浅谈java两个数的异或交换以及反射和Integer的缓存机制

Posted 2021-12-20

今天看数据结构的时候看到一个通过异或(位运算)交换数组内的数的方法。

import java.lang.reflect.Field;
public class test 

    public static void main(String[] args) 
       int arr[]=1,2,3,4;
        System.out.println("1:"+arr[0]+"|2:"+arr[3]);
        swap(arr, 0, 3);
        System.out.println("1:"+arr[0]+"|2:"+arr[3]);
    
   
   public static void swap(int []arr, int i, int j) 
        //i=2 j=3
        arr[i] = arr[i] ^ arr[j];
        arr[j] = arr[i] ^ arr[j];
        arr[i] = arr[i] ^ arr[j];
        /*
        流程分析如何实现交换
        0101 = 0001 ^ 0100 = 6
        0001 = 0101 ^ 0100 = 1
        0100 = 0101 ^ 0001 = 5
        **/
    

在尝试之后，联想到了java没有指针，java做不到真正的引用传递(对一块内存地址操作，而非对拷贝的地址)，便想到用反射交换两个数

import java.lang.reflect.Field;

public class test 

    public static void main(String[] args) 
        Integer a =2, b=3;
        System.out.println("a="+a+" | b="+b);
        try 
            swap2(a, b);
         catch (NoSuchFieldException e) 
            e.printStackTrace();
         catch (IllegalAccessException e) 
            e.printStackTrace();
        
        System.out.println("a="+a+" | b="+b);
    
    public static void swap2(Integer a, Integer b) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException 
        int temp = a;
        Field field = a.getClass().getDeclaredField("value");
        field.setAccessible(true);
        field.setInt(a, b);
        field.setInt(b, temp);
    

运行截图

而如果将int temp = a;改为Integer temp = a;呢

结果如下

这是什么原因呢？

这就涉及到了java中Integer 的缓存机制

Integer的缓存机制： Integer是对小数据（-128～127）是有缓存的，再jvm初始化的时候，数据-128~127之间的数字便被缓存到了本地内存中，如果初始化-128～127之间的数字，会直接从内存中取出，不需要新建一个对象.

我们添加一个变量debug一下

下一步

wow，很有意思，temp的值’貌似‘也随着a的变化而变化了，但事实是这样吗？下一行的temp2怎么也变化了？它只是做了一个简单的赋值，它怎么也变了？

个人理解：当缓存中存在某个值a时，如果存在多个Integer对象的值都等于(或指向)这个缓存值a，那么当a改变了值的时候，原本等于(指向)a的Integer对象的值也会随着改变，由于Integer是对小数据（-128～127）是有缓存的，上述代码a和temp2都等于2 符合条件，因此temp2也会随着改变

那么当我们把a和temp的值改为128时

下一步

如我们所料，这次temp2的值并没有改变。

那好，我们回到开始，如何用Integer定义的变量实现交换而不是随着a的变化而变化呢？

改成下面这样就可以了

Integer temp = new Integer(a.intValue());

那为什么这次的temp不会随着a的值变化而变化呢？这就留到下次再写吧(2021.12.19) (～￣▽￣)～