深入Java基础——基本数据类型及其包装类
Posted huster-田浪
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了深入Java基础——基本数据类型及其包装类相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
文章结构：
1. 基本数据类型的系统描述；
2.数据类型的包装类理解（含源码解析）；
3.数据类型转换、装包拆包等一些小坑。
一、基本数据类型的系统描述：
1. 总述：
Java基本数据类型分为两大类：boolean类型和数值类型。数值类型可分为整数类型和浮点类型，而其中字符类型可单独对待。所以Java只包含8种基本数据类型。
注意！字符串不是基本数据类型，字符串是一个类，是一个引用类型。
boolean 数值只有true和false，不能用0代替。其他数值类型不能转换成boolean。包装类–Boolean
byte 内存8位，无符号位时最大存储255，表数范围：-128~127。包装类–Byte
short 内存16位，无符号位时最大存储65536，表数范围：-32768~32767。包装类–Short
int 内存32位，无符号位时最大存储2的32次方减1，表数范围：负的2的31次方到正的2的31次方减1。包装类–Integer。
long 内存64位，无符号位时最大存储2的64次方减1，表数范围：负的2的63次方到正的2的63次方减1。包装类–Long。
float 内存32位，数据范围在3.4e-45~1.4e38，直接赋值时必须在数字后加上f或F。包装类–Float。
double 内存64位，数据范围在4.9e-324~1.8e308，赋值时可以加d或D也可以不加。包装类–Double。
char：16位，存储Unicode字符集，用单引号赋值。可以参与加减乘除运算的，也可以比较大小的！！包装类–Character。
二、数据类型的包装类理解（含部分源码解析）
Java会为每一个基础数据类型都提供一个相应包装类的目的，在于将Java的所有东西都抽象成对象，可以更方便的控制和使用。这就是面向对象！
对于包装类：
主要作用是：
1.作为和基本数据类型对应的类类型存在，方便涉及到对象的操作。
2.包含每种基本数据类型的相关属性如最大值、最小值等，以及相关的操作方法。
1.深入boolean基本类型、Boolean类以及细节点：
1 //看接口是可序列化，是一个final修饰的类 2 public final class Boolean implements java.io.Serializable, 3 Comparable<Boolean>{ 4 //看这两个对应的原始对象。享元模式的使用，达到多个对象都使用一份内存。至于什么是享元，以及它与单例的区别，这里就不多说了。 5 public static final Boolean TRUE = new Boolean(true); 6 public static final Boolean FALSE = new Boolean(false); 7 private final boolean value; 8 //两个构造器，可见它是可以为null的啦，使用Boolean这个类的话 9 public Boolean(boolean value) { 10 this.value = value; 11 } 12 public Boolean(String s) { 13 this(parseBoolean(s)); 14 } 15 public static boolean parseBoolean(String s) { 16 return ((s != null) && s.equalsIgnoreCase("true")); 17 } 18 //jdk文档建议用valueOf代替new方式来创建Boolean类对象。new创建的Boolean对象是不断的新创建一个实例对象，而valueOf则是返回Boolean类里的静态成员变量,也就是使用享元模式的那个对象。 19 public static Boolean valueOf(String s) { 20 return parseBoolean(s) ? TRUE : FALSE; 21 } 22 23 //下面是令人困惑的设计了，我也是看了下stackoverflow里面讨论才有点懂。 24 //原汁原味链接：http://stackoverflow.com/questions/3912303/boolean-hashcode 25 //1. 使用质素是因为假如要把Boolean指插入到hashtable中，如果不是质素的话可能会比较容易造成哈希冲突。符合对象计算hashcode的时候通常会把各个属性的hashcode相加然后再做hash,如果是比较小的质素，容易造成hash分布不均匀。 26 //2. Maps是可以包裹Boolean的，而如果map除了包含Boolean对象，还包含其他对象，那么如果不适当处理，就很容易有冲突了 27 public static int hashCode(boolean value) { 28 return value ? 1231 : 1237; 29 }
总括下：
1.boolean是基础数据类型，而Boolean是一个类。
2.boolean一般存在于桟空间中，而Boolean对象存在堆空间中。
3.boolean有true和false俩种值，Boolean除了true和false外，还有null。
1 public class Main { 2 public static void main (String []args) 3 { 4 Boolean bool1 = Boolean.valueOf(true); //这里均使用valueof创建对象，new创建的Boolean对象是不断的新创建一个实例对象，而valueOf则是返回Boolean类里的静态成员变量 5 Boolean bool2 = Boolean.valueOf("True"); //这里上一句代码验证使用String变量作为参数时，不区分大小写的。 6 Boolean bool3 = Boolean.valueOf("ASD"); 7 boolean x1 = bool1.booleanValue(); 8 boolean x2 = bool2.booleanValue(); 9 System.out.println("bool1:" + x1 + ",bool2:" + x2 + ",bool3:" + bool3); 10 boolean x3 = bool1.equals(bool2); //这个就是验证享元模式，使用的是同一个对象 11 boolean x4 = bool1.equals(bool3); //肯定不是同一对象啦。 