深入了解基本类型和包装类
简单说架构2019-06-04 15:21
了解基本数据类型和包装类的区别，最终了解：什么时候应该使用基本数据类型，什么时候应该使用包装类
开始
我们知道，Java中有八种基本数据类型，它们又对应八种包装类型。那么，回想一下你在代码中使用基本数据类型或包装类型时，选择标准是什么？有没有标准呢？今天，我们就来了解一下包装类型。
不妨也先这道题开始思考。输出结果是什么？
基本知识
基本数据类型和包装类Java有八种基本类型，byte， short， int， long， float， double， char， boolean。
对应八种包装类，Byte， Short， Integer， Long， Double， Character， Boolean。
以int为例，创建一个基本类型的变量时，基本类型如下：
int a = 0;
包装类型如下：
Integer a = new Integer(0);
内存方式
基本类型属于原始数据类型，变量中存储的就是原始值。包装类型属于引用数据类型，变量中存储的是存储原始值的地址的引用。
我们先不考虑内存空间各种不同区域对应不同的用途，将其看做一个整体，思考以下语句的内存分配过程。
int a = 0;
分配一块内存，即为a，存入的值为0。
Integer b = new Integer(0);
分配一块内存，我们称之为内存1，存储0，再分配一块内存，我们称之为内存2。内存2中存放的是指向内存1的引用。
==和equals
基本类型的比较要用==，包装类型的比较要用equals。==是Java本身的一个操作符，它的作用是比较两个变量在内存中的地址，相同为true，不同为false。equals则是一个方法。Java中，所有的类都有一个根级父类，Ojbect，包括包装类。在不重写的情况下，直接equals实际上就是在调用Ojbect类的equals方法。而Ojbect类的equals方法，也是使用==来作判断的。换句话说，如果没有经过重写，equals和==的结果是一致的。而如果我们想要达到某些其它目的，比如说，我们希望在地址不同，但是值相同的情况下，也能返回true，就需要自己重写equals方法。
看到这里，产生了一个疑惑，如下：
int a = 0;
int b = 0;
System.out.println(a == b);
true还是false？
初看觉得是true，再想觉得是false，程序运行结果是true。
疑惑：两个变量的值虽然是相同的，但是，它们在内存中的地址应该是不同的，只是其中的值相同。按照==的运算规则，理由得到false的结果（内存中的地址不同），结果却是true，为什么？
事实：当定义b时，JVM会先检查内存中是否已经有了0这个值，如果没有，则创建，如果有（如之前已经执行过int a = 0），则不会再创建，而是直接将变量b指向变量a所有内存的地址，就好像执行的语句是int b = a。换句话说，a和b最终指向的内存空间，其实还是一致的。
基于上述事实，又产生了一个疑惑，如下：
int a = 0;
int b = 0;
b = b + 1;
System.out.printlt(a == 2);
疑惑：因为变量b实质上指向的是变量a的内存地址，所以，对b的修改，实质上就是对a的修改，输出结果应该是true，但实际上false。
事实：这里，又有一个误解。当执行b = b + 1时，JVM事实上并不是直接去对变量a的内存地址中的值做操作。事实上是，它先取出了a的值，为1。然后进行 +1 操作，得到2。这时候，JVM并不会直接把变量a内存地址中的值直接改成2，而是会在内存中寻找是否有2，有就将b指向相应地址，没有就把b内存地址中的值修改为2。
自动装箱和自动拆箱
在实际使用时，通过我们在定义包装类型的定义时，不会使用new关键字，而是如下：
Integer a = 0;
思考这条语句为什么成立？难道是说字面量0就相当于一个Integer对象吗？当然不是，这其实是Java为了方便，为我们提供了自动装箱的机制。事实上，这条语句相当于：
Integer a = Integer.values(0);
values是Integer 类提供一个静态方法，返回值是一个Integer实例。
和自动装箱相反，当你把一个包装类型的变量赋值到一个基本类型的变量时，Java会进行自动拆箱的过程，执行intValue方法。
Integer a = 0;（自动装箱）
int b = a;（自动拆箱）
缓存机制
在执行Integer a = new Integer(0)时，JVM会先创建一个对象，值为0，再把这个对象的引用赋值给a。基于节约内存和效率等的考虑，Java对包装类的values方法做了一些优化。如Integer，在执行Integer a = Integer.values(0)时，Java会在缓存中直接找到之前创建好的缓存，直接把0相应的引用给a。
又产生了之前的疑惑吗？其实Java的操作还和之前是一样的。所以，并不会出现不合理的问题。
观察源码发现，Boolean的缓存是true，false，Byte、Short、Integer、Long的缓存都是-128到127。Character是缓存是0~127对应的字符。Float，Double没有缓存。为什么没有？你也这样疑惑吗？
其实答案很简单，思考一下缓存的意义就可以想到，为了使缓存真正有效果，应该把最常用的一部分数据放到缓存里。但是，对于小数来说，选定一个集合，其中元素的个数是无限的。所以，Java可能在想这个问题的时候，实在是想不出来，应该以什么标准判断，把什么元素放到缓存里，于是，就放弃了，干脆不要缓存了。
初始化
基本类型和包装类型的另外一个区别时，在用作类变量时，在初始化的时候，包装类型会被初始化成null，基本类型会被初始化成特定的值，如int为0，boolean为false等。
思考一下这个差距，会带来什么样的影响？
使用原则
最后我们来整理一下基本类和包装类在实际使用时，应该遵循哪些原则？
1． 尽量使用values方法。最大可能使用缓存，提高程序的效率。
2． 类变量使用包装类。想象有一个和数据库表对应的实体类，如果你使用的基本数据类型，在插入时，可能会插入一些让你意想不到的初始值。
3． 方法的参数要使用包装类。使用包装类意味着你在调用时，可以令若干个参数为null。null是无意义的。但是如果你使用了基本数据类型，那么，你将不得不传入一个值，即使这个值对你来说，没有什么意义。
4． 方法的返回值要根据是否可为null来确定使用包装类还是基本类。当一个方法的返回值，一定不会出现null的情况时，推荐使用基本类来作为返回值。这样，调用者在拿到这个方法的返回值时，就不必担心它是为null了。
5． 方法内部（局部变量）使用基本类型。基本类型的时间效率和效率上来说，都是要优于包装类的。所以，在方法内部，能使用基本类型尽量不要使用包装类。
6． 小数的计算。严格来说，这条不属于基本类型和包装类的内容，但是，这里顺便提交，当涉及到小数的计算时，要考虑到计算的精度问题，可以使用BigDecimal，也可以通过缩小计量单位，达到化零为整的目的，这个，根据具体场景来确定。
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