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Java自動(dòng)裝箱與拆箱及其陷阱分析
Java中一個(gè)非常重要也非常有趣的特性，就是自動(dòng)裝箱與拆箱，本文是百分網(wǎng)小編搜索整理的關(guān)于Java自動(dòng)裝箱與拆箱及其陷阱分析，給大家做個(gè)參考，希望對大家有所幫助!想了解更多相關(guān)信息請持續關(guān)注我們應屆畢業(yè)生考試網(wǎng)!
自動(dòng)裝箱(Autoboxing)
定義
大家在平時(shí)編寫(xiě)Java程序時(shí)，都常常以以下方式來(lái)定義一個(gè)Integer對象:
Integer i=100;
從上面的代碼中，大家可以得知，i為一個(gè)Integer類(lèi)型的引用，100為Java中的基礎數據類(lèi)型(primitive data type)。而這種直接將一個(gè)基礎數據類(lèi)型傳給其相應的封裝類(lèi)(wrapper class)的'做法，便是自動(dòng)裝箱(Autoboxing)。
在jdk 1.5中，自動(dòng)裝箱首次被引入。而在jdk 1.5之前，如果你想要定義一個(gè)value為100的Integer對象，則需要這樣做：
Integer i=new Integer (100);
原理
我們在以上代碼“Integer i=100;”處打一個(gè)斷點(diǎn)，跟蹤一下。
接下來(lái)，我們可以看到，程序跳轉到了Integer類(lèi)的valueOf(int i)方法中
/**
* Returns a <tt>Integer</tt> instance representing the specified
* <tt>int</tt> value.
* If a new <tt>Integer</tt> 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.
*
* @param i an <code>int</code> value.
* @return a <tt>Integer</tt> instance representing <tt>i</tt>.
* @since 1.5
*/
public static Integer valueOf(int i) {
if(i >= -128 && i <= IntegerCache.high)
return IntegerCache.cache[i + 128];
else
return new Integer(i);
}
換句話(huà)說(shuō)，裝箱就是jdk自己幫你完成了調用Integer.valueOf(100)。
拆箱(Unboxing)
定義
Integer integer100=100;
int int100=integer100;
從上面的代碼中，大家可看出integer100為一個(gè)Integer類(lèi)型的引用，int100為一個(gè)int類(lèi)型的原始數據類(lèi)型。但是，我們可以將一個(gè)Integer類(lèi)型的對象賦值給其相應原始數據類(lèi)型的'變量。這便是拆箱。
拆箱與裝箱是相反的操作。裝箱是將一個(gè)原始數據類(lèi)型賦值給相應封裝類(lèi)的變量。而拆箱則是將一個(gè)封裝類(lèi)的變量賦值給相應原始數據類(lèi)型的變量。裝箱、拆箱的名字也取得相當貼切。
原理
筆者相信大家也都猜到了，拆箱過(guò)程中jdk為我們做了什么。我們還是通過(guò)實(shí)驗來(lái)證明我們的猜想吧。
在以上代碼的第二行代碼打上斷點(diǎn)，即在“int int100=integer100;”上打上斷點(diǎn)，跟蹤一下。
我們可以看到，程序跳轉到了Integer的intValue()方法。
/**
* Returns the value of this <code>Integer</code> as an
* <code>int</code>.
*/
public int intValue() {
return value;
}
也就是，jdk幫我們完成了對intValue()方法的調用。對于以上的實(shí)驗而言，便是調用integer100的intValue()方法，將其返回值賦給了int100。
擴展
實(shí)驗1
Integer integer400=400;
int int400=400;
System.out.println(integer400==int400);
在以上代碼的第三行中，integer400與int400執行了==運行。而這兩個(gè)是不同類(lèi)型的變量，到底是integer400拆箱了，還是int400裝箱了呢？運行結果是什么呢？
==運算是判斷兩個(gè)對象的地址是否相等或者判斷兩個(gè)基礎數據類(lèi)型的值是否相等。所以，大家很容易推測到，如果integer400拆箱了，則說(shuō)明對比的是兩個(gè)基礎類(lèi)型的值，那此時(shí)必然相等，運行結果為true；如果int400裝箱了，則說(shuō)明對比的是兩個(gè)對象的地址是否相等，那此時(shí)地址必然不相等，運行結果為false。（至于為什么筆者對它們賦值為400，就是后面將要講到的陷阱有關(guān)）。
我們實(shí)際的運行結果為true。所以是integer400拆箱了。對代碼跟蹤的結果也證明這一點(diǎn)。
實(shí)驗2
Integer integer100=100;
int int100=100;
System.out.println(integer100.equals(int100));
在以上代碼的第三行中，integer100的.方法equals的參數為int100。我們知道equals方法的參數為Object，而不是基礎數據類(lèi)型，因而在這里必然是int100裝箱了。對代碼跟蹤的結果也證明了這一點(diǎn)。
其實(shí)，如果一個(gè)方法中參數類(lèi)型為原始數據類(lèi)型，所傳入的參數類(lèi)型為其封裝類(lèi)，則會(huì )自動(dòng)對其進(jìn)行拆箱；相應地，如果一個(gè)方法中參數類(lèi)型為封裝類(lèi)型，所傳入的參數類(lèi)型為其原始數據類(lèi)型，則會(huì )自動(dòng)對其進(jìn)行裝箱。
實(shí)驗3
Integer integer100 = 100;
int int100 = 100;
Long long200 = 200l;
System.out.println(integer100 + int100);