12 System.out.println("bool1.equals(bool2):" + x3 + ",bool1.equals(bool3):" + x4); 13 String str1 = Boolean.toString(bool1); //可见Boolean对象是可以转换成字符的 14 String str2 = Boolean.toString(false); 15 String str3 = bool3.toString(); 16 System.out.println("bool1:" + str1 + ",str2:" + str2 + ",bool3:" + str3); 17 boolean x5 = Boolean.parseBoolean("ASD"); //源码是直接判断然后与true对比，因此打印为false 18 System.out.println(x5); 19 } 20 }
2.深入byte基本类型
1 //也可以看到是一个final修饰的类，只能用，不能被继承咯 2 public final class Byte extends Number implements Comparable<Byte>{ 3 public static final int SIZE = 8; //只能是一个字节咯 4 //两个构造器 5 public Byte(byte value) { 6 this.value = value; //传入的要为Byte类型的值 7 } 8 public Byte(String s) throws NumberFormatException { 9 this.value = parseByte(s, 10); //传入的要求是可转换成Byte的字符串 10 } 11 //这个Byte做了缓存 12 private static class ByteCache { 13 private ByteCache(){} 14 15 static final Byte cache[] = new Byte[-(-128) + 127 + 1];//声明缓存数组的长度为256 16 17 static { 18 for(int i = 0; i < cache.length; i++) 19 cache[i] = new Byte((byte)(i - 128));//然后将-128~127进行缓存 20 } 21 } 22 //两个解析字符串方法 23 public static byte parseByte(String s, int radix) 24 throws NumberFormatException { 25 //radix是解析字符串时候的基数，在此方法下有个解析基数的含义。 26 int i = Integer.parseInt(s, radix);//解析字符串并返回，所以s必须是-128~127的字符，至于为什么用这个方法int的包装类方法来解析，一会我们会谈到。 27 if (i < MIN_VALUE || i > MAX_VALUE) 28 throw new NumberFormatException( 29 "Value out of range. Value:\\"" + s + "\\" Radix:" + radix); 30 return (byte)i; 31 } 32 //也是解码转码方法，将String转为Byte 33 public static Byte decode(String nm) throws NumberFormatException { 34 int i = Integer.decode(nm);//一会重点讲解Integer的系列方法 35 if (i < MIN_VALUE || i > MAX_VALUE) 36 throw new NumberFormatException( 37 "Value " + i + " out of range from input " + nm); 38 return valueOf((byte)i); 39 } 40 }
解释radix的作用
b[0] = Byte.parseByte(“11”, 2) = 3
表示 字符串11以2为基数表示为10进制的byte值是 3 ，这里的11表示的是一个2进制数
b[0] = Byte.parseByte(“11”, 3) = 4
表示 字符串11以3为基数表示为10进制的byte值是 4 ，这里的11表示的是一个3进制数
3、int和Integer
1 public final class Integer extends Number implements Comparable<Integer> { 2 3 public static final Class<Integer> TYPE = (Class<Integer>) Class.getPrimitiveClass("int");//原始类型int的Class实例。 4 //所有可能的将数字表示为字符串的字符集合做缓存。 5 final static char[] digits = { 6 \'0\' , \'1\' , \'2\' , \'3\' , \'4\' , \'5\' , 7 \'6\' , \'7\' , \'8\' , \'9\' , \'a\' , \'b\' , 8 \'c\' , \'d\' , \'e\' , \'f\' , \'g\' , \'h\' , 9 \'i\' , \'j\' , \'k\' , \'l\' , \'m\' , \'n\' , 10 \'o\' , \'p\' , \'q\' , \'r\' , \'s\' , \'t\' , 11 \'u\' , \'v\' , \'w\' , \'x\' , \'y\' , \'z\' 12 }; 13 //两个构造器 14 public Integer(int value) { 15 this.value = value; 16 } 17 public Integer(String s) throws NumberFormatException { 18 this.value = parseInt(s, 10);//涉及了String转换成int，一会仔细讨论这个。 19 } 20 //像上面Byte类型中解释的那样的方法，返回第二个参数所指定的进制数的第一个参数的字符串表示形式。处理各种进制的Integer. 