Java的int -128到127的问题与解决办法
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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Java的int -128到127的问题与解决办法相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
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一、问题描述
写了个实现单链表的代码，其中有一条按值删除，测试单链表插入int 1-1000，删除方法接受的参数是Object类型，但是发现删除的时候，只能删除到127。到128就石沉大海了。
下面是单链表结点数据类型：
public class SingleListNode {
private Object element;
private SingleListNode next;
public SingleListNode(Object it,SingleListNode nextval) {element = it;next = nextval;}
public SingleListNode(SingleListNode nextval) {next=nextval;}
public Object getElement() {return element;}
public void setElement(Object it) {this.element = it;}
public SingleListNode getNext() {return next;}
public void setNext(SingleListNode nextval) {this.next = nextval;}
}单链表数据类型，里面有插入和删除的功能：
public class SLList implements LinkedList {
private SingleListNode head;
public SLList() {
head=new SingleListNode(null);
}
public void inserttoHead(Object item) {
// 将头结点的子节点设置为新节点的子节点
// 将新节点作为头结点的子节点
head.setNext(new SingleListNode(item,head.getNext()));
}
public void removebyValue(Object item) {
// System.out.println(item);
/**
* 用一个游标来记录当前节点的父节点
*/
if(isEmpty()==true)return;
SingleListNode curNode = head.getNext();
SingleListNode curNode_father = head;
if((int)item>127)System.out.println(curNode.getElement());
/**
* 当传入的item是int,且>127时，如128，我们发现即使curNode.getElement()的值是128那也不会被判定为相等
*
*/
while((curNode!=null)&&(curNode.getElement()!=item)) {
if((int)item>127) {System.out.println(curNode.getElement());}
curNode_father = curNode;
curNode = curNode.getNext();
}
if((curNode!=null)&&(curNode.getElement()==item)) {
curNode_father.setNext(curNode.getNext());
System.out.println(item);
}
}
}测试代码：
public class test {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
SLList sll = new SLList();
long startnsTime = System.nanoTime();//精确到纳秒
for(int i=1000;i>0;i--) {
sll.inserttoHead(i); //单链表顺序 1、。。。、1000
}
long endnsTime = System.nanoTime();//精确到纳秒
System.out.println("插入到头1~1000时间："+(endnsTime-startnsTime)+"ns");
int i=0;
long startTime_removebyvalue_allfromhead = System.nanoTime();
while((i++)<1001) {
sll.removebyValue(i);// 删除顺序 1、...、1000
}
long endTime_removebyvalue_allfromhead = System.nanoTime();
System.out.println("按值从头删除："+(endTime_removebyvalue_allfromhead-startTime_removebyvalue_allfromhead)+"ns");}
}运行过程中发现只能删除到127，从128开始无法删除，经过测试，是从removebyValue方法中的删除代码的这段命令开始变化：
curNode.getElement()!=item就是超过127的int值不能与被赋予同样int值的Object再等值了。
二、问题解析
int是一种基本数据类型，是原语。不会作为对象来处理。
public class test {
public static void main(String[] args) {
Object it = new Object(); // Object类型
int i=127; // int 基本数据类型
it=i; // 看下赋值后类型变化
System.out.println("it类型："+it.getClass().getName()+"\\tit的值："+it); // 结果是：it类型：java.lang.Integer
// 然后来测试下是否相等
// 已知it已经是Integer类型
if(it==(Object)i) {
System.out.println("it类型："+it.getClass().getName()+"\\t(Object)i类型："+((Object)i).getClass().getName());
}
if((int)it==i) {
System.out.println(i);
}
}
}当 i 的值是127 输出：
it类型：java.lang.Integer it的值：127
it类型：java.lang.Integer (Object)i类型：java.lang.Integer
127当 i 的值是128 输出：
it类型：java.lang.Integer it的值：128
128结果分析：
2.1 类型解析
int 赋值给 Object，Object会被转换成Integer类型，故 it=i 此时 it 是Integer类型。基本数据类型是不能直接赋值给对象类型的。int是基本数据类型，有两种方式，可以使两者相等：
- int类型转换成int的包装类java.lang.Integer。在赋值之后it会被修改为Integer类型；
it==(Object)i - Integer转换成it类型，但其实是Integer拆箱成int类型。
(int)it==i
也就是说在【问题描述】的单链表中，在TestSLL测试单链表功能时插入的时候，是int类型值传进单链表，而单链表的接口是Object类型，也就是插入后是作为Integer类型存储。
