浅析Java基本数据类型与封装类

Java有两种有效的数据类型:

  • 基本(Primitive)数据类型(也称为原始数据类型)
  • 引用数据类型:封装类(Warpper)的引用

8种基本数据类型:

基本类型 名称 封装类 字节数 最大值 最小值 缓存范围
byte 字节型 Byte 1byte 2^7 - 1 -2^7 -128~127
char 字符型 Character 2byte \uffff(2^16 - 1) \u0000(0) 0~127
short 短整型 Short 2byte 2^15 - 1 -2^15 -128~127
int 整型 Integer 4byte 2^31 - 1 -2^31 -128~127
float 单精度浮点型 Float 4byte 3.4e+38 1.4e-45 无缓存
long 长整型 Long 8byte 2^63 - 1 -2^63 -128~127
double 双精度浮点型 Double 8byte 1.8e+308 4.9e-324 无缓存
boolean 布尔型 Boolean 不明确 - - false、true
  • byte:1byte为8bits,常用于将Object转换为byte[]数组,用于字节流ByteArrayInputStream的输入
  • char:Java最初设计charCharacter能保存所有的Unicode字符,所以设计为2个字节。但现在Unicode包含的字符越来越多,已经收录超过13万个字符了(截止版本12.0.0)。char可以存放中文字符。
    Character c = '颜';
    System.out.println(c.BYTES); //2
    
  • boolean:Java虚拟机规范没有明确规定boolean的字节数,可能为1个字节,也可能为4个字节。

    Java编程语言中对布尔值进行操作的表达式被编译为使用Java虚拟机int数据类型的值。
    在Oracle的Java虚拟机实现中,Java编程语言中的布尔数组被编码为Java虚拟机字节数组,每个布尔元素使用8位。

  • Byte和Boolean类型缓存了全部值,缓存值存放在数组中。
  • 封装类被final修饰,基本数据类型也算是final修饰

基本数据类型与封装类的联系

JDK5.0开始提供自动封箱功能,基本数据类型可以自动封装成封装类
比如集合List,往里添加对象Object,JDK5.0以前需要将数字封装成封装类型对象,再存到List中。

List list = new ArrayList();
list.add(new Integer(1));

在JDK5.0 以后可以自动封箱,简写成:

List list = new ArrayList();
list.add(1);

也可以自动拆箱,将封装器类型自动转换为对应的基本数据类型

Integer a = 1;//装箱,底层实现:Integer a = Integer.valueOf(1);
int b = a;    //拆箱,底层实现:int b = a.intValue();

ASM Bytecode Outline反编译结果:

image.png
public static Integer valueOf(int i) {
    if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
        return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
    return new Integer(i);
}
Integer i1 = 55;
Integer i2 = 55;
System.out.println(i1 == i2); //true

cache数组缓存了[-128,127]一共256个Integer对象,当i满足条件时,返回堆中对应的Integer对象,否则新创建对象。i1、i2均指向同一个对象。

基本数据类型与其封装类的区别

1、默认值不同

int是基本类型,直接存放数值;Integer是类,产生对象时用一个引用指向这个对象。
基本类型跟封装类型的默认值是不一样的。如int i,i的预设为0;Integer j,j的预设为null,因为封装类产生的是对象,对象默认值为null。

int i = 0;
float f = 0f;
double d = 0d;
System.out.println(i);//0
System.out.println(f);//0.0
System.out.println(d);//0.0

2、存储位置不同

基本类型在内存中是存储在Java虚拟机栈中,封装类的引用(值的地址)存储在Java虚拟机栈中,而实际的对象(值)是存在堆中

3、作用不同

基本数据类型的好处就是速度快(在栈上分配内存效率高,且不涉及到对象的构造和回收),封装类的目的主要是更好的处理数据之间的转换(利用其方法和属性)。

常用小技巧

  • 利用intValue()方法取整:
Float a = 5.2f;
System.out.println(a.intValue());

封装类应用场景

封装类常用于接受参数,当不传参数时,参数为null。

public void setTimeout(Integer timeout) {
    this.timeout = timeout;
}
reference.setTimeout(20000);

需注意

要注意自动拆箱出现空指针异常:

List<Integer> list = new ArrayList<Integer>(3);
list.add(0);
list.add(1);
list.add(null);
for (int n:list){
    System.out.println("n="+n);
}
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException

当方法重载时,考虑Java向前兼容,不自动装箱,而精准匹配。所以下面输出long num

public class BugInOverloading{
    public static void test(Integer num){
        System.out.println("Integer num");
    }
    public static void test(long num){
        System.out.println("long num");
    }
    public static void main(String[] args) {
        test(1);
    }
}

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