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Java基础(3)

基本数据类型

Java 中的几种基本数据类型了解么?

Java 中有 8 种基本数据类型,分别为:

  • 6 种数字类型:
    • 4 种整数型:byteshortintlong
    • 2 种浮点型:floatdouble
  • 1 种字符类型:char
  • 1 种布尔型:boolean

这 8 种基本数据类型的默认值以及所占空间的大小如下:

基本类型位数字节默认值取值范围
byte810-128 ~ 127
short1620-32768(-2^15) ~ 32767(2^15 - 1)
int3240-2147483648 ~ 2147483647
long6480L-9223372036854775808(-2^63) ~ 9223372036854775807(2^63 -1)
char162'u0000'0 ~ 65535(2^16 - 1)
float3240f1.4E-45 ~ 3.4028235E38
double6480d4.9E-324 ~ 1.7976931348623157E308
boolean1falsetrue、false

可以看到,像 byteshortintlong能表示的最大正数都减 1 了。这是为什么呢?这是因为在二进制补码表示法中,最高位是用来表示符号的(0 表示正数,1 表示负数),其余位表示数值部分。所以,如果我们要表示最大的正数,我们需要把除了最高位之外的所有位都设为 1。如果我们再加 1,就会导致溢出,变成一个负数

注意:

  1. Java 里使用 long 类型的数据一定要在数值后面加上 L,否则将作为整型解析。
  2. Java 里使用 float 类型的数据一定要在数值后面加上 f 或 F,否则将无法通过编译。
  3. char a = 'h'char :单引号,String a = "hello" :双引号。

这八种基本类型都有对应的包装类分别为:ByteShortIntegerLongFloatDoubleCharacterBoolean

基本类型和包装类型的区别?

  • 用途:除了定义一些常量和局部变量之外,我们在其他地方比如方法参数、对象属性中很少会使用基本类型来定义变量。并且,包装类型可用于泛型,而基本类型不可以。
  • 存储方式:基本数据类型的局部变量存放在 Java 虚拟机栈中的局部变量表中,基本数据类型的成员变量(未被 static 修饰 )存放在 Java 虚拟机的堆中。包装类型属于对象类型,我们知道几乎所有对象实例都存在于堆中。
  • 占用空间:相比于包装类型(对象类型), 基本数据类型占用的空间往往非常小。
  • 默认值:成员变量包装类型不赋值就是 null ,而基本类型有默认值且不是 null
  • 比较方式:对于基本数据类型来说,== 比较的是值。对于包装数据类型来说,== 比较的是对象的内存地址。所有整型包装类对象之间值的比较,全部使用 equals() 方法。

为什么说是几乎所有对象实例都存在于堆中呢? 这是因为 HotSpot 虚拟机引入了 JIT 优化之后,会对对象进行逃逸分析,如果发现某一个对象并没有逃逸到方法外部,那么就可能通过标量替换来实现栈上分配,而避免堆上分配内存

⚠️ 注意:基本数据类型存放在栈中是一个常见的误区! 基本数据类型的存储位置取决于它们的作用域和声明方式。如果它们是局部变量,那么它们会存放在栈中;如果它们是成员变量,那么它们会存放在堆/方法区/元空间中。

public class Test {
    // 成员变量,存放在堆中
    int a = 10;
    // 被 static 修饰的成员变量,JDK 1.7 及之前位于方法区,1.8 后存放于元空间,均不存放于堆中。
    // 变量属于类,不属于对象。
    static int b = 20;

    public void method() {
        // 局部变量,存放在栈中
        int c = 30;
        static int d = 40; // 编译错误,不能在方法中使用 static 修饰局部变量
    }
}

包装类型的缓存机制了解么?

Java 基本数据类型的包装类型的大部分都用到了缓存机制来提升性能。

Byte,Short,Integer,Long 这 4 种包装类默认创建了数值 [-128,127] 的相应类型的缓存数据,Character 创建了数值在 [0,127] 范围的缓存数据,Boolean 直接返回 True or False

Integer 缓存源码:

public static Integer valueOf(int i) {
    if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
        return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
    return new Integer(i);
}
private static class IntegerCache {
    static final int low = -128;
    static final int high;
    static {
        // high value may be configured by property
        int h = 127;
    }
}

Character 缓存源码:

public static Character valueOf(char c) {
    if (c <= 127) { // must cache
      return CharacterCache.cache[(int)c];
    }
    return new Character(c);
}

private static class CharacterCache {
    private CharacterCache(){}
    static final Character cache[] = new Character[127 + 1];
    static {
        for (int i = 0; i < cache.length; i++)
            cache[i] = new Character((char)i);
    }

}

Boolean 缓存源码:

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

记住:所有整型包装类对象之间值的比较,全部使用 equals 方法比较

 

自动装箱与拆箱了解吗?原理是什么?

什么是自动拆装箱?

  • 装箱:将基本类型用它们对应的引用类型包装起来;
  • 拆箱:将包装类型转换为基本数据类型;

举例:

Integer i = 10;  //装箱
int n = i;   //拆箱

上面这两行代码对应的字节码为:

   L1

    LINENUMBER 8 L1

    ALOAD 0

    BIPUSH 10

    INVOKESTATIC java/lang/Integer.valueOf (I)Ljava/lang/Integer;

    PUTFIELD AutoBoxTest.i : Ljava/lang/Integer;

   L2

    LINENUMBER 9 L2

    ALOAD 0

    ALOAD 0

    GETFIELD AutoBoxTest.i : Ljava/lang/Integer;

    INVOKEVIRTUAL java/lang/Integer.intValue ()I

    PUTFIELD AutoBoxTest.n : I

    RETURN

从字节码中,我们发现装箱其实就是调用了 包装类的valueOf()方法,拆箱其实就是调用了 xxxValue()方法。

因此,

  • Integer i = 10 等价于 Integer i = Integer.valueOf(10)
  • int n = i 等价于 int n = i.intValue();

注意:如果频繁拆装箱的话,也会严重影响系统的性能。我们应该尽量避免不必要的拆装箱操作。


原文地址:https://blog.csdn.net/m0_59316991/article/details/142832831

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