然后在按值删除的时候，传入的还是int类型，接口是Object类型，也就是传入后是成为了Integer类型。
2.2 包装局限
可以发现，在类test中，当 i 取值128时， it==(Object)i 为false，这就要涉及到Java自身的限制：自动装箱。
Object it = new Object();
int i = 127;
it = i;上面对 it 的赋值过程等价于：
Integer it = 127;而 i 必须要经历隐式强制类型转换成Integer才行。
而这个过程属于Java对基本数据类型 int 的自动装箱。虽然我们习惯了使用基本数据类型，但是在面向对象语言中，最正统的还是对象类型数据。
所以，当单独使用 int i = 127的时候，不会管它，i 依然是基本数据类型。但是当其与对象进行接触，就会优先被转换成对象类型 java.lang.Integer。
- 两个分别定义的相同基本数据类型，如 int，如果值相等，那么==的话肯定是true；
- 两个分别定义的对象类型类型，如Integer，虽然值相等，但两者不相等，因为==指的是完全相等，但是由于两个对象是分别定义的，所以地址不一样，故不相等。
public class test(){
public static void main(String[] args) {
int i1=1; // 判断基本数据类型是否相等
int i2=1;
if(i1==i2)System.out.println("int==int");
// 判断同值对象类型是否相等
ArrayList al1 = new ArrayList();
ArrayList al2 = new ArrayList();
if(al1==al2)System.out.println("ArrayList==ArrayList");
else System.out.println("ArrayList!=ArrayList");
// Java针对基本数据类型的包装类的特殊处理
Integer j1 = 127;
Integer j2 = 127;
if(j1==j2)System.out.println("Integer<128==Integer<128");
// Java力所不能及了
Integer k1 = 128;
Integer k2 = 128;
if(k1==k2)System.out.println("k1==k2");
else System.out.println("Integer>127!=Integer>127");
}
}运行结果：
int==int
ArrayList!=ArrayList
Integer<127==Integer<127
Integer>128!=Integer>128从上面代码中可以发现，虽然Integer是属于对象类型，但是当Integer赋值<=127时，只要值相等，则二者相等，当Integer赋值>=128时，二者不可能相等。为了一定程度上解决基本数据类型与对象类型的矛盾，Java 使用了一种缓存机制，但是仅限于 int 值 属于 -128到127时。
- 当int为基本数据类型时，值相等，可以一直相等；
- 当int需要转换成对象类型时，目标对象会默认用一个Integer类型来代替，例如：
int i = 1; Object it = new Object(); it = i; /** * 因为这里int要被转换成Object。目标对象it会自动向下转型成 Integer类型。 * Object it = new Object();it = i;可以用Integer it = i; 即 Integer it = 1。 * 出于对基本数据类型的自动装箱：编译时会执行Integer it = new Integer(1); */ - 当Integer类型判断是否相等时，如果Integer的值属于-128到127，会被判断属于IntegerCache。
IntegerCache是在Java编译时被同时编译的，其功能是先缓存-128到127，当创建一个Integer对象时，如果Integer的值属于-128到127，就会把这个对象的地址设定在这个缓存的位置上。从而可以使Integer对象类型同值相等。
/**
* Cache to support the object identity semantics of autoboxing for values between
* -128 and 127 (inclusive) as required by JLS.
*
* The cache is initialized on first usage. The size of the cache
* may be controlled by the {@code -XX:AutoBoxCacheMax=<size>} option.
* During VM initialization, java.lang.Integer.IntegerCache.high property
* may be set and saved in the private system properties in the
* sun.misc.VM class.
*/
private static class IntegerCache {
static final int low = -128;
static final int high;
static final Integer cache[];
static {
// high value may be configured by property
int h = 127;
String integerCacheHighPropValue =
sun.misc.VM.getSavedProperty("java.lang.Integer.IntegerCache.high");
if (integerCacheHighPropValue != null) {
try {
int i = parseInt(integerCacheHighPropValue);
i = Math.max(i, 127);
// Maximum array size is Integer.MAX_VALUE
h = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - (-low) -1);
} catch( NumberFormatException nfe) {
// If the property cannot be parsed into an int, ignore it.
}
}
high = h;
cache = new Integer[(high - low) + 1];
int j = low;
for(int k = 0; k < cache.length; k++)
cache[k] = new Integer(j++);
// range [-128, 127] must be interned (JLS7 5.1.7)
assert IntegerCache.high >= 127;
}
private IntegerCache() {}
}
/**
* Returns an {@code Integer} instance representing the specified
* {@code int} value. If a new {@code Integer} instance is not
* required, this method should generally be used in preference to
* the constructor {@link #Integer(int)}, as this method is likely
* to yield significantly better space and time performance by
* caching frequently requested values.
