Java基础教程——包装类

Java出道之时，自诩为“纯面向对象的语言”，意思是之前的所谓“面向对象语言”不纯。
但是，有人指责Java也不纯——8种基本类型并非类类型。为此，Java为他们提供可对应的类类型，是为“包装类”。

包装类

Java的八种基本数据类型用起来很方便，但不支持面向对象的编程机制，不属于Object继承体系，没有成员方法可调用。某些场合下，只能使用对象类型，不能使用基本类型，因此基本类型需要对应的包装类。

比如集合的定义：List<Integer> list;
写为List<int> list;就错了

Java提供了基本类型对应的包装类（Wrapper Class）：

包装类一般就是把基本类型的首字母小写变为大写，但是int和char除外，它们的包装类要用全称。
下表中将int和char的写法加粗。

基本类型	包装类
byte	Byte
int	Integer
short	Short
long	Long
float	Float
double	Double
boolean	Boolean
char	Character

另有一种说法，说Java中有9种基本类型，还要加一个void，其包装类是Void，但这种说法没有被普遍接受。

装箱和拆箱的概念

基本类型→（转为）→包装类，是为装箱
包装类→（转为）→基本类型，是为拆箱

JDK 1.5开始就提供了自动装箱、自动拆箱功能。借助该功能，开发者可以把基本类型当做对象使用，也可以把包装类的实例当做基本类型变量使用。

public class Test包装类 {
	public static void main(String[] args) {
		int a1 = 1000;// 定义基本类型
		Integer objA = a1; // 自动装箱:Integer←int
		int a2 = objA; // 自动拆箱:int←Integer
		System.out.println(a2);
	}
}

上述代码的解析：

	int a1 = 1000;
自动装箱	Integer objA =a1;	Integer←int	本质上调用了Integer.valueOf(...)
自动拆箱	int a2 = objA;	int←Integer	本质上调用了objA.intValue()

包装类可以通过new实例化来构造
除Character类外，其它的包装类都有parseXxx方法：字符串→基本数据类型值
包装类有valueOf方法：字符串→包装类对象

示例代码（比较枯燥，瞅一眼就行）：

public class Test构造包装类 {
	public static void main(String[] args) {
		构造包装类();
		parseXxx_str_to_基本类型();
		valueOf_str_to_Wrapper();
	}
	static void 构造包装类() {
		System.out.println("---new 包装类---");
		Boolean objBool = new Boolean(true);
		Character objChar = new Character('X');
		Byte objByte = new Byte((byte) 10);
		Short objS = new Short((short) 50);
		Integer objInt = new Integer(100);
		Long objLong = new Long(1000);
		Float objF = new Float(3.14);
		Double objD = new Double(3.1415);
		System.out.println(objBool);
		System.out.println(objChar);
		System.out.println(objByte);
		System.out.println(objS);
		System.out.println(objInt);
		System.out.println(objLong);
		System.out.println(objF);
		System.out.println(objD);
	}
	static void parseXxx_str_to_基本类型() {
		String str = "123";
		System.out.println("---除Character类外，包装类都有parseXxx方法");
		System.out.println("---parseXxx：字符串→基本数据类型值");
		byte b = Byte.parseByte(str);
		short s = Short.parseShort(str);
		int i = Integer.parseInt(str);
		long l = Long.parseLong(str);
		float f = Float.parseFloat(str);
		double d = Double.parseDouble(str);
		boolean bl = Boolean.parseBoolean("TruE");
		System.out.println(i);
		System.out.println(s);
		System.out.println(b);
		System.out.println(l);
		System.out.println(f);
		System.out.println(d);
		System.out.println(bl);
	}
	static void valueOf_str_to_Wrapper() {
		String str = "123";
		System.out.println("---valueOf方法：字符串→包装类对象");
		Byte objByte = Byte.valueOf(str);
		Short objShort = Short.valueOf(str);
		Integer objInt = Integer.valueOf(str);
		Long objLong = Long.valueOf(str);
		Float objF = Float.valueOf(str);
		Double objD = Double.valueOf(str);
		Boolean objB = Boolean.valueOf("true");
		Character obkChar = Character.valueOf('C');
		System.out.println(objByte);
		System.out.println(objShort);
		System.out.println(objInt);
		System.out.println(objLong);
		System.out.println(objF);
		System.out.println(objD);
		System.out.println(obkChar);
		System.out.println(objB);
	}
}

Java中100等于100,1000不等于1000

public class Java1000 {
	public static void main(String[] args) {
		Integer a1 = 100;
		Integer a2 = 100;
		System.out.println(a1 + "==" + a2 + ":" + (a1 == a2));

		a1 = 1000;
		a2 = 1000;
		System.out.println(a1 + "==" + a2 + ":" + (a1 == a2));
	}
}

