我看JAVA 之基本数据类型与封装类型

2022-04-13 01:28:27

我看JAVA 之基本数据类型与封装类型

注：基于jdk11
java提供了8中基本数据类型，其中1个布尔类型，6个数字类型，1个字符类型。同时jdk为这8种基本数据类型提供了相应的封装类型。

boolean & Boolean

boolean
1. 长度为1位
2. 数据范围：只有两个值true、false
3. 默认值为false

Boolean

boolean的封装类型
实现了Serializable、Comparable接口

重要的成员变量

public static final Boolean TRUE = new Boolean(true);
public static final Boolean FALSE = new Boolean(false);
private final boolean value;
public static final Class<Boolean> TYPE = (Class<Boolean>) Class.getPrimitiveClass("boolean");

重要的方法

@HotSpotIntrinsicCandidate
public boolean booleanValue() {
  return value;
}  
@HotSpotIntrinsicCandidate
public static Boolean valueOf(boolean b) {
  return (b ? TRUE : FALSE);
}

byte & Byte

byte
1. 长度为1个字节，有符号
2. 数据范围：最小值-2^7,最大值2^7-1 即[-128, 127]共256个数字
3. 默认值为0

Byte

继承了Number类， Number抽象类定义了类型转换的抽象方法如intValue()longValue()floatValue()等，并实现了序列化接口
实现了Comparable接口

重要的成员变量

public static final byte   MIN_VALUE = -128;
public static final byte   MAX_VALUE = 127;
@SuppressWarnings("unchecked")
public static final Class<Byte>     TYPE = (Class<Byte>) Class.getPrimitiveClass("byte");

重要的方法

@HotSpotIntrinsicCandidate
public static Byte valueOf(byte b) {
    final int offset = 128;
    return ByteCache.cache[(int)b + offset];
}
@HotSpotIntrinsicCandidate
public byte byteValue() {
    return value;
}

缓存机制

private static class ByteCache {
    private ByteCache(){}

    static final Byte cache[] = new Byte[-(-128) + 127 + 1];

    static {
        for(int i = 0; i < cache.length; i++)
            cache[i] = new Byte((byte)(i - 128));
    }
}

静态内部类ByteCache内部的静态Byte[]缓存了Byte的全部256个数据。

int & Integer

int
1. 长度为4个字节，有符号
2. 数据范围：最小值-2^31,最大值2^31-1 即[0x80000000, 0x7fffffff]
3. 默认值为0

Integer

继承了Number类
实现了Comparable接口

重要的成员变量

@Native public static final int   MIN_VALUE = 0x80000000;

/**
 * A constant holding the maximum value an {@code int} can
 * have, 2<sup>31</sup>-1.
 */
@Native public static final int   MAX_VALUE = 0x7fffffff;

/**
 * The {@code Class} instance representing the primitive type
 * {@code int}.
 *
 * @since   1.1
 */
@SuppressWarnings("unchecked")
public static final Class<Integer>  TYPE = (Class<Integer>) Class.getPrimitiveClass("int");

/**
 * All possible chars for representing a number as a String
 */
static final char[] digits = {
    '0' , '1' , '2' , '3' , '4' , '5' ,
    '6' , '7' , '8' , '9' , 'a' , 'b' ,
    'c' , 'd' , 'e' , 'f' , 'g' , 'h' ,
    'i' , 'j' , 'k' , 'l' , 'm' , 'n' ,
    'o' , 'p' , 'q' , 'r' , 's' , 't' ,
    'u' , 'v' , 'w' , 'x' , 'y' , 'z'
};

@Native public static final int SIZE = 32; 32位
public static final int BYTES = SIZE / Byte.SIZE; 32/8=4 4个字节

重要的方法

@HotSpotIntrinsicCandidate
public static String toString(int i) {
    int size = stringSize(i);
    if (COMPACT_STRINGS) {
        byte[] buf = new byte[size];
        getChars(i, size, buf);
        return new String(buf, LATIN1);
    } else {
        byte[] buf = new byte[size * 2];
        StringUTF16.getChars(i, size, buf);
        return new String(buf, UTF16);
    }
}

