一、包裝類(lèi)（Wrapper Class）

1、簡(jiǎn)要介紹

Java 中的包裝類(lèi)是用于將基本數(shù)據(jù)類(lèi)型（如 int、char、boolean 等）包裝成對(duì)象的類(lèi)。每種基本數(shù)據(jù)類(lèi)型都有對(duì)應(yīng)的包裝類(lèi)，這些包裝類(lèi)提供了一種面向?qū)ο蟮姆绞絹?lái)處理基本數(shù)據(jù)類(lèi)型，允許它們被用于需要對(duì)象的場(chǎng)景，如集合框架、泛型等。

以下是 Java 中基本數(shù)據(jù)類(lèi)型及其對(duì)應(yīng)的包裝類(lèi)：

2、包裝類(lèi)特點(diǎn)

• 封裝性：所有的包裝類(lèi)都是 final 類(lèi)，這意味著它們不能被繼承。這種設(shè)計(jì)確保了包裝類(lèi)的行為和特性的一致性，從而避免了子類(lèi)可能引入的不確定性。

• 不可變性：包裝類(lèi)的實(shí)例一旦被創(chuàng)建后，其中保存的基本數(shù)據(jù)類(lèi)型數(shù)據(jù)就不能再被改變。這種不可變性使得包裝類(lèi)在多線程環(huán)境中更加安全，避免了因數(shù)據(jù)被意外修改而導(dǎo)致的錯(cuò)誤。

• 提供方法：包裝類(lèi)封裝了許多實(shí)用的方法，提供了豐富的功能。例如，它們支持?jǐn)?shù)據(jù)類(lèi)型轉(zhuǎn)換、判斷字符串的大小寫(xiě)、以及獲取最大值和最小值等。

• 繼承關(guān)系：除了 Character 和 Boolean 之外，其他所有的包裝類(lèi)都繼承自 Number 類(lèi)。這種繼承關(guān)系使得這些包裝類(lèi)能夠共享一些通用的功能和特性，例如數(shù)字的比較和轉(zhuǎn)換，這為在不同數(shù)值類(lèi)型之間的操作提供了一致的接口。

  

3、包裝類(lèi)用途

• 對(duì)象操作：在Java中，許多集合類(lèi)和框架方法需要對(duì)象作為參數(shù)，而不是基本數(shù)據(jù)類(lèi)型。為了滿足這一需求，包裝類(lèi)提供了將基本數(shù)據(jù)類(lèi)型轉(zhuǎn)換為對(duì)象的機(jī)制。通過(guò)使用包裝類(lèi)，我們可以輕松地在這些方法中傳遞基本數(shù)據(jù)類(lèi)型。

• Null值處理：基本數(shù)據(jù)類(lèi)型無(wú)法為null，而包裝類(lèi)則可以。這一特性在某些情況下非常有用，例如在方法參數(shù)中，需要表示可選值或缺省值時(shí)。通過(guò)使用包裝類(lèi)，我們能夠更靈活地處理這些場(chǎng)景，確保代碼的健壯性和可讀性。這種設(shè)計(jì)使得我們?cè)谔幚頂?shù)據(jù)時(shí)，可以更方便地進(jìn)行null值檢查，并在需要時(shí)安全地進(jìn)行區(qū)分，從而提高了代碼的靈活性。

二、裝箱和拆箱

1、裝箱和拆箱

裝箱（Boxing）是將基本數(shù)據(jù)類(lèi)型轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的包裝類(lèi)的過(guò)程。拆箱（Unboxing）是將包裝類(lèi)轉(zhuǎn)換為基本數(shù)據(jù)類(lèi)型的過(guò)程。

手動(dòng)裝箱就是使用一個(gè)值創(chuàng)建一個(gè) Integer 對(duì)象：

int num = 50000;
Integer boxedInt1 = new Integer(num); // 手動(dòng)裝箱方式一
Integer boxedInt2 = Integer.valueOf(num); // 手動(dòng)裝箱方式二

手動(dòng)拆箱就是使用 Integer 類(lèi)型對(duì)象的 intValue() 方法來(lái)獲取這個(gè)對(duì)象的 int 值：

Integer boxedInt = new Integer(5);
int num = boxedInt.intValue(); // 手動(dòng)拆箱

2、自動(dòng)裝箱和自動(dòng)拆箱

Java 5引入了自動(dòng)裝箱（Auto-boxing）和自動(dòng)拆箱（Auto-unboxing）機(jī)制，簡(jiǎn)化了基本數(shù)據(jù)類(lèi)型與包裝類(lèi)之間的轉(zhuǎn)換過(guò)程。

自動(dòng)裝箱是將基本數(shù)據(jù)類(lèi)型自動(dòng)轉(zhuǎn)換為其對(duì)應(yīng)的包裝類(lèi)對(duì)象的過(guò)程。

int num = 50000;
Integer boxedInt = num; // 自動(dòng)裝箱

自動(dòng)拆箱則是將包裝類(lèi)對(duì)象自動(dòng)轉(zhuǎn)換為其對(duì)應(yīng)的基本數(shù)據(jù)類(lèi)型。

