Java自动装箱

以一道题为引子:

Integer i01 = 59;
int i02 = 59;
Integer i03 =Integer.valueOf(59);
Integer i04 = new Integer(59)。

求以下输出结果:

System.out.println(i01== i02); T
System.out.println(i01== i03); T
System.out.println(i03== i04); F
System.out.println(i02== i04); T

这道题主要考察的是java基本类型的自动拆装箱的理解

分析

对于 Integer i01 = 59 这行代码,由于Integer是int类型的包装类,因此先将59提升为Integer类型,即执行的代码为:Integer i01 = Integer.valueOf(59)。

其中 Integer.valueOf()源码为:

 public static Integer valueOf(int i) {
        assert IntegerCache.high >= 127;
        if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
            return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
        return new Integer(i);
    }

从源码可以看出:当 i 在[-128,127]之间,会对对象进行缓存,当然只缓存一份。超出该范围则new 一个新的对象,且不缓存。

当执行Integer i03 =Integer.valueOf(59) 时, 由于59已经被缓存故,直接返回值为59的Integer对象的引用,即 i01==i03

由于 i02 为int类型,即基本类型,当 i02 与 其他如 i01 进行比较时,会先对 i01 进行自动拆箱,即转换为基本数据类型的值,然后在进行比较。

### 自动装箱机制的原理 Java中的自动装箱(Autoboxing)是指编译器自动将原始类型值转换为对应的包装类对象的过程。例如,当一个`int`类型的值被赋给一个`Integer`类型的变量时,这个过程就是自动装箱[^1]。这种转换是通过调用包装类提供的静态方法来完成的,比如`Integer.valueOf(int)`[^2]。 拆箱则是相反的过程,即将包装类对象转换回其对应的原始类型值。这通常是通过调用对象的实例方法实现的,如`Integer.intValue()`[^1]。这些操作都是由Java编译器在后台处理的,并不需要程序员显式地进行类型转换。 ### 自动装箱与拆箱的使用方法 下面是一些关于如何使用自动装箱和拆箱的例子: ```java // 自动装箱示例 Integer iObject = 5; // 编译器会自动调用 Integer.valueOf(5) // 拆箱示例 int iPrimitive = iObject; // 编译器会自动调用 iObject.intValue() ``` 此外,在集合框架中使用原始类型时,也经常需要用到自动装箱特性,因为集合只能存储对象而不是原始类型: ```java List<Integer> list = new ArrayList<>(); list.add(10); // 自动装箱 int -> Integer int sum = list.get(0); // 自动拆箱 Integer -> int ``` ### 注意事项 虽然自动装箱和拆箱简化了代码编写,但它们也有一些需要注意的地方: - **性能问题**:频繁的装箱和拆箱可能导致额外的内存分配和垃圾回收压力。 - **空指针异常**:如果尝试对一个`null`的包装类对象进行拆箱,会导致`NullPointerException`。 - **缓存机制**:对于某些数值范围内的整数(通常-128到127),`Integer`类内部维护了一个缓存池,以减少不必要的对象创建。超出此范围的数值则每次都会新建一个新的`Integer`实例。 ```java Integer a = 100; Integer b = 100; System.out.println(a == b); // true,因为它们指向同一个缓存实例 Integer c = 200; Integer d = 200; System.out.println(c == d); // false,因为它们不在缓存范围内,各自创建了新的实例 ``` ### 使用场景 自动装箱主要应用于需要将原始类型作为对象使用的场合,特别是在泛型编程中非常常见。由于Java的泛型不支持原始类型,所以在使用像`ArrayList`这样的泛型集合时,必须使用包装类。此时,自动装箱使得开发者可以无缝地在原始类型与包装类之间切换[^1]。
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