Java / Java 包装类

Java 包装类

本小节我们将学习 Java 的包装类,我们将了解到什么是包装类为什么需要包装类,Java 提供的包装类有哪些,各种包装类的常用方法和常量介绍,什么是装箱操作以及什么是拆箱操作等内容。

1. 什么是包装类

Java 有 8 种基本数据类型,Java 中的每个基本类型都被包装成了一个类,这些类被称为包装类。

包装类可以分为 3 类:NumberCharacterBoolean,包装类的架构图如下所示:

2. 为什么需要包装类

我们知道 Java 是面向对象的编程语言,但为了便于开发者上手,Java 沿用了 C 语言的基本数据类型,因此 Java 数据类型被分为了基本数据类型和引用数据类型。

对于简单的运算,开发者可以直接使用基本数据类型。但对于需要对象化交互的场景(例如将基本数据类型存入集合中),就需要将基本数据类型封装成 Java 对象,这是因为基本数据类型不具备对象的一些特征,没有对象的属性和方法,也不能使用面向对象的编程思想来组织代码。出于这个原因,包装类就产生了。

包装类就是一个类,因此它有属性、方法,可以对象化交互。

3. 基本数据类型与包装类

下表列出了基本数据类型对应的包装类。这些包装类都位于 java.lang 包下,因此使用包装类时,我们不需要手动引入。

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

除了 int 对应的包装类名称为 Integer 以及 char 对应的包装类名称 Character,其他 6 种数据类型对应的包装类,命名都为其基本数据类型的首字母的大写。

4. 包装类常用方法

4.1 Number 类

Number 类是所有数值类型包装类的父类,这里以其中一个子类 Integer 类为例,介绍其构造方法、常用方法以及常量。

4.1.1 构造方法

Integer 类提供两个构造方法:

  1. Integer(int value):以 int 型变量作为参数创建 Integer 对象;
  2. Integer(String s):以 String 型变量作为参数创建 Integer 对象。

实例如下:

// 以 int 型变量作为参数创建 Integer 对象
Integer num = new Integer(3);
// 以 String 型变量作为参数创建 Integer 对象
Integer num = new Integer("8");

4.1.2 常用方法

  • byte byteValue():以 byte 类型返回该 Integer 的值;
  • int compareTo(Integer anotherInteger):在数值上比较两个 Integer 对象。如果这两个值相等,则返回 0;如果调用对象的数值小于 anotherInteger 的数值,则返回负值;如果调用对象的数值大于 anotherInteger 的数值,则返回正值;
  • boolean equals(Object obj):比较此对象与指定对象是否相等;
  • int intValue():以 int 类型返回此 Integer 对象;
  • int shortValue():以 short 类型返回此 Integer 对象;
  • toString():返回一个表示该 Integer 值的 String 对象;
  • static Integer valueOf(String str):返回保存指定的 String 值的 Integer 对 象;
  • int parseInt(String str):返回包含在由 str 指定的字符串中的数字的等价整数值。

更多常用方法请翻阅官方文档

4.1.3 常用常量

  1. MAX_VALUE: 表示 int 型可取的最大值;
  2. MIN_VALUE: 表示 int 型可取的最小值;
  3. SIZE:表示以二进制补码形式表示 int 值的位数;
  4. TYPE: 表示基本类型 Class 实例。

这些常量的使用实例如下:

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public class WrapperClassDemo1 {

    public static void main(String[] args) {
        int maxValue = Integer.MAX_VALUE;
        int minValue = Integer.MIN_VALUE;
        int size = Integer.SIZE;
        System.out.println("int 类型可取的最大值" + maxValue);
        System.out.println("int 类型可取的最小值" + minValue);
        System.out.println("int 类型的二进制位数" + size);
    }

}
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运行结果:

int 类型可取的最大值2147483647
int 类型可取的最小值-2147483648
int 类型的二进制位数32

4.2 Character 类

Character 类在对象中包装一个基本类型为 char 的值。一个 Character 对象包含类型为 char 的单个字段。

4.2.1 构造方法

Character 类提供了一个构造方法:

Character(char value):很少使用。

4.2.2 常用方法

  • char charValue():返回此 Character 对象的值;
  • int compareTo(Character anotherCharacter):返回此 Character 对象的值,根据数字比较两个 Character 对象,若这两个对象相等则返回 0 ;
  • boolean equals(Object obj):将调用该方法的对象与指定的对象相比较;
  • char toUpperCase(char ch):将字符参数转换为大写;
  • char toLowerCase(char ch):将字符参数转换为小写;
  • String toString():返回一个表示指定 char 值的 String 对象;
  • char charValue():返回此 Character 对象的值;
  • boolean isUpperCase(char ch):判断指定字符是否是大写字符;
  • boolean isLowerCase(char ch):判断指定字符是否是小写字符。

更多常用方法请翻阅官方文档

4.3 Boolean 类

Boolean 类将基本类型为 boolean 的值包装在一个对象中。一个 Boolean 类型的对象只包含一个类型为 boolean 的字段。此外,此类还为 boolean 和 String 的相互转换提供了许多方法,并提供了处理 boolean 时非常有用的其他一些常量和方法。

4.3.1 构造方法

Boolean 类提供了如下两个构造方法:

  1. Boolean(boolean value):创建一个表示 value 参数的 boolean 对象(很少使用);
  2. Boolean(String s):以 String 变量作为参数,创建 boolean 对象。此时,如果传入的字符串不为 null,且忽略大小写后的内容等于 “true”,则生成 Boolean 对象值为 true,反之为 false。(很少使用)。

4.3.2 常用方法

  • boolean booleanValue():将 Boolean 对象的值以对应的 boolean 值返回;
  • boolean equals(Object obj):判断调用该方法的对象与 obj 是否相等,当且仅当参数不是 null,而且与调用该方法的对象一样都表示同一个 boolean 值的 Boolean 对象时, 才返回 true;
  • boolean parseBoolean(Sting):将字符串参数解析为 boolean 值;
  • String toString():返回表示该 boolean 值的 String 对象;
  • boolean valueOf(String s):返回一个用指定的字符串表示值的 boolean 值。

更多常用方法请翻阅官方文档

4.3.3 常用常量

  • TRUE:对应基值 true 的 Boolean 对象;
  • FALSR:对应基值 false 的 Boolean 对象;
  • TYPE:表示基本类型 Class 实例。

5. 装箱和拆箱

装箱就是基本数据类型向包装类转换;拆箱就是包装类向基本数据类型转换。装箱和拆箱又有自动和手动之分。

实现装箱的实例如下:

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public class WrapperClassDemo2 {

    public static void main(String[] args) {
        // 自动装箱
        int num1 = 19;
        Integer num2 = num1;
        System.out.println("num2=" + num2);

        // 手动装箱
        Integer num3 = new Integer(20);
        System.out.println("num3=" + num3);
    }

}
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运行结果:

num2=19
num3=20

自动装箱就是直接将一个基本数据类型的变量,赋值给对应包装类型的变量;手动装箱就是调用包装类的构造方法(在 Java14 中已经过时,不推荐这样的操作)。

实现拆箱的实例如下:

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public class WrapperClassDemo3 {

    public static void main(String[] args) {
        // 自动拆箱
        Integer num1 = 19;
        int num2 = num1;
        System.out.println("num2=" + num2);

        // 手动拆箱
        int num3 = num1.intValue();
        System.out.println("num3=" + num3);
    }

}
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运行结果:

num2=19
num3=19

自动拆箱就是直接将一个包装类型的变量,赋值给对应的基本数据类型变量;手动拆箱通过调用对应包装类下的 xxxValue() 方法来实现。

6. 小结

通过本小节的学习,我们知道了包装类就是将基本数据类型包装成的类,它有属性、方法,可以对象化交互。除了 int 对应的包装类名称为 Integer 以及 char 对应的包装类名称 Character,其他 6 种数据类型对应的包装类,命名都为其基本数据类型的首字母的大写。装箱就是基本数据类型向包装类转换,拆箱就是包装类向基本数据类型转换。