*
* This method will always cache values in the range -128 to 127,
* inclusive, and may cache other values outside of this range.
*
* @param i an {@code int} value.
* @return an {@code Integer} instance representing {@code i}.
* @since 1.5
*/
public static Integer valueOf(int i) {
if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
return new Integer(i);
}2.3 解决办法
但是这样就导致了，当int或Integer不在-128到127的范围时，无法用==来判断其对象相等。由于为了方便，类的接口通常给的类型都是Object，即最上层类型。那么当我们传进去的是整数时，怎么让其判断相等？也就是怎么让两个对象值相等判断判断？
由于==是判断两个对象的地址是否相等。所以Java提供了一个概念上的判断对象的方法名：equals()。这个方法只是概念上的。需要数据类型定义这个方法。如我创建的单链表，单链表结点需要自己覆写一个方法equals()和hashCode()方法。可以总结为：
- 如果用的数据类型，没有自定义的equals()方法，那么如果判断相等，就相当于==，即判断地址相等；
- 如果用的数据类型，有自定义的【a.equals(b)】方法，即当对象a和对象b的数据域相等时，返回true。则可以避免使用==判断地址相等。
类Object就有一个equals()方法。
比如 String 是对象类型，覆写了equals()方法，就可以避免使用==。
Integer同样覆写了equals()方法。
接口List就有一个equals()方法。
覆写equals()方法有一个常见步骤。也可以自动生成，在eclipse中，在结点类中右键——》source——》Generate hashCode() and equals()。
import java.util.Objects;
public class SingleListNode {
private Object element;
private SingleListNode next;
public SingleListNode(Object it,SingleListNode nextval) {element = it;next = nextval;}
public SingleListNode(SingleListNode nextval) {next=nextval;}
public Object getElement() {return element;}
public void setElement(Object it) {this.element = it;}
public SingleListNode getNext() {return next;}
public void setNext(SingleListNode nextval) {this.next = nextval;}
@Override
public int hashCode() {
return Objects.hash(element, next);
}
@Override
public boolean equals(Object obj) {
if (this == obj)
return true;
if (obj == null)
return false;
if (getClass() != obj.getClass())
return false;
SingleListNode other = (SingleListNode) obj;
return Objects.equals(element, other.element) && Objects.equals(next, other.next);
}
}判断是否与item相等用equals()实现。curNdde.getElement()==item用以下语句代替。
curNode.equals(new SingleListNode(item,curNode.getNext()))public class SLList implements LinkedList {
private SingleListNode head;
public SLList() {
head=new SingleListNode(null);
}
public void inserttoHead(Object item) {
// 将头结点的子节点设置为新节点的子节点
// 将新节点作为头结点的子节点
head.setNext(new SingleListNode(item,head.getNext()));
}
public void removebyValue(Object item) {
/**
* 用一个游标来记录当前节点的父节点
*/
if(isEmpty()==true)return;
SingleListNode curNode = head.getNext();
SingleListNode curNode_father = head;
while((curNode!=null)&&(curNode.equals(new SingleListNode(item,curNode.getNext()))==false)) {
curNode_father = curNode;
curNode = curNode.getNext();
}
if((curNode!=null)&&(curNode.equals(new SingleListNode(item,curNode.getNext())))) {
curNode_father.setNext(curNode.getNext());
System.out.println(item);
}
}
}测试代码：
public class test {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
SLList sll = new SLList();
long startnsTime = System.nanoTime();//精确到纳秒
for(int i=1000;i>0;i--) {
sll.inserttoHead(i); //单链表顺序 1、。。。、1000
}
long endnsTime = System.nanoTime();//精确到纳秒
System.out.println("插入到头1~1000时间："+(endnsTime-startnsTime)+"ns");
int i=0;
long startTime_removebyvalue_allfromhead = System.nanoTime();
while((i++)<1001) {
sll.removebyValue(i);// 删除顺序 1、...、1000
}
long endTime_removebyvalue_allfromhead = System.nanoTime();
System.out.println("按值从头删除："+(endTime_removebyvalue_allfromhead-startTime_removebyvalue_allfromhead)+"ns");}
}运行结果：
插入到头1~1000时间：624400ns
1
2
...
1000
按值从头删除：40511100ns去掉SLList的按值删除的打印命令后：
插入到头1~1000时间：435100ns
按值从头删除：2881500ns删除成功！
以上是关于Java的int -128到127的问题与解决办法的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章