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数据类型

2023/11/5 Java基础

# 1、八种基本数据类型

Java语言提供了八种基本数据类型

  • 整数型：byte（1字节）、short（2字节）、int（4字节）、long（8字节）
  • 浮点型：float（4字节）、double（8字节）
  • 字符型：char（2字节）
  • 布尔型：boolean

补充说明

  • String不是基本数据类型，是引用类型。
  • boolean 只有两个值：true、false，可以使用 1 bit 来存储，但是具体大小没有明确规定。JVM 会在编译时期将 boolean 类型的数据转换为 int，使用 1 来表示 true，0 表示 false。JVM 支持 boolean 数组，但是是通过读写 byte 数组来实现的。
  • float 是8位有效小数，后面要加f或者F，不可以省略。比如：12.2f、15.6225f。
  • double 是16位有效小数，后面加d或者D，可以省略。比如：12.2d、15.6225D、16.5632。注意高精度计算时double会有误差，建议使用BigDecimal。
  • 一个字节占8位二进制数。int x = 11时，二进制表示为：000000000 000000000 000000000 00001011，不够补0，共占4个字节。

# 2、包装类型

基本类型都有对应的包装类型，基本类型与其对应的包装类型之间的赋值使用自动装箱与拆箱完成。包装类不能被继承。

Integer x = 2;     // 装箱 调用了 Integer.valueOf(2)
int y = x;         // 拆箱 调用了 X.intValue()
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Java的包装类为基本类型提供了对象的封装，使其具有对象的特性，并提供了一系列方法和功能用于操作对应的基本类型。通过自动装箱和拆箱机制，可以方便地在包装类与基本类型之间进行转换。

# 3、缓存池

new Integer(123) 与 Integer.valueOf(123) 的区别在于：

  • new Integer(123) 每次都会新建一个对象；
  • Integer.valueOf(123) 会使用缓存池中的对象，多次调用会取得同一个对象的引用。
Integer x = new Integer(123);
Integer y = new Integer(123);
System.out.println(x == y);    // false
Integer z = Integer.valueOf(123);
Integer k = Integer.valueOf(123);
System.out.println(z == k);   // true
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valueOf() 方法的实现比较简单，就是先判断值是否在缓存池中，如果在的话就直接返回缓存池的内容。

public static Integer valueOf(int i) {
    if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
        return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
    return new Integer(i);
}
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在 Java 8 中，Integer 缓存池的大小默认为 -128~127。

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;
}
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编译器会在自动装箱过程调用 valueOf() 方法，因此多个值相同且值在缓存池范围内的 Integer 实例使用自动装箱来创建，那么就会引用相同的对象。

Integer m = 123;
Integer n = 123;
System.out.println(m == n); // true
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基本类型对应的缓冲池如下：

  • boolean values true and false
  • all byte values
  • short values between -128 and 127
  • int values between -128 and 127
  • char in the range \u0000 to \u007F

在使用这些基本类型对应的包装类型时，如果该数值范围在缓冲池范围内，就可以直接使用缓冲池中的对象。

在 jdk 1.8 所有的数值类缓冲池中，Integer 的缓冲池 IntegerCache 很特殊，这个缓冲池的下界是 - 128，上界默认是 127，但是这个上界是可调的，在启动 jvm 的时候，通过 -XX:AutoBoxCacheMax=[数值] 来指定这个缓冲池的大小，该选项在 JVM 初始化的时候会设定一个名为 java.lang.IntegerCache.high 系统属性，然后 IntegerCache 初始化的时候就会读取该系统属性来决定上界。

# 4、引用类型

引用类型中的变量存储的是对象的引用（内存地址），而不是直接存储对象的实际值。通过引用类型的变量，可以在栈内存中存储对象的引用，并通过引用来访问和操作对象，实现动态性和灵活性。

Java中的引用类型

  • 类（Class）：定义了对象的特征和行为
  • 接口（Interface）：定义了一组相关的方法
  • 数组（Array）：存储同一类型的多个值的容器
  • 枚举（Enum）：一组具名的常量

String