100100:true
10001000:false

---

原因：JDK源码的Integer类中，将-128~127做了缓存处理。
看看这段缓存：

package java.lang;
……
public final class Integer extends Number implements Comparable<Integer> {
……
    private static class IntegerCache {
        static final int low = -128;
        static final int high;
        static final Integer cache[];

        static {
            // high value may be configured by property
            int h = 127;
            ……
            high = h;
			……
            // range [-128, 127] must be interned (JLS7 5.1.7)
            assert IntegerCache.high >= 127;
        }
        private IntegerCache() {}
    }
   	……
}

改改这段缓存：（看懂大概即可）

import java.lang.reflect.Field;
import java.util.Arrays;
public class TestInteger {
	public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
		// 说明：IntegerCache是Integer中的一个内部类
		// 源码：private static class IntegerCache{...}
		// 1.取出Integer中定义的内部类(包括公共、私有、保护)
		Class<?>[] classes = Integer.class.getDeclaredClasses();
		System.out.println("Class数组：" + Arrays.toString(classes));
		Class<?> classCache = classes[0];
		System.out.println("IntegerCache:" + classCache);
		// 2.取成员变量：cache
		// 源码：static final Integer cache[];
		Field fieldCache = classCache.getDeclaredField("cache");
		System.out.println("Integer cache[]：" + fieldCache);
		fieldCache.setAccessible(true);
		// 3.取出cache的值
		// field.get(obj):返回指定对象上由此Field表示的字段的值
		Integer[] newCache = (Integer[]) fieldCache.get(classCache);
		System.out.println("Integer[]:" + Arrays.toString(newCache));
		// 0 ： -128
		// 1 ： -127
		// 2 ： -126
		// ...
		// 127 ： -1
		// 128 ： 0
		// 129 ： 1
		// 130 ： 2
		// 131 ： 3
		// 132 ： 4
		// 133 ： 5
		newCache[132] = newCache[133];
		int a = 2;
		int b = a + a;
		// public PrintStream printf(String format, Object ... args)
		// 用的是Object类型，取包装类
		System.out.println("println:" + a + "+" + a + "=" + b); // 2+2=4
		System.out.printf("printf:%d + %d = %d
", a, a, b); // 2+2=5
		newCache[132] = 1999;
		System.out.println("println:b = " + b);// println:正常的4
		System.out.printf("printf:b = %d", b);// printf:新值1999
	}
}

为什么System.out.printf的结果都是我们修改的值呢？可以推测，printf一定是到缓存中去取值了。

看看printf的源码：

public PrintStream printf(String format, Object ... args)

第二个参数是Object类型的（还是个可变参数），包装类是Object的子类，这里正是用的多态，用Object代表包装类的对象，取的正是Integer中的值，在-128~127范围内，取的正是缓存里的值。

最大值和最小值

通过包装类，我们可以取出数值类型的最大值和最小值，这些值在范围判断的时候很重要，但是非天才是记不住的，包装类可以帮我们快速找出来。

public class MAX_MIN {
	public static void main(String[] args) {
		System.out.println(Integer.MAX_VALUE);
		System.out.println(Integer.MIN_VALUE);
		System.out.println(Long.MAX_VALUE);
		System.out.println(Long.MIN_VALUE);
		System.out.println(Double.MAX_VALUE);
		System.out.println(Double.MIN_VALUE);
	}
}

2147483647
-2147483648
9223372036854775807
-9223372036854775808
1.7976931348623157E308
4.9E-324

*Java7增加的包装类功能：compare比较值的大小

public class TestIntegercompare {
	public static void main(String[] args) {
		Integer a1 = 100;
		Integer a2 = 100;
		System.out.println(a1 + "==" + a2 + ":" + (a1 == a2));// FALSE

		a1 = 1000;
		a2 = 1000;
		System.out.println(a1 + "==" + a2 + ":" + (a1 == a2));// FALSE

		// 包装类.compare方法：比较值的大小（大于:1/等于:0/小于:-1）
		System.out.println(a1 + "==" + a2 + ":" + Integer.compare(a1, a2));
		System.out.println("1 VS 2 : " + Integer.compare(1, 2));
		System.out.println("2 VS 1 : " + Integer.compare(2, 1));
		System.out.println("1 VS 1 : " + Integer.compare(1, 1));
	}
}

*Java8增强的包装类，主要是支持无符号运算。

无符号数的最高位不再被当做符号位（不支持负数，最小值为0）

public class Java8Wapper {
	public static void main(String[] args) {
		byte b = -1;
		int unsignedInt = Byte.toUnsignedInt(b);
		System.out.println(unsignedInt);

		long unsignedLong = Byte.toUnsignedLong(b);
		System.out.println(unsignedLong);
	}
}

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