Java基础之包装类-优快云博客

简介

Java为每个基本数据类型设计了一个相对应的类，用于封装基本数据类型的值，这些类称为包装类。

包装类的作用：Java是一门面向对象的语言，但并不是一门存粹的面向对象的语言，Java中基本数据类型的变量就没有对象的特征，在某些情况下，这会很不方便，为了让基本数据类型的变量也具有对象的特征，就出现了包转类，它会把一个基本数据类型的变量封装到一个实例中。

有哪些包装类：Integer、Byte、Short、Long、Float、Double、Character、Boolean。其中，Integer、Byte、Short、Long、Float、Double都有一个共同的父类，Number，因为它们都是数字

使用案例

案例1：int和Integer之间的转换

// 创建一个Integer类型的包装类，它封装了一个int类型的数据
Integer i = Integer.valueOf(10);
// 提取出包装类中封装的数据
int i1 = i.intValue();
System.out.println("i1 = " + i1);

其它包装类的操作基本类似

安全地将string转换为int

使用Integer.parseInt，如果转换失败，它会报错，或者在转换之前判断字符串的格式是否是数字

案例：

@Test(expected = Exception.class)
public void testStringToInt() {
    String s = Long.MAX_VALUE + "";

    // 转换
    int i;
    try {
        i = Integer.parseInt(s);
    } catch (NumberFormatException e) {
        throw new RuntimeException(e);
    }
}

安全地将long转换为int

先判断范围，然后转换，如果超出范围就报错，及时提醒，避免潜在的bug。

@Test
public void testLongToInt() throws Exception {
    Long maxValue = Long.valueOf(Long.MAX_VALUE);
    
    // 下面这几行封装成一个方法会更加合适
    if (maxValue > Integer.MAX_VALUE || maxValue < Integer.MIN_VALUE) {
        throw new RuntimeException("long类型的值超出范围，不支持转换为int，long = " + maxValue);
    }
    int value = maxValue.intValue();
    System.out.println(value);
}

装箱和拆箱

装箱：将基本数据类型封装到包装类对象中，Interger i = Integer.valueOf(1);

拆箱：将包转类中包转的基本数据类型取出，int i = integer.intValue();

自动拆箱和自动装箱：jdk1.5之后提供自动拆装箱功能，它是一种语法糖，

自动装箱：Integer i = 1; 在编译的时候，会编译为：Integer i = Integer.valueOf(1);
自动拆箱：int i2 = i，i是Integer类型，在编译时会被编译为 int i2 = i.intValue();

包装类编码规约

所有的相同类型的包装类对象之间值的比较，全部使用equals()方法。

所有实体类的静态变量必须使用包装类数据类型

所有的局部变量使用基本数据类型

包装类内部的缓存

以Integer为例，它会为-128到127之间的所有数字，分别创建Integer实例，然后缓存起来

public static Integer valueOf(int i) {
    // 如果数字在指定范围内，从缓存中获取
    if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
        return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
    return new Integer(i);
}

// 存储缓存的实例
static final Integer cache[];

使用包装类来查看整数和小数在内存中的存储

整数在内存中的存储

整数在内存中是使用补码进行存储的，Integer类中的toBinaryString可以打印出任意整数的补码

toBinaryString：public static String toBinaryString(int i)：返回任意一个数的二进制形式，是该数的补码

案例：

System.out.println("Integer.toBinaryString(5) = " 
    + Integer.toBinaryString(5));   //101，不足32位，因为省略掉了前面的0
System.out.println("Integer.toBinaryString(-5) = " 
    + Integer.toBinaryString(-5));    // 11111111111111111111111111111011

代码解析：

5的原码：0000 0101 // 以字节类型的数据做解析，方便理解，转换为int类型的数据，在前面补0或1即可，取决于byte类型的数据的第一位是0还是1
-5的原码：1000 0101
-5的反码：1111 1010
-5的补码：1111 1011

浮点数在内存中的存储

使用Float类的floatToRawIntBits方法，可以打印出浮点数的十进制形式，然后再将十进制的数转成二进制。

floatToRawIntBits：public static native int floatToRawIntBits(float value)：返回浮点数的十进制形式

代码案例：

System.out.println("Float.floatToRawIntBits(2.5f) = " 
    + Integer.toBinaryString(FloatfloatToRawIntBits(2.5f)));      
        // 01000000001000000000000000000000   // 如果结果不足32位，在前面补0
System.out.println("Float.floatToRawIntBits(-2.5f) = " 
    + Integer.toBinaryString(FloatfloatToRawIntBits(-2.5f)));  
        // 11000000001000000000000000000000
System.out.println("Float.floatToRawIntBits(0.5f) = " 
    + Integer.toBinaryString(FloatfloatToRawIntBits(0.5f)));     
        // 00111111000000000000000000000000
System.out.println("Float.floatToRawIntBits(-0.5f) = " 
    + Integer.toBinaryString(Float.floatToRawIntBits(-0.5f)));  
        // 10111111000000000000000000000000

代码解析：

∵ 2.5的二进制形式是10.1，可以转换为1.01 * 10^1
∴ 浮点数 2.5的符号位是0，表示正数，指数位是1，尾数位是01，在打印结果中：0 10000000 01000000000000000000000，符号位是0，因为指数位采取移位存储的方式，偏移量是127，01111111，所以指数位的存储是：10000000，尾数位01直接放到尾数中

∵ 0.5 的二进制形式是 0.1，可以转换为 1.0 * 10^(-1)
∴  浮点数 0.5的符号位是0，表示正数，指数位是-1，尾数位是0，在打印结果中：0 01111110 00000000000000000000000，符号位是0，因为指数位采取移位存储的方式，偏移量是127，01111111，
所以指数位的存储是：01111110，尾数位0直接放到尾数中

2.5和-2.5，除了符号位不一样，其它全一样