}.
* @since 1.5
*/
public static Integer valueOf(int i) {
if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
return new Integer(i);
}

從原始碼中可以看出,Integer物件自動快取int值範圍在low~high(-128~127),如果超出這個範圍則會自動裝箱為包裝類。

Note:

  1. Integer、Short、Byte、Character、Long這幾個包裝類的valueOf方法的實現是類似的;
  2. Double、Float的valueOf方法的實現是類似的。
  3. Boolean的valueOf方法的實現是個三目運算,形如`  return (b ? TRUE : FALSE);  `

自動拆箱

Java中所謂的拆箱通俗點就是:八種包裝器型別在某些條件下使用時,會自動變為對應的基本資料型別。

清單2:

@Test
public void unboxingTest() {
Integer i1 = 17;
int i2 = 17;

int i3 = 137;
Integer i4 = 137;

System.out.println(i1 == i2);
10 System.out.println(i3 == i4);

}

輸出:

true
true

解釋下清單2第10句輸出true的原因:

當程式執行到第10句時,i4會呼叫Integer.intValue方法自動拆箱包裝器型別為基本資料型別。

/**
* Returns the value of this {@code Integer} as an
* {@code int}.
*/
public int intValue() {
return value;
}

從原始碼可以看出,當包裝器型別和基本資料型別進行“==”比較時,包裝器型別會自動拆箱為基本資料型別。

清單3內容如下:

@Test
public void unboxingTest() {
Integer i1 = 17;
Integer i2 = 17;

Integer i3 = 137;
Integer i4 = 137;

// ==
System.out.println(i1 == i2);
System.out.println(i3 == i4);

// equals
System.out.println(i1.equals(i2));
15 System.out.println(i3.equals(i4));

}

輸出:

true
false
true
true

解釋第15句為什麼會輸出true:

因為在Integer包裝類實現的equals方法中,只要比較的當前物件是Integer例項,那麼就會自動拆箱為基本資料型別。從以下Integer類的equals方法的原始碼就可看出:

 
/**
* Compares this object to the specified object. The result is
* {@code true} if and only if the argument is not
* {@code null} and is an {@code Integer} object that
* contains the same {@code int} value as this object.
*
* @param obj the object to compare with.
* @return {@code true} if the objects are the same;
* {@code false} otherwise.
*/
public boolean equals(Object obj) {
if (obj instanceof Integer) {
return value == ((Integer)obj).intValue();
}
return false;
}

Note:

  1. Integer、Short、Byte、Character、Long這幾個包裝類的intValue方法的實現是類似的;
  2. Double、Float的intValue方法的實現是類似的。
  3. Boolean的booleanValue方法的實現和intValue方法的實現也是類似的。

裝箱拆箱綜合清單:

public static void main(String args[]) {

Integer a = 1;
Integer b = 2;
Integer c = 3;
Integer d = 3;
Integer e = 321;
Integer f = 321;

Long g = 3L;
Long h = 2L;

// 會自動拆箱(會呼叫intValue方法)
System.out.println(c==d);
// 會自動拆箱後再自動裝箱
System.out.println(e==f);
// 雖然“==”比較的是引用的是否是同一物件,但這裡有算術運算,如果該引用為包裝器型別則會導致自動拆箱
System.out.println(c==(a+b));
// equals 比較的是引用的物件的內容(值)是否相等,但這裡有算術運算,如果該引用為包裝器型別則會導
 // 致自動拆箱,再自動裝箱
// a+b觸發自動拆箱得到值後,再自動裝箱與c比較
System.out.println(c.equals(a+b));
// 首先a+b觸發自動拆箱後值為int型,所以比較的是值是否相等
System.out.println(g==(a+b));
// 首先a+b觸發自動拆箱後值為int型,自動裝箱後為Integer型,然後g為Long型
System.out.println(g.equals(a+b));
// 首先a+h觸發自動拆箱後值為long型,因為int型的a會自動轉型為long型的g然後自動裝箱後為Long型,
 // 而g也為Long型
System.out.println(g.equals(a+h));

}

輸出:

true
false
true
true
true
false
true
 這裡面需要注意的是:當 “==”運算子的兩個運算元都是包裝器型別的引用,則是比較指向的是否是同一個物件,而如果其中有一個運算元是表示式(即包含算術運算)則比較的是數值(即會觸發自動拆箱的過程)另外,對於包裝器型別,equals方法並不會進行型別轉換。

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