新数据结构(8)——包装类

基本数据类型（轻点）

Java基本数据类型在内存中占用固定的大小，并且直接存储值，而不是对象的引用

整数类型

byte：8位，存储范围从-128到127

short：16位，存储范围从-32,768到32,767

int：32位，存储范围从-231-1，即-2,147,483,648到2,147,483,647。这是最常用的整数类型

long：64位，存储范围从-263-1。在数值后面加上L或l表示这是一个long类型的值

浮点类型

float：32位，单精度浮点数。在数值后面加上F或f表示这是一个float类型的值

double：64位，双精度浮点数。这是最常用的浮点数类型

字符类型

char：16位，存储Unicode字符。字符字面量用单引号括起来，例如'A'

布尔类型

boolean：表示真（true）或假（false）

引用数据类型（轻点）

数组、类、接口

数组是一种可以存储多个相同类型数据的容器，它在内存中是连续存储的使用new关键字：int[] arr = new int[5];，表示创建一个长度为5的整型数组。直接初始化：int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5};。

类是Java中定义对象的模板，它封装了数据和操作这些数据的方法。类可以包含成员变量（属性）和成员方法（行为）。类支持继承、封装和多态等面向对象的特性。类是引用类型，通过new关键字创建对象实例，对象存储在堆内存中。定义一个类：public class Person { String name; int age; }。创建对象实例：Person person = new Person();。

接口是一种特殊的引用数据类型，它定义了一组方法规范，但不提供具体实现。接口中的方法默认是public abstract，成员变量默认是public static final。从JDK 8开始，接口可以包含默认方法和静态方法。接口支持多继承，一个类可以实现多个接口。定义接口：public interface USB3 { void in(); void out(); }。实现接口：public class USBDevice implements USB3 { public void in() { ... } public void out() { ... } }。接口用于定义对象的行为规范，允许不同的类实现相同的接口，从而实现多态。

包装类的引入（中点）

对象的基本概念：对象是类的实例化，是堆内存中的一块内存空间。

在Java编程语言中，尽管很多概念都可以被视作对象来处理，但基本数据类型本身并不直接对应对象。为了弥补这一不足，并使基本数据类型能够像对象一样被操作，Java引入了包装类。这些包装类将基本数据类型封装在对象内部，从而允许基本数据类型以对象的形式存在和操作

基本数据类型和其对应包装类

如下图所示，基本数据类型byte的变量无法指向空值（null），因为它不是指针类型，而是直接存储数据值。相反，Byte作为byte的包装类，其对象可以指向空值（null），这证明了包装类Byte并不是基本数据类型，而是Java提供的一种将基本数据类型封装为对象的机制

128陷阱（重点）

128陷阱是Java编程语言中Integer类的一个特有现象，具体体现在当进行自动装箱时，数值-128到127之间的整数会被缓存并重用，而超出此范围的数值则不会，下图具体展示了这一陷阱的体现：

在创建对象时，通常需要为新对象开辟独立的内存空间。然而，Java的Integer类的valueOf()方法采用了一种特殊的机制，它预先创建并分配了一个包含-128到127范围内所有整数的数组。当使用valueOf()方法为在此范围内的整数赋值时，该方法会直接从该数组中取出对应的Integer对象，并返回其内存地址供使用，从而避免了不必要的内存分配。相反，如果赋值的整数超出了这个范围，valueOf()方法则会为新的整数值开辟独立的内存空间。这种内存分配方式的具体实现细节如下图所示。在上图中，变量a1和a2之所以相等，是因为它们都被赋值为-128到127范围内的整数，因此valueOf()方法使它们指向了数组中相同的Integer对象地址。而变量a3和a4不相等，则是因为它们被赋值为超出该范围的整数值，valueOf()方法为它们各自开辟了新的内存空间，因此它们指向的是不同的Integer对象地址。

自动拆装箱（重点）

将基本数据类型int转换为对应的包装类Integer的过程被称为装箱

将包装类Integer转换回基本数据类型int的过程则被称为拆箱

int  a = 10;
int  b = 10;
Integer a1 = 10;
Integer b1 = 10;
Integer a2 = new Integer(10);
Integer b2 = new Integer(10);
System.out.println(a == b);
//True  a和b存储的是相同的整数值，且它们都是基本数据类型，直接进行值比较相等
System.out.println(a1 == b1);
//True  由于128陷阱，a1和b1实际上引用的是同一个Integer对象的数组里的相同地址，输出True
System.out.println(a2 == b2);
//False 通过new关键字显式地创建了两个新的Integer对象a2和b2，即使它们的值都是10，但它们是两个不同的对象，存储在内存中的不同位置
System.out.println(a1 == a);
//True  在进行比较时，Java会自动将Integer对象a1拆箱为基本数据类型int的值，然后与基本数据类型int的变量a进行比较
System.out.println(a1.equals(a));
//True  和上面一样是自动拆箱，判断时候Integer要转出int来判断. equals()的底层还是==
System.out.println(a1 == a2);
//False  a1的值10是从catch数据当中获取的  a2的值10是自己创建创建的对象.
System.out.println(a == a2);
//True  自动拆箱，a2是Integer类型的 a是int类型的，判断时候Integer要转出int来判断.