深入剖析Java中的裝箱和拆箱
自動裝箱和拆箱問題是Java中一個老生常談的問題了，今天我們就來一些看一下裝箱和拆箱中的若幹問題。本文先講述裝箱和拆箱最基本的東西，再來看一下面試筆試中經常遇到的與裝箱、拆箱相關的問題。
以下是本文的目錄大綱：
一.什麼是裝箱？什麼是拆箱？
二.裝箱和拆箱是如何實作的
三.面試中相關的問題
一.什麼是裝箱？什麼是拆箱？
在前面的文章中提到，Java為每種基本資料類型都提供了對應的包裝器類型，至于為什麼會為每種基本資料類型提供包裝器類型在此不進行闡述，有興趣的朋友可以查閱相關資料。在Java SE5之前，如果要生成一個數值為10的Integer對象，必須這樣進行：
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而在從Java SE5開始就提供了自動裝箱的特性，如果要生成一個數值為10的Integer對象，隻需要這樣就可以了：
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這個過程中會自動根據數值建立對應的 Integer對象，這就是裝箱。
那什麼是拆箱呢？顧名思義，跟裝箱對應，就是自動将包裝器類型轉換為基本資料類型：
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簡單一點說，裝箱就是 自動将基本資料類型轉換為包裝器類型；拆箱就是 自動将包裝器類型轉換為基本資料類型。
下表是基本資料類型對應的包裝器類型：
| int（4位元組） | Integer |
| byte（1位元組） | Byte |
| short（2位元組） | Short |
| long（8位元組） | Long |
| float（4位元組） | Float |
| double（8位元組） | Double |
| char（2位元組） | Character |
| boolean（未定） | Boolean |
二.裝箱和拆箱是如何實作的
上一小節了解裝箱的基本概念之後，這一小節來了解一下裝箱和拆箱是如何實作的。
我們就以Interger類為例，下面看一段代碼：
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反編譯class檔案之後得到如下内容：
從反編譯得到的位元組碼内容可以看出，在裝箱的時候自動調用的是Integer的valueOf(int)方法。而在拆箱的時候自動調用的是Integer的intValue方法。
其他的也類似，比如Double、Character，不相信的朋友可以自己手動嘗試一下。
是以可以用一句話總結裝箱和拆箱的實作過程：
裝箱過程是通過調用包裝器的valueOf方法實作的，而拆箱過程是通過調用包裝器的 xxxValue方法實作的。（xxx代表對應的基本資料類型）。
三.面試中相關的問題
雖然大多數人對裝箱和拆箱的概念都清楚，但是在面試和筆試中遇到了與裝箱和拆箱的問題卻不一定會答得上來。下面列舉一些常見的與裝箱/拆箱有關的面試題。
1.下面這段代碼的輸出結果是什麼？
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也許有些朋友會說都會輸出false，或者也有朋友會說都會輸出true。但是事實上輸出結果是：
true
false 為什麼會出現這樣的結果？輸出結果表明i1和i2指向的是同一個對象，而i3和i4指向的是不同的對象。此時隻需一看源碼便知究竟，下面這段代碼是Integer的valueOf方法的具體實作：
public static Integer valueOf(int i) {
if(i >= -128 && i <= IntegerCache.high)
return IntegerCache.cache[i + 128];
else
return new Integer(i);
} 而其中IntegerCache類的實作為：
private static class IntegerCache {
static final int high;
static final Integer cache[];
static {
final int low = -128;
// high value may be configured by property
int h = 127;
if (integerCacheHighPropValue != null) {
// Use Long.decode here to avoid invoking methods that
// require Integer's autoboxing cache to be initialized
int i = Long.decode(integerCacheHighPropValue).intValue();
i = Math.max(i, 127);
// Maximum array size is Integer.MAX_VALUE
h = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - -low);
}
high = h;
cache = new Integer[(high - low) + 1];
int j = low;
for(int k = 0; k < cache.length; k++)
cache[k] = new Integer(j++);
}
private IntegerCache() {}
} 從這2段代碼可以看出，在通過valueOf方法建立Integer對象的時候，如果數值在[-128,127]之間，便傳回指向IntegerCache.cache中已經存在的對象的引用；否則建立一個新的Integer對象。
上面的代碼中i1和i2的數值為100，是以會直接從cache中取已經存在的對象，是以i1和i2指向的是同一個對象，而i3和i4則是分别指向不同的對象。
2.下面這段代碼的輸出結果是什麼？
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也許有的朋友會認為跟上面一道題目的輸出結果相同，但是事實上卻不是。實際輸出結果為：
false
false 至于具體為什麼，讀者可以去檢視Double類的valueOf的實作。
在這裡隻解釋一下為什麼Double類的valueOf方法會采用與Integer類的valueOf方法不同的實作。很簡單：在某個範圍内的整型數值的個數是有限的，而浮點數卻不是。
注意，Integer、Short、Byte、Character、Long這幾個類的valueOf方法的實作是類似的。
Double、Float的valueOf方法的實作是類似的。
3.下面這段代碼輸出結果是什麼：
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輸出結果是：
true
true 至于為什麼是這個結果，同樣地，看了Boolean類的源碼也會一目了然。下面是Boolean的valueOf方法的具體實作：
public static Boolean valueOf(boolean b) {
return (b ? TRUE : FALSE);
} 而其中的 TRUE 和FALSE又是什麼呢？在Boolean中定義了2個靜态成員屬性：
public static final Boolean TRUE = new Boolean(true);
/**
* The <code>Boolean</code> object corresponding to the primitive
* value <code>false</code>.
*/
public static final Boolean FALSE = new Boolean(false); 至此，大家應該明白了為何上面輸出的結果都是true了。
4.談談Integer i = new Integer(xxx)和Integer i =xxx;這兩種方式的差別。
當然，這個題目屬于比較寬泛類型的。但是要點一定要答上，我總結一下主要有以下這兩點差別：
1）第一種方式不會觸發自動裝箱的過程；而第二種方式會觸發；
2）在執行效率和資源占用上的差別。第二種方式的執行效率和資源占用在一般性情況下要優于第一種情況（注意這并不是絕對的）。
5.下面程式的輸出結果是什麼？
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先别看輸出結果，讀者自己想一下這段代碼的輸出結果是什麼。這裡面需要注意的是：當 "=="運算符的兩個操作數都是 包裝器類型的引用，則是比較指向的是否是同一個對象，而如果其中有一個操作數是表達式（即包含算術運算）則比較的是數值（即會觸發自動拆箱的過程）。另外，對于包裝器類型，equals方法并不會進行類型轉換。明白了這2點之後，上面的輸出結果便一目了然：
true
false
true
true
true
false
true 第一個和第二個輸出結果沒有什麼疑問。第三句由于 a+b包含了算術運算，是以會觸發自動拆箱過程（會調用intValue方法），是以它們比較的是數值是否相等。而對于c.equals(a+b)會先觸發自動拆箱過程，再觸發自動裝箱過程，也就是說a+b，會先各自調用intValue方法，得到了加法運算後的數值之後，便調用Integer.valueOf方法，再進行equals比較。同理對于後面的也是這樣，不過要注意倒數第二個和最後一個輸出的結果（如果數值是int類型的，裝箱過程調用的是Integer.valueOf；如果是long類型的，裝箱調用的Long.valueOf方法）。
如果對上面的具體執行過程有疑問，可以嘗試擷取反編譯的位元組碼内容進行檢視。