Integer boxedInt = new Integer(50000);
int num = boxedInt; // 自動(dòng)拆箱

3、自動(dòng)裝箱和自動(dòng)拆箱的底層實(shí)現(xiàn)

1）自動(dòng)裝箱的底層實(shí)現(xiàn)

自動(dòng)裝箱是通過(guò)調(diào)用包裝類(lèi)的valueOf()方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

我們可以通過(guò)調(diào)試來(lái)驗(yàn)證這一結(jié)論，在要發(fā)生自動(dòng)裝箱的地方打上斷點(diǎn)，然后直接跳到這個(gè)斷點(diǎn)處，然后強(qiáng)制進(jìn)入（force step into），就會(huì)進(jìn)入到 valueOf() 方法中。

2）自動(dòng)拆箱的底層實(shí)現(xiàn)

自動(dòng)拆箱是通過(guò)調(diào)用包裝類(lèi)對(duì)象的xxxValue()方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

我們可以通過(guò)調(diào)試來(lái)驗(yàn)證這一結(jié)論，在要發(fā)生自動(dòng)拆箱的地方打上斷點(diǎn)，然后直接跳到這個(gè)斷點(diǎn)處，然后強(qiáng)制進(jìn)入（force step into），就會(huì)進(jìn)入到 xxxValue() 方法中。

三、包裝類(lèi)的緩存機(jī)制

1、簡(jiǎn)要介紹

Java中的包裝類(lèi)緩存機(jī)制是為了優(yōu)化性能和節(jié)省內(nèi)存而設(shè)計(jì)的。

它為整型（Byte、Short、Integer、Long）、字符型（Character）和布爾型（Boolean）的包裝類(lèi)提供了緩存，確保在這些類(lèi)型的小范圍值之間可以復(fù)用對(duì)象。而對(duì)于浮點(diǎn)數(shù)類(lèi)型的包裝類(lèi)（Float、Double），則沒(méi)有這種緩存機(jī)制，意味著每次都需要?jiǎng)?chuàng)建新的對(duì)象。

這樣一來(lái)，Java在處理常用值時(shí)更加高效，但在浮點(diǎn)數(shù)處理上則相對(duì)簡(jiǎn)單直接。

2、緩存范圍

對(duì)于 Integer 類(lèi)，Java會(huì)緩存范圍在 -128 到 127 之間的所有整數(shù)。

對(duì)于 Byte、Short 和 Character 類(lèi)，緩存的范圍也是類(lèi)似的。具體范圍如下：

• Byte：-128 到 127
• Short：-128 到 127
• Character：0 到 127（即所有的ASCII字符）
• Boolean：只有 true 和 false 兩個(gè)值會(huì)被緩存。

3、觸發(fā)緩存機(jī)制

只有調(diào)用 valueOf() 方法時(shí)，如果要?jiǎng)?chuàng)建的值已經(jīng)被緩存，則會(huì)觸發(fā)緩存機(jī)制。

我們可以查看 Integer 類(lèi)的 valueOf() 方法的源代碼：

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

如果要?jiǎng)?chuàng)建的 Integer 對(duì)象的值在預(yù)定范圍內(nèi)，則返回緩存的對(duì)象，如果不在范圍內(nèi)，則直接新創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象。

4、測(cè)試緩存機(jī)制

我們可以通過(guò)使用 valueOf() 方法創(chuàng)建兩個(gè)值一樣且值在范圍內(nèi)的對(duì)象，然后比較它們的引用是否相等，如果相等，則能證明緩存機(jī)制的存在。

public class Example {
	public static void main(String[] args) {
		Integer i1 = Integer.valueOf(1);
		Integer i2 = Integer.valueOf(1);

		System.out.println(i1 == i2);
	}
}

運(yùn)行結(jié)果：

這樣就能證明緩存機(jī)制的存在。

四、包裝類(lèi)的方法

1、基本轉(zhuǎn)換方法

parseInt(String s), parseDouble(String s), parseBoolean(String s) 等：將字符串轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的基本類(lèi)型。

valueOf(String s): 返回對(duì)應(yīng)類(lèi)型的包裝類(lèi)實(shí)例，例如 Integer.valueOf("123") 返回一個(gè) Integer 對(duì)象。

2、獲取基本類(lèi)型值

intValue(), doubleValue(), charValue(), booleanValue() 等: 返回包裝類(lèi)中封裝的基本類(lèi)型值。

示例：

Integer num = new Integer(5);
int value = num.intValue();