System.out.println(long200 == (integer100 + int100));
System.out.println(long200.equals(integer100 + int100));
在第一個(gè)實(shí)驗中，我們已經(jīng)得知，當一個(gè)基礎數據類(lèi)型與封裝類(lèi)進(jìn)行==運算時(shí)，會(huì )將封裝類(lèi)進(jìn)行拆箱。那如果+、-、*、/呢？我們在這個(gè)實(shí)驗中，就可知道。
如果+運算，會(huì )將基礎數據類(lèi)型裝箱，那么：
?第4行中，integer100+int100就會(huì )得到一個(gè)類(lèi)型為Integer且value為200的對象o，并執行這個(gè)對象的toString()方法，并輸出”200”；
?第5行中，integer100+int100就會(huì )得到一個(gè)類(lèi)型為Integer且value為200的對象o，==運算將這個(gè)對象與long200對象進(jìn)行對比，顯然，將會(huì )輸出false；
?第6行中，integer100+int100就會(huì )得到一個(gè)類(lèi)型為Integer且value為200的對象o，Long的equals方法將long200與o對比，因為兩都是不同類(lèi)型的封裝類(lèi)，因而輸出false；
如果+運算，會(huì )將封裝類(lèi)進(jìn)行拆箱，那么:
?第4行中，integer100+int100就會(huì )得到一個(gè)類(lèi)型為int且value為200的基礎數據類(lèi)型b，再將b進(jìn)行裝箱得到o，執行這個(gè)對象的toString()方法，并輸出”200”；
?第5行中，integer100+int100就會(huì )得到一個(gè)類(lèi)型為int且value為200的基礎數據類(lèi)型b1，==運算將long200進(jìn)行拆箱得到b2，顯然b1==b2，輸出true；
?第6行中，integer100+int100就會(huì )得到一個(gè)類(lèi)型為int且value為200的基礎數據類(lèi)型b，Long的equals方法將b進(jìn)行裝箱，但裝箱所得到的是類(lèi)型為Integer的對象o，因為o與long200為不同的類(lèi)型的對象，所以輸出false；
程序運行的結果為:
200
true
false
因而，第二種推測是正確，即在+運算時(shí)，會(huì )將封裝類(lèi)進(jìn)行拆箱。
陷阱
陷阱1
Integer integer100=null;
int int100=integer100;
這兩行代碼是完全合法的，完全能夠通過(guò)編譯的，但是在運行時(shí)，就會(huì )拋出空指針異常。其中，integer100為Integer類(lèi)型的對象，它當然可以指向null。但在第二行時(shí)，就會(huì )對integer100進(jìn)行拆箱，也就是對一個(gè)null對象執行intValue()方法，當然會(huì )拋出空指針異常。所以，有拆箱操作時(shí)一定要特別注意封裝類(lèi)對象是否為null。
陷阱2
Integer i1=100;
Integer i2=100;
Integer i3=300;
Integer i4=300;
System.out.println(i1==i2);
System.out.println(i3==i4);
因為i1、i2、i3、i4都是Integer類(lèi)型的，所以我們想，運行結果應該都是false。但是，真實(shí)的運行結果為“System.out.println(i1==i2);”為 true，但是“System.out.println(i3==i4);”為false。也就意味著(zhù),i1與i2這兩個(gè)Integer類(lèi)型的引用指向了同一個(gè)對象，而i3與i4指向了不同的對象。為什么呢？不都是調用Integer.valueOf(int i)方法嗎？
讓我們再看看Integer.valueOf(int i)方法。
/**
* Returns a <tt>Integer</tt> instance representing the specified
* <tt>int</tt> value.
* If a new <tt>Integer</tt> 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.
*
* @param i an <code>int</code> value.
* @return a <tt>Integer</tt> instance representing <tt>i</tt>.
* @since 1.5
*/
public static Integer valueOf(int i) {
if(i >= -128 && i <= IntegerCache.high)
return IntegerCache.cache[i + 128];
else
return new Integer(i);
}
我們可以看到當i>=-128且i<=IntegerCache.high時(shí)，直接返回IntegerCache.cache[i + 128]。其中，IntegerCache為Integer的內部靜態(tài)類(lèi)，其原碼如下：
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++);
}
private IntegerCache() {}
}
我們可以清楚地看到，IntegerCache有靜態(tài)成員變量cache，為一個(gè)擁有256個(gè)元素的數組。在IntegerCache中也對cache進(jìn)行了初始化，即第i個(gè)元素是值為i-128的Integer對象。而-128至127是最常用的`Integer對象，這樣的做法也在很大程度上提高了性能。也正因為如此，“Integeri1=100;Integer i2=100;”，i1與i2得到是相同的對象。
對比擴展中的第二個(gè)實(shí)驗，我們得知，當封裝類(lèi)與基礎類(lèi)型進(jìn)行==運行時(shí)，封裝類(lèi)會(huì )進(jìn)行拆箱，拆箱結果與基礎類(lèi)型對比值；而兩個(gè)封裝類(lèi)進(jìn)行==運行時(shí)，與其它的對象進(jìn)行==運行一樣，對比兩個(gè)對象的地址，也即判斷是否兩個(gè)引用是否指向同一個(gè)對象。
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