Java 基本类型与引用类型

待我称王封你为后i 2022-02-27 14:06 262阅读 0赞

### Java 基本类型与引用类型 ###

### 一、基本数据类型 ###

java 中一共分为 8 种基本数据类型：byte、short、int、long、float、double、char、boolean，  
其中 byte、short、int、long 是整型。float、double 是浮点型，char 是字符型，boolean 是布尔型。

### 二、引用类型 ###

java 为每种基本类型都提供了对应的封装类型，分别为：Byte、Short、Integer、Long、Float、Double、Character、Boolean。引用类型是一种对象类型，它的值是指向内存空间的引用，就是地址。

### 三、基本类型与引用类型的区别 ###

**1. 默认值**

整型 byte、short、int、long 的默认值都为 0，浮点型 float、double 的默认值为 0.0，boolean 默认值为 false，char 默认值为空。对应的包装类型默认值都为 null。

**2. 内存分配**

基本数据类型的变量是存储在栈内存中，而引用类型变量存储在栈内存中，保存的是实际对象在堆内存中的地址，实际对象中保存这内容。

**3. 自动装箱、自动拆箱**

Java 从 jdk1.5 开始引入自动装箱和拆箱，使得基本数据类型与引用类型之间相互转换变得简单。

**自动装箱：** java 自动将原始类型转化为引用类型的过程，自动装箱时编译器会调用 valueOf 方法，将原始类型转化为对象类型。

**自动拆箱：** java 自动将引用类型转化为原始类型的过程，自动拆箱时编译器会调用 intValue()，doubleValue() 这类的方法将对象转换成原始类型值。

自动装箱主要发生在两种情况：一种是赋值时，一种是方法调用时。

**a.赋值**

Integer a = 3; //自动装箱
    int b = a; //自动拆箱

**b.方法调用**

public Integer query(Integer a){ 
       return a;
    }
    query(3); //自动装箱
    int result = query(3); //自动拆箱

**4. 自动装箱、拆箱带来的问题**

**（1）程序的性能**  
由于装箱会隐式地创建对象创建，因此千万不要在一个循环中进行自动装箱的操作，下面就是一个循环中进行自动装箱的例子，会额外创建多余的对象，增加 GC 的压力，影响程序的性能：

Integer sum = 0;
     for(int i=0; i<1000; i++){ 
       sum+=i;
    }

**（2）空指针异常**  
注意拆箱过程中可能产生的空指针异常，一个简单的例子：

Object obj = null;
    int i = (Integer)obj;

**（3）对象相等比较时**  
先来看一个常见的例子：

Integer a = 120;
    int b = 120;
    Integer c = 120;
    Integer d = new Integer(120);
    System.out.println(a == b);   //true t1
    System.out.println(a == c);   //true t2
    System.out.println(a == d);   //false t3
    
    Integer e = 128;
    Integer f = 128;
    System.out.println(e == f);   //false t4

返回结果是不是出乎大家的意料,解释一下每种结果的原因：  
我们先反编译一下生成字节码：

Integer a = Integer.valueOf(120);
    int b = 120;
    Integer c = Integer.valueOf(120);
    Integer d = new Integer(120);
    System.out.println(a.intValue() == b);
    System.out.println(a == c);
    System.out.println(a == d);
    
    Integer e = Integer.valueOf(127);
    Integer f = Integer.valueOf(127);
    System.out.println(e == f);
    
    Integer e1 = Integer.valueOf(128);
    Integer f1 = Integer.valueOf(128);
    System.out.println(e1 == f1);

可以看到变量 a、c 在初始化的时候编译器调用了 valueOf 进行自动装箱，在 a==b 时对变量 a 调用了 intValue() 方法进行了自动拆箱操作，这就很好解释 t1~t4 的结果了。

t1 产生的原因是编译器编译时会调用 intValue() 自动的将 a 进行了拆箱，结果肯定是 true；  
t2 跟 t4 的结果比较难理解：这是因为初始化时，编译器会调用装箱类的 valueOf() 方法，查看 jdk 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);
    }

发现 jdk 对 -128 ~ 127 之间的值做了缓存，对于 -128~127 之间的值会取缓存中的引用，通过缓存经常请求的值而显著提高空间和时间性能。

这就能解释 t2 结果返回 true，而 t4 由于 128 不在缓存区间内，编译器调用 valueOf 方法会重新创建新的对象，两个不同的对象返回 false。

t3 结果无论如何都不会相等的，因为 new Integer(120) 构造器会创建新的对象。

Byte、Short、Integer、Long、Char 这几个装箱类的 valueOf() 方法都会做缓存，而 Float、Double 则不会，原因也很简单，因为 byte、Short、integer、long、char 在某个范围内的整数个数是有限的，但是 float、double 这两个浮点数却不是。