Java自动装箱与拆箱

Java自动装箱与拆箱

  自动装箱与拆箱机制在实际使用中非常常见,不过也特别容易出错,博主在面对下面一道题的时候自信满满,可还是没有能够全对,所以写下这篇博文,给自己对自动装箱与拆箱机制做一下知识巩固,也给各位朋友做一下参考。

  首先有这样一道题,给出下面代码的输出结果:

public class AutoBoxing
{
public static void main(String[] args)
{
Integer a = 1;
Integer b = 2;
Integer c = 3;
Integer d = 3;
Integer e = 321;
Integer f = 321;
Long g = 3L;

System.out.println(c==d);
System.out.println(e==f);
System.out.println(c==(a+b));
System.out.println(c.equals(a+b));
System.out.println(g==(a+b));
System.out.println(g.equals(a+b));
}
}

  运行结果:

true
false
true
true
true
false

  如果你看到这边,答案都正确,而且没有丝毫的疑问,那么对于你来说这篇博文就此结束了,如果没有,请继续翻阅。


  首先从最基础的开始讲起,首先通过反编译来看一看自动装箱和拆箱的过程:

  首先看如下一段程序:

public class AutoBoxing2
{
public static void main(String[] args)
{
Integer a = 1;
Integer b = 2;
Integer c = a+b;
}
}

  反编译结果为:(如果对于java反编译不太了解的朋友可以先看一下《通过Java反编译揭开一些问题的真相》)

public jvm.optimize.AutoBoxing2();
flags: ACC_PUBLIC

Code:
stack=1, locals=1, args_size=1
0: aload_0
1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."<init>":()V
4: return
LineNumberTable:
line 3: 0

public static void main(java.lang.String[]);
flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC

Code:
stack=2, locals=4, args_size=1
0: iconst_1
1: invokestatic #2 // Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;
4: astore_1
5: iconst_2
6: invokestatic #2 // Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;
9: astore_2
10: aload_1
11: invokevirtual #3 // Method java/lang/Integer.intValue:()I
14: aload_2
15: invokevirtual #3 // Method java/lang/Integer.intValue:()I
18: iadd
19: invokestatic #2 // Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;
22: astore_3
23: return
LineNumberTable:
line 8: 0
line 9: 5
line 10: 10
line 11: 23

  可以看到Integer a=1实际上自动装箱为Integer a = Integer.valueOf(1),而在进行a+b的时候可以看到进行了自动拆箱,将a拆箱为Integer.intValue();然后将a和b的int值相加,相加之后有进行了自动装箱:Integer c=Integer.valueOf(3).


  接下来我们就可以上面题目中给出的 System.out.println(c==d);和System.out.println(e==f);他们分别的结果为true和false。

  知道Integer会缓存-128至127的朋友估计这两条语句的输出结果都能答对。

  如果没有答对,请看解析:

  Integer c=3;会自动装箱为Integer c = Integer.valueOf(3),那么看一下valueOf方法的源码:

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);
}
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;
String integerCacheHighPropValue =
sun.misc.VM.getSavedProperty("java.lang.Integer.IntegerCache.high");
if (integerCacheHighPropValue != null) {
int i = parseInt(integerCacheHighPropValue);
i = Math.max(i, 127);
// Maximum array size is Integer.MAX_VALUE
h = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - (-low) -1);
}
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() {}
}

  可以看到实际上Integer会缓存-128值127的内容,如果值在这个区间之内(比如c和d),那么就会返回IntegerCache中的引用,所以Integer c= Integer d = IntegerCache.cache[3+(–128)] = IntegerCache.cache[131], c和d是相等的。

  但是如果超过这个区间,比如e和f,则Integer e = new Integer(321); Integer f = new Integer(321);new出来的自然是在堆中新开辟的内存,两份地址不同,自然e和f不同,也就是如果遇到这样的情况:

Integer m = new Integer(2);
Integer n = new Integer(2);
System.out.println(m==n);

  那么输出的结果是false(如果Integer m=2; Intger n=2则m和n相同)


  接着再说System.out.println(c==(a+b));

  我们看如下代码:

Integer a = 1;
Integer b = 2;
Integer c = 3;
System.out.println(c==(a+b));

  反编译之后:

  0: iconst_1      
1: invokestatic #2 // Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;
4: astore_1
5: iconst_2
6: invokestatic #2 // Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;
9: astore_2
10: iconst_3
11: invokestatic #2 // Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;
14: astore_3
15: getstatic #3 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
18: aload_3
19: invokevirtual #4 // Method java/lang/Integer.intValue:()I
22: aload_1
23: invokevirtual #4 // Method java/lang/Integer.intValue:()I
26: aload_2
27: invokevirtual #4 // Method java/lang/Integer.intValue:()I
30: iadd
31: if_icmpne 38
34: iconst_1
35: goto 39
38: iconst_0
39: invokevirtual #5 // Method java/io/PrintStream.println:(Z)V
42: return

  可以看到实际在c==(a+b)的时候是执行拆箱机制,实际上就是在运算3==2+1,当然就是true咯。


  继续说明: System.out.println(c.equals(a+b));

  同样看一下c.equals(a+b)反编译的结果(篇幅限制,只截取部分相关的结果):

19: aload_1       
20: invokevirtual #4 // Method java/lang/Integer.intValue:()I
23: aload_2
24: invokevirtual #4 // Method java/lang/Integer.intValue:()I
27: iadd
28: invokestatic #2 // Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;
31: invokevirtual #5 // Method java/lang/Integer.equals:(Ljava/lang/Object;)Z

  可以看到a+b先拆箱为int再相加之后再装箱为Integer型与c进行equals比较,那么我们再看一下equals()方法的源码:

public boolean equals(Object obj) {
if (obj instanceof Integer) {
return value == ((Integer)obj).intValue();
}
return false;
}

  通过查看源码可知此条语句的输出结果为true。


  最后来看一下System.out.println(g==(a+b));和System.out.println(g.equals(a+b));两条语句。

  System.out.println(g==(a+b));由前面的推论可知最后g拆箱为long型,a+b为int型,基础类型int可以自动升级为long,所以输出为true。

  对于System.out.println(g.equals(a+b));可以看一下Long的equals()方法。

public boolean equals(Object obj) {
if (obj instanceof Long) {
return value == ((Long)obj).longValue();
}
return false;
}

  对于(a+b)来说是Integer类型,所以返回false.

  鉴于包装类的“==”运算在不遇到算术运算的情况下不会自动拆箱,以及它们equals()方法不处理数据转型的关系,博主建议在实际编码中要尽量避免这样使用自动装箱与拆箱机制。


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本文作者: 朱小厮

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