21 public static String toString(int i, int radix) { 22 if (radix < Character.MIN_RADIX || radix > Character.MAX_RADIX) 23 radix = 10;//默认为10进制 24 /* Use the faster version */ 25 if (radix == 10) { 26 return toString(i); 27 } 28 char buf[] = new char[33]; 29 boolean negative = (i < 0); 30 int charPos = 32; 31 //统一转为负数去处理 32 if (!negative) { 33 i = -i; 34 } 35 while (i <= -radix) { 36 buf[charPos--] = digits[-(i % radix)]; 37 i = i / radix; 38 } 39 buf[charPos] = digits[-i]; 40 if (negative) { 41 buf[--charPos] = \'-\'; 42 } 43 return new String(buf, charPos, (33 - charPos)); 44 } 45 //一会有事例代码演示这个，这个其实就是把int型包装成Integer然后再转化成String字符串 46 public static String toString(int i) { 47 if (i == Integer.MIN_VALUE) 48 return "-2147483648"; 49 int size = (i < 0) ? stringSize(-i) + 1 : stringSize(i); 50 char[] buf = new char[size]; 51 getChars(i, size, buf); 52 return new String(buf, true); 53 } 54 //与toString组合形成一方法去转换成字符串咯 55 static void getChars(int i, int index, char[] buf) { 56 int q, r; 57 int charPos = index; 58 char sign = 0; 59 60 if (i < 0) { //如果i为负数，则设置i的符号字符为\'-\'。 61 sign = \'-\'; //确定正负数 62 i = -i; //将负数转化为正数处理，提高效率 63 } 64 65 // Generate two digits per iteration 66 while (i >= 65536) { //如果i大于65536，则每一次都获取十位和个位上的数字对应的字符。将值判断大小后取每个数字，较大的数字一次取两位（大数字运算消耗大） 67 q = i / 100; 68 // really: r = i - (q * 100); 69 r = i - ((q << 6) + (q << 5) + (q << 2)); //利用位运算，每次获得i的最后两位数，不断循环提取处理 70 i = q;//重新赋值，准备下一次循环 71 buf [--charPos] = DigitOnes[r]; //存储r中在个位数集合中对应的字符 72 buf [--charPos] = DigitTens[r]; //存储r中在十位数集合中对应的字符 73 } 74 75 // Fall thru to fast mode for smaller numbers 76 // assert(i <= 65536, i); 77 for (;;) { //i<65536的情况，小数字运算消耗较小，故一次只取一位 78 q = (i * 52429) >>> (16+3);//52429/(2*19)约等于1，此处这样设计是为了提高精度 79 r = i - ((q << 3) + (q << 1)); // r = i-(q*10) ... //每次获得i的最后两位数 80 buf [--charPos] = digits [r];//取最后一位的数字 81 i = q;//重新赋值，准备下一次循环 82 if (i == 0) break; 83 } 84 if (sign != 0) { 85 buf [--charPos] = sign; //设置符号 86 } 87 } 88 //下面两个是用来确定字符串长度的。 89 //定义sizeTable表示int中每个位数中最大的数，用于简便确定int数的长度。 90 final static int [] sizeTable = { 9, 99, 999, 9999, 99999, 999999, 9999999, 91 99999999, 999999999, Integer.MAX_VALUE }; 92 //使用上面的sizeTable定义来确定int数的字符串表示长度。 93 static int stringSize(int x) { 94 for (int i=0; ; i++) 95 if (x <= sizeTable[i]) 96 return i+1; 97 } 98 //炒鸡重要的方法啦！！parseInt(String s,int radix)使用第二个参数指定的基数，将字符串参数解析为有符号的整数。 parseInt(String s)只能将数字字符串转化十进制数 99 public static int parseInt(String s, int radix) 100 throws NumberFormatException 101 { 102 /* 103 * WARNING: This method may be invoked early during VM initialization 104 * before IntegerCache is initialized. Care must be taken to not use 105 * the valueOf method. 106 */ 107 108 if (s == null) {//参数检验，调用方法前检查参数的正确性。 