3、常量字段

MAX_VALUE, MIN_VALUE: 返回該包裝類(lèi)所表示的基本類(lèi)型的最大值和最小值。

例如：

Integer.MAX_VALUE 返回 2147483647，

Double.MIN_VALUE 返回 4.9E-324。

4、比較方法

compareTo(T another): 用于比較兩個(gè)包裝類(lèi)對(duì)象的大小。

equals(Object obj): 判斷兩個(gè)對(duì)象是否相等。

示例：

Integer.compare(x, y) 方法比較兩個(gè) Integer 對(duì)象的值。

5、類(lèi)型檢測(cè)

isNaN(), isInfinite(): 用于 Double 和 Float 以檢測(cè)是否為非數(shù)字或無(wú)窮大。

isLetter(char ch)：檢查指定的字符是否為字母（包括大寫(xiě)和小寫(xiě)字母）。

char c = 'A';
boolean isLetter = Character.isLetter(c); // 返回 true

isDigit(char ch)：檢查指定的字符是否為數(shù)字。

char c = '5';
boolean isDigit = Character.isDigit(c); // 返回 true

isWhitespace(char ch)：檢查指定的字符是否為白空格字符（如空格、制表符等）。

char c = ' ';
boolean isWhitespace = Character.isWhitespace(c); // 返回 true

五、補(bǔ)充

1、精度提升

public class Example {
	public static void main(String[] args) {
		Object obj = true ? new Integer(1) : new Double(2.0);
		System.out.println(obj);
	}
}

輸出結(jié)果是：

這是因?yàn)橛捎?Double 精度高，而且這里使用的是三元運(yùn)算符，所以 Integer 會(huì)被提升精度為 Double，所以最終輸出的是一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)。

實(shí)際上的具體操作應(yīng)該是：

創(chuàng)建一個(gè) Integer 對(duì)象，然后這個(gè)對(duì)象自動(dòng)拆箱得到一個(gè) int 類(lèi)型的值，然后由于后面是 Double 類(lèi)型，這個(gè) int 類(lèi)型的值提升為 double 類(lèi)型的值，然后通過(guò)自動(dòng)裝箱得到一個(gè) Double 類(lèi)型的對(duì)象。

我們也可以通過(guò) instanceof 操作符測(cè)試一下：

public class Example {
	public static void main(String[] args) {
		Object obj = true ? new Integer(1) : new Double(2.0);
		System.out.println(obj instanceof Double);
	}
}

輸出結(jié)果：

所以說(shuō)這里的 obj 指向的對(duì)象確實(shí)是一個(gè) Double 類(lèi)的對(duì)象。

2、包裝類(lèi)與字符串相互轉(zhuǎn)換

1）包裝類(lèi)轉(zhuǎn)換為字符串

		Integer i = 10000;
		
		// 方式一
		String str1 = i + "";
		
		// 方式二
		String str2 = i.toString();
		
		// 方式三
		String str3 = String.valueOf(i);

這里對(duì)于方法三，實(shí)際上內(nèi)部也是調(diào)用 toString() 方法的。

2）字符串轉(zhuǎn)換為包裝類(lèi)

		String str = "10000";

		// 方式一
		Integer i1 = Integer.parseInt(str);

		// 方式二
		Integer i2 = Integer.valueOf(str);
		
		// 方式三
		Integer i3 = new Integer(str);

這里看似通過(guò)字符串創(chuàng)建 Integer 類(lèi)對(duì)象有三種方法，實(shí)際上就一種方法，對(duì)于方法二和方法三內(nèi)部實(shí)際上都是調(diào)用 parseInt() 方法來(lái)將字符串轉(zhuǎn)換為整型的。

3、緩存機(jī)制

上面提到的緩存機(jī)制只可能在調(diào)用 valueOf() 方法時(shí)觸發(fā)，所以對(duì)于直接調(diào)用構(gòu)造方法則不會(huì)觸發(fā)緩存機(jī)制。

我們知道自動(dòng)裝箱底層調(diào)用的也是 valueOf() 方法，所以說(shuō)自動(dòng)裝箱也可以觸發(fā)緩存機(jī)制。

我們還知道緩存機(jī)制是有范圍的，超出范圍的值創(chuàng)建的對(duì)象都是新創(chuàng)建的。

所以我們就能很自然的得到以下代碼的運(yùn)行結(jié)果：

public class Example {
	public static void main(String[] args) {
		Integer i1 = new Integer(1);
		Integer i2 = new Integer(1);

		System.out.println(i1 == i2); // false

		Integer i3 = 1;
		Integer i4 = 1;

		System.out.println(i3 == i4); // true

		Integer i5 = 128;
		Integer i6 = 128;

		System.out.println(i5 == i6); // false
	}
}

運(yùn)行結(jié)果：

4、判斷值是否相等

只要判斷中有基本數(shù)據(jù)類(lèi)型，則判斷的就是值是否相等，也就是說(shuō)包裝類(lèi)在這時(shí)會(huì)自動(dòng)拆箱。

public class Example {
	public static void main(String[] args) {
		Integer i1 = 128;
		int i2 = 128;

		System.out.println(i1 == i2);
	}
}

運(yùn)行結(jié)果：

總結(jié) 

到此這篇關(guān)于Java中八大包裝類(lèi)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java八大包裝類(lèi)內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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