Java 对象包装器(学习 Java 编程语言 052)

有时需要将 int 这样的类型转换为对象。所有的基本类型都有一个与之对应的类。通常,这些类称为包装器(wrapper)

这些对象包装器类拥有显而易见的名字:Integer、Long、Float、Double、Short、Byte、Character 和 Boolean (前 6 个类派生于公共的超类 Number)。

包装器类是不可变的,即一旦构造了包装器,就不允许更改包装在其中的值。同时,包装器类还是 final,因此不能派生它们的子类。

假设想要定义一个整型数组列表。遗憾的是,尖括号中的类型参数不允许是基本类型,也就是说,不允许写成 ArrayList<int>。这里就可以用到 Integer 包装器类。我们可以声明一个 Integer 对象的数组列表。
ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();

警告: 由于每个值分别包装在对象中,所以 ArrayList<lnteger> 的效率远远低于 int[] 数组。因此,只有当程序员操作的方便性比执行效率更重要的时候,才会考虑对较小的集合使用这种构造。

幸运的是,有一个很有用的特性,从而可以很容易地向 ArrayLis<Integer> 添加 int 类型的元素。下面这个调用
list.add(3);
将自动地变换成
list.add(Integer.valueOf(3));
这种变换被称为自动装箱(autoboxing)

当将一个 Integer 对象赋给一个 int 值时,将会自动地拆箱。也就是说,编译器将以下语句:
int n = list.get(i);
转换成
int n = list.get(i).intValue();

自动地装箱和拆箱甚至也适用于算术表达式。例如,可以将自增运算符应用于包装器引用:

Integer n = 3;
n++;

编译器将自动地插入一条对象拆箱的指令,然后进行自增计算,最后再将结果装箱。

大多数情况下容易有一种假象,认为基本类型与它们的对象包装器是一样的。但它们有一点很大的不同:同一性。大家知道,== 运算符也可以应用于包装器对象,只不过检测的是对象是否有相同的内存位置,因此,下面的比较通常会失败:

Integer a = 1000;
Integer b = 1000;
System.out.println(a == 1000); // 一定为 true
System.out.println(a == b);    // 通常为 false

不过,Java 实现却有可能(如果选择这么做)让 a == b 为 true 成立。如果将经常出现的值包装到相同的对象中,这种比较就可能成功。这种不确定的结果并不是我们所希望的。解决这个问题的办法是在比较两个包装器对象时调用 equals 方法。

注释: 自动装箱规范要求 boolean、byte、 char≤127,介于 -128 ~ 127 之间的 short和 int 被包装到固定的对象中。例如,如果在前面的例子中将 a 和 b 初始化为 100,对它们进行比较的结果一定成功。

关于自动装箱还有几点需要说明。首先,由于包装器类引用可以为 null,所以自动装箱有可能会抛出一个 NullPointerException 异常:

Integer n = null;
System.out.print(n * n); // Throws NullPointerException

另外,如果在一个条件表达式中混合使用 Integer 和 Double 类型,Integer 值就会拆箱,提升为 double,再装箱为 Double:

Integer n = 1;
Double x = 2.0;
System.out.println(true ? n : x); // prints 1.0

最后强调一下,装箱和拆箱是编译器要做的工作,而不是虚拟机。编译器在生成类的字节码时会插人必要的方法调用。虚拟机只是执行这些字节码。

使用数值包装器通常还有一个原因。Java 设计者发现,可以将某些基本方法放在包装器中,这会很方便,例如,将一个数字字符串转换成数值。

想要将字符串转换成整数,可以使用下面这条语句:
int x = Integer.parselnt("100");
这里与 Integer 对象没有任何关系,parselnt 是一个静态方法。但 Integer 类是放置这个方法的一个好地方。

警告: 有些人认为包装器类可以用来实现修改数值参数的方法,然而这是错误的。由于 Java 方法参数总是按值传递,所以不可能编写一个能够增加整型参数的 Java 方法。
public static void triple(int x) { // won't work
  x = 3 * x;
}
将 int 替换成 Integer 又会怎么样?
public static void triple(Integer x) { // won't work
  x = 3 * x;
}
问题是 Integer 对象是不可变的:包含在包装器中的内容不可变。不能使用这些包装器类创建会修改数值参数的方法。
如果确实想编写编写一个修改数值参数的方法,可以使用 org.omg.CORBA 包中定义的某个持有者(holder) 类型,包括 IntHolder、BooleanHolder 等。每个持有者类型都包含一个公共(!)字段 value,通过它可以访问存储在其中的值。
public static void triple(IntHolder x) {
  x.value = 3 * value;
}

java.lang.Integer 1.0

  • int intValue()

    将这个 Integer 对象的值作为一个 int 返回(覆盖 Number 类中的 intValue 方法)。

  • static String toString(int i)

    返回一个新的 String 对象,表示指定数值 i 的十进制表示。

  • static String toString(int i, int radix)

    返回数值 i 基于 radix 参数指定进制的表示。

  • static int parseInt(String s)

    返回字符串 s 表示的整数,指定字符串必须表示一个十进制整数。

  • static int parseInt(String s, int radix)

    返回字符串 s 表示的整数,指定字符串必须表示一个采用 radix 参数指定进制的整数。

  • static Integer valueOf(String s)

    返回一个新的 Integer 对象,采用字符串 s 表示的整数初始化。指定字符串必须表示一个十进制整数。

  • static Integer valueOf(String s, int radix)

    返回一个新的 Integer 对象,采用字符串 s 表示的整数初始化。指定字符串必须表示一个采用 radix 参数指定进制的整数。

java.text.NumberFormat 1.1

  • Number parse(Sting s)

    返回数字值,将设给定的 String 表示一个数值。

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