变量分类和运行机制及自动装拆箱

九月 19, 2020 java 本文总阅读量次

成员变量和局部变量及运行机制

两者的区别在于定义变量的位置不同，运行的机制也有差异。成员变量定义在类中，局部变量定义在定义在方法中。

成员变量分为类变量和实例变量两种，局部变量分为形参(方法内)、方法局部变量和代码块内局部变量，比如循环内的。

类变量的生命周期和类一样，从类准备阶段开始，到完全销毁这个类，作用域则与类的生存范围相同。而实例变量从实例被创建起开始存在，直到实例被销毁，作用域对应实例作用域。可以发现，成员变量之所以称为成员变量，是因为其与所在的整体共存亡的。

注意：类变量是属于类的，通过实例.类变量访问的依然是类变量，如果该实例修改了变量值，则其他实例访问时也将使用修改过的变量值。即访问了同一片内存区！

与成员变量不同，局部变量除了形参外，都必须显式初始化；而上面的成员变量可以进行默认初始化，赋值规则与数组动态初始化时赋值规则相同。

当通过类或对象调用某个方法时，系统1会在调用该方法栈区内为所有形参分配内存，并将实参值赋值给对应形参，即完成形参初始化。

Java允许局部变量和成员变量同名，如果需要在方法内引用被覆盖的成员变量(局部变量和成员变量同名)，可以使用this关键字。

public class Test{
    public String name = "猴子";
    public static int age = 500;
    public void outPut(){
        String name = "悟空";
        System.out.println(name);//"悟空"
        System.out.println(this.name);//"猴子"
    }
    public static void main(String[] args){
        double age = 100000.0;
        System.out.println(age);//100000.0
        System.out.println(Test.age);//500
        new Test().outPut();
    }
}

成员、局部变量初始化及运行机制

在类初始化或对象初始化时，系统会为成员变量分配内存空间，并指定默认初始值。需要关注的是，在创建一个对象时，不需要给类变量分配内存空间，只是为实例变量分配内存空间，因为类初始化时已经分配好了。在创建多个对象时，同样如此，也需要为实例变量分配内存空间，而且，实例变量是单个实例的，与类或其他实例无关。

局部变量定义后，必须经过显式初始化后才能使用，系统不会为局部变量执行初始化，就不会为变量分配内存空间，直到变量被初始化。与成员变量不同，局部变量不属于任何实例或类，因此它被保存在所在的方法栈中。如果变量是基本类型的变量，则会把值直接保存在对应内存中；但是变量是引用类型，则它存放的是地址，地址是所引用的对象或数组的地址。

局部变量的生命周期是和方法或代码块一致，但所在栈内存无需垃圾回收，因为局部变量只保存基本类型的值或引用，所以所占内存比较小。

包装类

基本数据类型不具备对象特性：无成员变量，方法被调用。但有些时候显得不那么好，比如方法需要object类型的参数，并且需要提供实际值，像2，3，4，这就麻烦了。Java提供了包装类概念，并为8种基本数据类型定义了引用类型(基本数据类型的包装类)。

基本数据类型	包装类
byte	Byte
short	Short
int	Integer
long	Long
char	Character
float	Float
double	Double
boolean	Boolean

上述除Character外，其他包装类可传入参数创建一个包装类对象，

由于基本数据类型和包装类对象之间转换麻烦，JDK1.5提供了自动装箱和拆箱功能，去解决该问题。

自动装箱：基本类型变量赋值给包装类(或者Object变量)；自动拆箱：包装类对象赋值给基本类型变量

1
2
3

Integer a = 5;//基本类型赋值给Integer对象
Object b = true;//把布尔类型赋值给Object对象
int c = a;//Integer对象拆箱赋值给基本类型

虽然包装类是引用类型，但是实例是可以与数值比较的，比较时直接取出包装类的值进行比较。而包装类对象之间比较，只有指向同一对象时返回true。

System.out.println(new Integer(1) == new Integer(1));//false
Integer a = 6;
Integer b = 6;
System.out.println(a == b);//true,待会解释
//注意，Integer数据范围在-128~127之间，若不在会重新创建实例

从上面来看，系统将整数装箱成实例，会放入一个cache数组(长度为256，Java就是这样设计的)中缓存起来，以后如需自动装箱则直接指向数组元素(若在-128~127之间)，即引用同一个实例对象。这样的缓存设计有利程序的运行性能，节省开销。

字符串与基本类型的转换

字符串转基本类型有两种方式：

包装类的parseXxx(String s)方法(除了Character包装类外)
对应的构造器方法，Xxx(String s)

基本类型转字符串则使用String的多个重载valueOf方法。上述代码示例：

String str = "123";
int a = Integer.parseInt(str);//第一种方法
int b = new Integer(str);//构造器创建对象，之后拆箱赋值给变量b
//基本数据类型转字符串
String str1 = String.valueOf(3.14159f);
String str2 = String.valueOf(true);

Java7、8增强包装类

Java7开始为所有包装类提供静态的compare(v1,v2)方法，则可以通过该方法比较基本值的大小。比如：

1
2
3

System.out.println(Boolean.compare(true,false));//1
System.out.println(Boolean.compare(true,true));//0
System.out.println(Boolean.compare(false,true));//-1

Java8再次增强，开始支持无符号算术运算。如为Integer、Long增强了静态的toUnsignedString(int/long v)整型转化成无符号整数对应的字符串、toUnsignedString(int/long v，int radix)转化成指定进制无符号整数对应的字符串。

无符号整数的二进制最高位不再当作符号位看，即最小值为0。例如-2，对应的无符号整数为252