【Java SE】包装类（Wrapper Class）

在Java中，有一句广为流传的名言：“万物皆对象”。然而，这句话其实并不完全准确。因为我们还有8个“异类”——int、double、boolean等基本数据类型。它们不是对象，无法调用方法，也无法在集合中存储。

为了解决这个问题，包装类应运而生。它们就像给基本数据类型穿上了一件“对象的外衣”。

什么是包装类？

包装类是Java为每种基本数据类型提供的对应的引用类型。

注意：除了Integer和Character，其他包装类的名字与基本类型名首字母大写即可。

为什么需要包装类？

1. 泛型与集合的必需品

Java的泛型不支持基本类型。如果想创建一个ArrayList来存储整数，必须使用ArrayList<Integer>。如果试图写ArrayList<int>，编译器会直接报错。

2. 对象方法的调用

包装类提供了许多实用的静态方法，方便类型转换。

// 将字符串转换为整数intnum=Integer.parseInt("123");// 将整数转换为二进制字符串Stringbinary=Integer.toBinaryString(10);// 输出 "1010"

3.实体类（POJO）中使用包装类

在领域模型中，建议使用包装类。

• 数据库的字段可能是NULL，映射到int会变成0，产生业务歧义。
• 使用Integer可以完美区分“未设置”和“设置为0”。

装箱与拆箱⭐

• 装箱：将基本类型转换为包装类对象。
• 拆箱：将包装类对象转换为基本类型。

手动 装箱/拆箱

inta=10;Integernum=Integer.valueOf(a);// 手动装箱intb=num.intValue();// 手动拆箱doublec=num.doubleValue();

自动 装箱/拆箱

Integernum=10;// 自动装箱：相当于 Integer.valueOf(10)intd=num;// 自动拆箱：相当于 num.intValue()

valueOf() 源码分析（包装类缓存池） ⭐

这是包装类中最容易出错，也是面试中最常考的点：缓存池。
我们来看一段代码：

Integera=100;Integerb=100;System.out.println(a==b);// 输出 true 还是 false？Integerc=200;Integerd=200;System.out.println(c==d);// 输出 true 还是 false？

运行结果：

true false

为什么呢？ctrl+B看看valueOf()源码

publicstaticIntegervalueOf(inti){if(i>=IntegerCache.low&&i<=IntegerCache.high)returnIntegerCache.cache[i+(-IntegerCache.low)];returnnewInteger(i);}

使用自动装箱（Integer.valueOf()）时，JVM为了提高性能和节省内存，会对特定范围内的数值进行缓存。

• IntegerCache.low是static final int low = -128；
• IntegerCache.high是static final int high= 127
• 代码逻辑：
  • 如果i的值在[-128, 127]之间，valueOf()方法会直接从缓存数组中返回同一个Integer对象。
  • 如果超出这个范围，则会new一个新的Integer对象。

在例子中，a和b都指向缓存中的同一个对象，所以==比较内存地址返回true。而c和d是两个不同的对象，返回false。

注意：==比较的是内存地址（引用），比较数值请使用equals()方法。

更多补充：缓存池和常量池的区别

包装类在集合中的应用与性能考量

开销分析 ⭐

虽然包装类很方便，但在高频数据计算中，它带来了额外的性能开销。

// 性能较差的写法Integersum=0;// Integer sum = Integer.valueOf(0);for(inti=0;i<10000;i++){sum+=i;// sum = Integer.valueOf(sum.intValue() + i);// 这里每次循环都发生了：拆箱 -> 计算 -> 装箱}

10000次循环会创建约10000个Integer对象（实际上因为缓存机制，0-127范围内的值可能复用，但整体数量依然很大）。这会增加GC（垃圾回收）的压力。在高性能场景下，优先使用基本类型int进行计算。

性能对比测试

publicclassPerformanceTest{// 使用包装类publicstaticvoidtestWrapper(){longstart=System.nanoTime();Integersum=0;for(inti=0;i<10000000;i++){// 1000万次sum+=i;}longend=System.nanoTime();System.out.println("包装类耗时: "+(end-start)/1000000+" ms");}// 使用基本类型publicstaticvoidtestPrimitive(){longstart=System.nanoTime();intsum=0;for(inti=0;i<10000000;i++){sum+=i;}longend=System.nanoTime();System.out.println("基本类型耗时: "+(end-start)/1000000+" ms");}publicstaticvoidmain(String[]args){testPrimitive();// 输出: 基本类型耗时: 5 mstestWrapper();// 输出: 包装类耗时: 43 ms}}

null 拆箱引发的 NPE

自动拆箱时，如果包装类对象为null，会抛出NullPointerException。

Integernum=null;inti=num;// 报错！ 相当于执行了 num.intValue()

建议修改为：

Integerx=null;inty=(x==null)?0:x;

包装类与基本类型的比较

当包装类与基本类型使用==比较时，包装类会自动拆箱为基本类型，此时比较的是数值，而不是地址。

inta=10;Integeri=newInteger(100);intj=100;System.out.println(i==j);// 输出 true （因为i自动拆箱了）

• 装箱/拆箱是基本类型与包装类之间的转换。
• JDK 1.5+ 的自动装箱/拆箱是编译器语法糖，本质是调用valueOf()和xxxValue()。
• 常见坑：Integer的==（缓存范围导致结果“看起来不一致”）以及null拆箱导致 NPE。