你不知道的基本数据类型和包装类

基本数据类型

Java 基本数据按类型可以分为四大类:布尔型、整数型、浮点型、字符型,这四大类包含 8 种基本数据类型。

布尔型:boolean

整数型:byte、short、int、long

浮点型:float、double

字符型:char

8 种基本类型取值如下:

数据类型代表含义默认值取值包装类

boolean布尔型false0(false) 到 1(true)Boolean

byte字节型(byte)0﹣128 到 127Byte

char字符型'\u0000'(空)'\u0000' 到 '\uFFFF'Character

short短整数型(short)0-215215 到 215215

﹣1Short

int整数型0﹣231231 到 231231﹣1Integer

long长整数型0L﹣263263 到 263263﹣1Long

float单浮点型0.0f1.4e-45 到 3.4e+38Float

double双浮点型0.0d4.9e-324 到 1.798e+308Double

除 char 的包装类 Character 和 int 的包装类 Integer 之外,其他基本数据类型的包装类只需要首字母大写即可。包装类的作用和特点,本文下半部分详细讲解。

我们可以在代码中,查看某种类型的取值范围,代码如下:

public static void main(String[] args) {

   // Byte 取值:-128 ~ 127

   System.out.println(String.format("Byte 取值:%d ~ %d", Byte.MIN_VALUE, Byte.MAX_VALUE));

   // Int 取值:-2147483648 ~ 2147483647

   System.out.println(String.format("Int 取值:%d ~ %d", Integer.MIN_VALUE, Integer.MAX_VALUE));

}

包装类型

我们知道 8 种基本数据类型都有其对应的包装类,因为 Java 的设计思想是万物既对象,有很多时候我们需要以对象的形式操作某项功能,比如说获取哈希值(hashCode)或获取类(getClass)等。

那包装类特性有哪些?

1. 功能丰富

包装类本质上是一个对象,对象就包含有属性和方法,比如 hashCode、getClass 、max、min 等。

2. 可定义泛型类型参数

包装类可以定义泛型,而基本类型不行。

比如使用 Integer 定义泛型,代码:

List<Integer> list = new ArrayList<>();

如果使用 int 定义就会报错,代码:

List list = new ArrayList<>();  // 编译器代码报错

3. 序列化

因为包装类都实现了 Serializable 接口,所以包装类天然支持序列化和反序列化。比如 Integer 的类图如下:

4. 类型转换

包装类提供了类型转换的方法,可以很方便的实现类型之间的转换,比如 Integer 类型转换代码:

String age = "18";

int ageInt = Integer.parseInt(age) + 2;

// 输出结果:20

System.out.println(ageInt);

5. 高频区间的数据缓存

此特性为包装类很重要的用途之一,用于高频区间的数据缓存,以 Integer 为例来说,在数值区间为 -128~127 时,会直接复用已有对象,在这区间之外的数字才会在堆上产生。

我们使用 == 对 Integer 进行验证,代码如下:

public static void main(String[] args) {

       // Integer 高频区缓存范围 -128~127

       Integer num1 = 127;

       Integer num2 = 127;

       // Integer 取值 127 == 结果为 true(值127 num1==num2 => true)

       System.out.println("值127 num1==num2 => " + (num1 == num2));

       Integer num3 = 128;

       Integer num4 = 128;

       // Integer 取值 128 == 结果为 false(值128 num3==num4 => false)

       System.out.println("值128 num3==num4 => " + (num3 == num4));

   }

从上面的代码很明显可以看出,Integer 为 127 时复用了已有对象,当值为 128 时,重新在堆上生成了新对象。

为什么会产生高频区域数据缓存?我们查看源码就能发现“线索”,源码版本 JDK8,源码如下:

public static Integer valueOf(int i) {

  if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)

   return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];

  return new Integer(i);

}

由此可见,高频区域的数值会直接使用已有对象,非高频区域的数值会重新 new 一个新的对象。

各包装类高频区域的取值范围:

Boolean:使用静态 final 定义,就会返回静态值

Byte:缓存区 -128~127

Short:缓存区 -128~127

Character:缓存区 0~127

Long:缓存区 -128~127

Integer:缓存区 -128~127

包装类的注意事项

int 的默认值是 0,而 Integer 的默认值是 null。

推荐所有包装类对象之间的值比较使用 equals() 方法,因为包装类的非高频区数据会在堆上产生,而高频区又会复用已有对象,这样会导致同样的代码,因为取值的不同,而产生两种截然不同的结果。代码示例:

public static void main(String[] args) {

   // Integer 高频区缓存范围 -128~127

   Integer num1 = 127;

   Integer num2 = 127;

   // Integer 取值 127 == 结果为 true(值127 num1==num2 => true)

   System.out.println("值127 num1==num2 => " + (num1 == num2));

   Integer num3 = 128;

   Integer num4 = 128;

   // Integer 取值 128 == 结果为 false(值128 num3==num4 => false)

   System.out.println("值128 num3==num4 => " + (num3 == num4));

   // Integer 取值 128 equals 结果为 true(值128 num3.equals(num4) => true)

   System.out.println("值128 num3.equals(num4) => " + num3.equals(num4));

}

Float 和 Double 不会有缓存,其他包装类都有缓存。

Integer 是唯一一个可以修改缓存范围的包装类,在 VM optons 加入参数:

-XX:AutoBoxCacheMax=666 即修改缓存最大值为 666 。

示例代码如下:

public static void main(String[] args) {

   Integer num1 = -128;

   Integer num2 = -128;

   System.out.println("值为-128 => " + (num1 == num2));

   Integer num3 = 666;

   Integer num4 = 666;

   System.out.println("值为666 => " + (num3 == num4));

   Integer num5 = 667;

   Integer num6 = 667;

   System.out.println("值为667 => " + (num5 == num6));

}

执行结果如下:

值为-128 => true

值为666 => true

值为667 => false

由此可见将 Integer 最大缓存修改为 666 之后,667 不会被缓存,而 -128~666 之间的数都被缓存了。

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