Java基本类型及其包装类

1.Java基本类型及其包装类

基本类型，或者叫做内置类型，是Java中不同于类的特殊类型，是我们编程中使用最频繁的类型。Java是一种强类型语言，第一次声明变量必须说明数据类型，第一次变量赋值称为变量的初始化。Java中共有8种基本类型，可分为三类：

• 数值类型：byte，short，int，long，float，double
• 布尔类型：boolean
• 字符类型：char

其中数值类型又可分为整数类型byte、short、int、long和浮点数类型float、double；

除此之外其它的类型都可算为引用类型（如类、数组等）；因为基本类型不具有自己的属性和方法，为了方便操作，Java提供了将基本类型封装后的包装类：

Float和Double的最小值和最大值都是以科学记数法的形式输出的，结尾的"E+数字"表示E之前的数字要乘以10的多少倍。比如3.14E3就是3.14×1000=3140，3.14E-3就是3.14/1000=0.00314。

对于基本类型的取值范围，我们不用强记，在它们对应的包装类中可以直接获取到，如：

int maxValue = Integer.MAX_VALUE; //int最大值
int minValue = Integer.MIN_VALUE; //int最小值

2.数据类型之间的转换

数据类型之间的转换分为两种情况：

1）自动转换，比如当一个较“小”数据与一个较"大"的数据进行运算时，系统会自动把"小"数据转换成"大"数据，然后再进行运算；又或者在调用方法时，实际的参数比方法声明的参数"小"时，系统也会自动把"小"数据转换成"大"数据，然后再进行方法的调用，这里说的"大""小"指的是按取值范围区分的大小类型，数据类型由"小"到"大"排序：（byte、short、char）< int < long < float < double。

byte b=1; 
int i=b; //自动转换为int
double d=b; //自动转换为double

2）强制转换，将大类型转换为小类型时，可以使用强制转换，如：

int num = (int)3.14; //double强转为int，可想而知，结果会丢失精度。

3.装箱和拆箱

在我们使用基本类型的包装类时，有时肯定需要在他们之间进行转换，例如：

Integer i = Integer.valueOf(10); //将int转换为Integer
int i2 = i.intValue(); //将Integer转换为int

这种把基本数据类型转换成包装类的过程就叫装箱，而把包装类转换成基本数据类型的过程自然就称为拆箱了；从Java SE5开始，为了减少开发人员的工作，Java提供了自动拆箱与自动装箱功能，如果要生成一个数值为10的Integer对象，只需要这样就可以了：

Integer i = 10; //系统自动调用Integer.valueOf()方法来进行装箱
int n = i; //系统自动调用Integer.intValue()方法进行拆箱

自动拆装箱大大节省了开发人员的精力，不用再关心什么时候需要拆箱和装箱。但是，在使用中还是有一些问题需要注意：

1）包装类型数值的比较

示例1：

Integer i1 = 100;
Integer i2 = 100;
Integer i3 = 200;
Integer i4 = 200;

System.out.println(i1==i2); //true
System.out.println(i3==i4); //false

这里我们普遍会认为两次判断结果都是false，因为==在比较对象时判断的是对象的引用，而不是判断对象的值；那么这里为什么i1==i2为true呢，看以下源码我们就知道了：

public static Integer valueOf(int i) {
    //从下面IntegerCache实现中可得知IntegerCache.high默认为127
        if(i >= -128 && i <= IntegerCache.high) 
   //也就是说当初始化赋值为-128~127时，会直接返回数组中对象的引用，不会创建新的对象
            return IntegerCache.cache[i + 128];
        else
            return new Integer(i);
    }

private static class IntegerCache {
        static final int high;
        static final Integer cache[];
        static {
            final int low = -128;
            int h = 127;
            if (integerCacheHighPropValue != null) {
                int i = Long.decode(integerCacheHighPropValue).intValue();
                i = Math.max(i, 127);
                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() {}
    }

从源码可以看出，在通过valueOf()方法创建Integer对象时，如果赋值在-128~127之间，就返回指向IntegerCache.cache中已经存在的对象的引用；否则创建一个新的Integer对象。

上面i1和i2的数值为100，因此会直接从cache中取已经存在的对象，所以i1和i2指向的是同一个对象，而i3和i4则指向新创建的不同对象。

示例2：

 Double i1 = 100.0;
 Double i2 = 100.0;
 Double i3 = 200.0;
 Double i4 = 200.0;
 System.out.println(i1==i2); //false
 System.out.println(i3==i4); //false

经过了上面Integer数值的比较，这里大家会条件反射的认为i1==i2应该输出true，但Double类的valueOf方法与Integer类的valueOf方法实现并不相同，因为在限定范围内整数的个数是有限的，而浮点数却不是。

注意，Integer、Short、Byte、Character、Long这几个类的valueOf()方法的实现是类似的，都存在-128~127的缓存池。Double、Float的valueOf方法的实现是类似的，不存在缓存池。

示例3：

Boolean i1 = false;
Boolean i2 = false;
Boolean i3 = true;
Boolean i4 = true;

System.out.println(i1==i2); //true
System.out.println(i3==i4); //true

因为Boolean底层valueOf()方法返回值始终是两个常量TRUE和FALSE的引用，所以这里输出都是true：

public static Boolean valueOf(boolean b) {
        return (b ? TRUE : FALSE);
    }

public static final Boolean TRUE = new Boolean(true);
public static final Boolean FALSE = new Boolean(false);

2）包装类型运算及比较时的拆装箱

Integer a = 1;
Integer b = 2;
Integer c = 3;
Long d = 3L;
Long e = 2L;

System.out.println(c==(a+b));    //true
System.out.println(c.equals(a+b));    //true
System.out.println(d==(a+b));    //true
System.out.println(d.equals(a+b));    //false
System.out.println(d.equals(a+e));    //true

这里需要注意的是，当 "=="运算符的两个操作数都是包装类型的引用，则比较指向的是否为同一个对象；而如果其中有一个操作数是表达式（即包含算术运算）则比较的是数值（即会触发自动拆箱的过程）。另外，对于包装类型，equals()方法不会进行类型转换。

所以上面c==(a+b)中，a+b包含了算术运算，因此会触发自动拆箱过程，它们比较的是数值是否相等；

而c.equals(a+b)会先触发自动拆箱过程，再触发自动装箱过程，也就是说a+b，会先各自调用intValue方法，得到了加法运算后的数值之后，便调用Integer.valueOf方法，再进行equals比较。

同理对于后面的也是这样，不过要注意d.equals(a+b)和d.equals(a+e)输出的结果（如果数值是int类型的，装箱过程调用的是Integer.valueOf；如果是long类型的，装箱调用的Long.valueOf方法）。