Java中的包装类

包装类简介

包装类将基本数据类型包装成对象，用于集合操作等操作

常见包装类

基本数据类型与包装类对照表：

基本数据类型	包装类
`byte`	`Byte`
`short`	`Short`
`int`	`Integer`
`long`	`Long`
`float`	`Float`
`double`	`Double`
`char`	`Character`
`boolean`	`Boolean`

创建方法

通过有参构造器创建

包装类不存在无参构造方法，

通过valueOf()创建

一个常用静态方法，它用于将给定的基本数据类型或字符串转换为对应的包装类对象

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// 语法格式：包装类名.valueOf()
public class ValueOfExample {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "100";
        Integer integerValue = Integer.valueOf(str);  // 将字符串 "100" 转换为 Integer
        int i = 200;
        Integer integerValue = Integer.valueOf(i);  // 将 int 200 转换为 Integer
    }
}

自动装箱和自动拆箱

定义

自动装箱（Autoboxing）：指的是 Java 编译器自动将基本数据类型转换为它们对应的包装类型。比如，将 int 转换为 Integer。

自动拆箱（Unboxing）：指的是 Java 编译器自动将包装类型转换为基本数据类型。比如，将 Integer 转换为 int。

主要作用

它在 Java 5 中引入，主要是为了提高代码的可读性，减少手动转换操作，简化了代码编写，开发者可以更方便地在基本类型和包装类型之间进行转换。

常见于：

集合类如 List<Integer> 中无法存储基本类型，通过自动装箱，可以将 int 转换为 Integer 存入集合。

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int i = 99;                 //声明基础数据类型int变量
ArrayList list = new ArrayList();
list.add(i);                //触发自动装箱，int类型自动转换成 Integer 
System.out.println(list);

自动装箱和拆箱经常在算术运算中出现，尤其是包装类型参与运算时。

底层实现

自动装箱和拆箱并不是通过语法糖实现的，它是通过调用包装类型的 valueOf() 和 xxxValue() 方法实现的。

自动装箱调用：Integer.valueOf(int i)
自动拆箱调用：Integer.intValue()

示例：

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Integer a = Integer.valueOf(10);  // 自动装箱
int b = a.intValue();             // 自动拆箱

注意点

性能影响

自动装箱和拆箱虽然简化了编码，但在频繁使用的场景，可能导致性能开销，尤其是在循环中频繁发生装箱或拆箱时，容易引入不必要的对象创建和垃圾回收。

所以尽量避免在性能敏感的代码中频繁使用自动装箱和拆箱。例如：

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Integer sum = 0;
for (int i = 0; i < 10000; i++) {
    sum += i;  // sum 是包装类型，导致多次装箱和拆箱
}

NullPointerException

在进行拆箱操作时，如果包装类对象为 null，会抛出 NullPointerException。

计算方法

Java 允许包装类和基本数据类型之间的自动转换，因此你可以直接对包装类对象进行算术运算，Java 会自动进行拆箱和装箱。

缓存机制

包装类型中的 Byte、Short、Integer 和 Long 对某些范围内的值（例如 Integer，Long,Byte 缓存 -128 到 127）会使用对象缓存来提升性能。因此，同一数值的包装类型对象可能是同一个实例。

在 -128 到 127 范围内的 Integer 对象会被缓存和复用。

包装类的存在意义

存在意义就是将基本数据类型封装成对象

对象封装的好处

可以把属性也就是数据跟处理这些数据的方法结合在一起，比如Integer就有parseInt()等方法来专门处理int型相关的数据。
Java中绝大部分方法或类都是用来处理类类型对象的，如ArrayList集合类就只能以类作为他的存储对象，
在Java中，泛型只能使用引用类型，而不能使用基本类型。

包装类和基本数据类型的对比

基本类型和引用类型 ：基本数据类型是Java中最基本的数据类型，它们是预定义的，不需要实例化就可以使用。而引用类型则需要通过实例化对象来使用。这意味着，使用基本数据类型来存储一个整数时，不需要任何额外的内存分配，而使用包装类时，必须为对象分配内存。在性能方面，基本数据类型的操作通常比相应的引用类型快。
自动装箱和拆箱 ：包装可以实现自动装箱和拆箱。自动装箱是指将基本类型转化为相应的包装类类型，而自动拆箱则是将包装类类型转化为相应的基本类型。这使得Java程序员更加方便地进行数据类型转换。
空指针异常 ：int变量可以直接赋值为0，而Integer变量必须通过实例化对象来赋值。如果对一个未经初始化的Integer变量进行操作，就会出现空指针异常。这是因为它被赋予了null值，而null值是无法进行自动拆箱的。
性能区别 ：基本数据类型占用内存小，效率高，适合频繁使用的简单操作。包装类因为是对象，涉及内存分配和垃圾回收，性能相对较低。
比较方式 ：基本数据类型比较用 ==，直接比较数值。包装类比较时，== 比较的是对象的内存地址，而 equals() 比较的是对象的值。
存储方式：对于基本数据类型如果是局部变量则保存在栈上面，如果是成员变量则在堆中。对于包装类保存在堆上（成员变量，在不考虑 JIT 优化的栈上分配时，都是随着对象一起保存在堆上的）