//使用缓存IntegerCache，使用valueOf在空间和时间上要优于直接使用构造方法
@HotSpotIntrinsicCandidate
public static Integer valueOf(int i) {
    if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
        return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
    return new Integer(i);
}
@HotSpotIntrinsicCandidate
public int intValue() {
    return value;
}

有意思的方法：

System.out.println(Integer.numberOfLeadingZeros(18));
System.out.println(Integer.numberOfTrailingZeros(1000));
System.out.println(Integer.bitCount(1));
System.out.println(Integer.bitCount(2));
System.out.println(Integer.bitCount(4));
System.out.println(Integer.bitCount(12));
 
打印结果如下：
27 整数18在二进制表示中首部有27个连续的0
3  整数1000在二进制表示中尾部有3个连续的0
1  整数1在二进制表示中有1位是1
1  整数2在二进制表示中有1位是1
1  整数4在二进制表示中有1位是1
2  整数12在二进制表示中有2位是1

缓存机制

private static class IntegerCache {
    static final int low = -128;
    static final int high; //通过设置-XX:AutoBoxCacheMax=<size>，指定high的值，默认缓存范围为[-128,127]
    static final Integer cache[];

    static {
        // high value may be configured by property
        int h = 127;
        String integerCacheHighPropValue =
            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() {}
}

验证缓存代码示例：

package chapter01;
public class TestInteger {
    public static void main(String [] args) {
        Integer a = Integer.valueOf(6);
        Integer b = new Integer(6);
        Integer c = 6;

        System.out.println(a==b);
        System.out.println(a==c);
        System.out.println(c==b);

        Integer a1 = Integer.valueOf(600);
        Integer b1 = new Integer(600);
        Integer c1 = 600;
        System.out.println("\n");

        System.out.println(a1==b1);
        System.out.println(a1==c1);
        System.out.println(c1==b1);

    }
}
打印结果：
false
true
false


false
false
false
建议：
包装类型比较是否相等使用equals()而非==

long & Long

long
1. 长度为8个字节，有符号
2. 数据范围：最小值-2^63,最大值2^63-1 即[0x8000000000000000L, 0x7fffffffffffffffL]
3. 默认值为0

Long


类似 integer，读者可以自己去分析

float & Float

float
1. 是单精度、长度为4个字节共32位、符合IEEE 754标准的浮点数
2. 默认值为0.0f
3. float与double精度不同，所以在将float与double强制转换的时候会出现精度丢失的问题

Float

继承了Number类， Number抽象类定义了类型转换的抽象方法如intValue()longValue()floatValue()等，并实现了序列化接口
实现了Comparable接口
重要的成员变量

public static final float POSITIVE_INFINITY = 1.0f / 0.0f; 正无穷
public static final float NEGATIVE_INFINITY = -1.0f / 0.0f;负无穷
public static final float NaN = 0.0f / 0.0f; //不是数字 Not a Number
public static final float MAX_VALUE = 0x1.fffffeP+127f; // 3.4028235e+38f
public static final float MIN_NORMAL = 0x1.0p-126f; // 1.17549435E-38f
public static final float MIN_VALUE = 0x0.000002P-126f; // 1.4e-45f

//最大、最小指数
public static final int MAX_EXPONENT = 127;
public static final int MIN_EXPONENT = -126;

//32位，4个字节
public static final int SIZE = 32;
public static final int BYTES = SIZE / Byte.SIZE;

@SuppressWarnings("unchecked")
public static final Class<Float> TYPE = (Class<Float>) Class.getPrimitiveClass("float");

double & Double

double
1. 是双精度、长度为8个字节共64位、符合IEEE 754标准的浮点数
2. 默认值为0.0d

Double

类似 Float，读者可以自己去分析

short & Short

short
1. 长度为2个字节，有符号
2. 数据范围：最小值-2^15,最大值2^15-1 即[-32768, 32767]
3. 默认值为0

Short

类似 Integer，读者可以自己去分析

char & Character

char
1. 单个unicode字符，长度为16位
2. 数据范围：最小值0,最大值65535 即[0, 65535]
3. 默认值为""
Character

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boolean & Boolean

byte & Byte

int & Integer

long & Long

float & Float

double & Double

short & Short

char & Character

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