109 throw new NumberFormatException("null"); 110 } 111 112 if (radix < Character.MIN_RADIX) { 113 throw new NumberFormatException("radix " + radix + 114 " less than Character.MIN_RADIX"); 115 } 116 117 if (radix > Character.MAX_RADIX) { 118 throw new NumberFormatException("radix " + radix + 119 " greater than Character.MAX_RADIX"); 120 } 121 122 int result = 0; 123 boolean negative = false; 124 int i = 0, len = s.length();//i表示当前遍历的s的位数 125 int limit = -Integer.MAX_VALUE;//设置最小值为负的Integer的最大值 126 int multmin; 127 int digit; 128 129 if (len > 0) {//如果字符串长度大于0，则进行转换 130 char firstChar = s.charAt(0);//获取第一位字符 131 if (firstChar < \'0\') { // Possible leading "+" or "-" 132 if (firstChar == \'-\') {//判断是否为负数 133 negative = true; 134 limit = Integer.MIN_VALUE;//将限制转换为Integer的最小值，不能小于Integer的最小值 135 } else if (firstChar != \'+\') 136 throw NumberFormatException.forInputString(s);//第一个char不为+也不为-，则抛出异常 137 138 if (len == 1) // Cannot have lone "+" or "-" 139 throw NumberFormatException.forInputString(s);//若只有一个符号，则抛出异常 140 i++; 141 } 142 multmin = limit / radix;//设定不同进制下的极限值 143 while (i < len) {//进行进制的转换 144 // Accumulating negatively avoids surprises near MAX_VALUE 145 digit = Character.digit(s.charAt(i++),radix);//将数字字符串转换成要求的进制数，使用工具类，每次遍历对一个字符进行操作转换 146 if (digit < 0) { 147 throw NumberFormatException.forInputString(s); 148 } 149 if (result < multmin) { 150 throw NumberFormatException.forInputString(s); 151 } 152 result *= radix; 153 if (result < limit + digit) { 154 throw NumberFormatException.forInputString(s); 155 } 156 result -= digit; 157 } 158 } else { 159 throw NumberFormatException.forInputString(s); 160 } 161 return negative ? result : -result;//根据符号返回正数还是负数 162 } 163 //看吧，我们经常用的parseInt只是个帮我们制定好10进制规则的静态方法 164 public static int parseInt(String s) throws NumberFormatException { 165 return parseInt(s,10); 166 } 167 //强大的内部类缓存机制吗，内部字符缓存类 168 private static class IntegerCache { 169 //缓存的下界，-128，不可变 170 static final int low = -128; 171 //缓存上界，暂为null 172 static final int high; 173 static final Integer cache[];//利用数组来缓存 174 //原理：初始化数组将一定范围的整数放到cache数组中，然后在调valueOf方法的时候首先判断范围然后从缓存数组中去抓取数据 175 176 static { 177 // high value may be configured by property 178 // 缓存上届，可以通过JVM属性来配置 179 int h = 127; 180 String integerCacheHighPropValue = 181 sun.misc.VM.getSavedProperty("java.lang.Integer.IntegerCache.high"); 182 //获取,得到上界 183 if (integerCacheHighPropValue != null) { 184 try { 185 int i = parseInt(integerCacheHighPropValue); 186 i = Math.max(i, 127); 187 // Maximum array size is Integer.MAX_VALUE 188 h = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - (-low) -1); 189 } catch( NumberFormatException nfe) { 190 // If the property cannot be parsed into an int, ignore it. 191 } 192 } 193 high = h; 194 //获取Integer中所有能保存的数据，初始化缓存数组 195 cache = new Integer[(high - low) + 1]; 196 int j = low; 197 //缓存所有Integer的数据 198 for(int k = 0; k < cache.length; k++) 199 cache[k] = new Integer(j++); 200 201 // range [-128, 127] must be interned (JLS7 5.1.7) 202 assert IntegerCache.high >= 127; 203 } 204 205 private IntegerCache() {} 206 } 207 //还有这个我们经常用的，官方也推荐使用这个方法去创建对象的 208 public static Integer valueOf(i以上是关于深入Java基础——基本数据类型及其包装类的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章