JDK1.8源码(二)——java.lang.Integer 类
上一篇博客我们介绍了 java.lang 包下的 Object 类,那么本篇博客接着介绍该包下的另一个类 Integer。在前面 浅谈 Integer 类 博客中我们主要介绍了 Integer 类 和 int 基本数据类型的关系,本篇博客是从源码层次详细介绍 Integer 的实现。
1、Integer 的声明
public final class Integer extends Number implements Comparable<Integer>{}
Integer 是用 final 声明的常量类,不能被任何类所继承。并且 Integer 类继承了 Number 类和实现了 Comparable 接口。 Number 类是一个抽象类,8中基本数据类型的包装类除了Character 和 Boolean 没有继承该类外,剩下的都继承了 Number 类,该类的方法用于各种数据类型的转换。Comparable 接口就一个 compareTo 方法,用于元素之间的大小比较,下面会对这些方法详细展开介绍。
2、Integer 的主要属性
int 类型在 Java 中是占据 4 个字节,所以其可以表示大小的范围是 -2 31——2 31 -1即 -2147483648——2147483647,我们在用 int 表示数值时一定不要超出这个范围了。
3、构造方法 Integer(int) Integer(String)
对于第一个构造方法 Integer(int),源码如下,这没什么好说的。
1 public Integer(int var1) { 2 this.value = var1; 3 }
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对于第二个构造方法 Integer(String) 就是将我们输入的字符串数据转换成整型数据。
首先我们必须要知道能转换成整数的字符串必须分为两个部分:第一位必须是"+"或者"-",剩下的必须是 0-9 和 a-z 字符
1 public Integer(String s) throws NumberFormatException { 2 this.value = parseInt(s, 10);//首先调用parseInt(s,10)方法,其中s表示我们需要转换的字符串,10表示以十进制输出,默认也是10进制 3 } 4 5 public static int parseInt(String s, int radix) throws NumberFormatException{ 6 //如果转换的字符串如果为null,直接抛出空指针异常 7 if (s == null) { 8 throw new NumberFormatException("null"); 9 } 10 //如果转换的radix(默认是10)<2 则抛出数字格式异常,因为进制最小是 2 进制 11 if (radix < Character.MIN_RADIX) { 12 throw new NumberFormatException("radix " + radix + 13 " less than Character.MIN_RADIX"); 14 } 15 //如果转换的radix(默认是10)>36 则抛出数字格式异常,因为0到9一共10位,a到z一共26位,所以一共36位 16 //也就是最高只能有36进制数 17 if (radix > Character.MAX_RADIX) { 18 throw new NumberFormatException("radix " + radix + 19 " greater than Character.MAX_RADIX"); 20 } 21 int result = 0; 22 boolean negative = false; 23 int i = 0, len = s.length();//len是待转换字符串的长度 24 int limit = -Integer.MAX_VALUE;//limit = -2147483647 25 int multmin; 26 int digit; 27 //如果待转换字符串长度大于 0 28 if (len > 0) { 29 char firstChar = s.charAt(0);//获取待转换字符串的第一个字符 30 //这里主要用来判断第一个字符是"+"或者"-",因为这两个字符的 ASCII码都小于字符'0' 31 if (firstChar < '0') { 32 if (firstChar == '-') {//如果第一个字符是'-' 33 negative = true; 34 limit = Integer.MIN_VALUE; 35 } else if (firstChar != '+')//如果第一个字符是不是 '+',直接抛出异常 36 throw NumberFormatException.forInputString(s); 37 38 if (len == 1) //待转换字符长度是1,不能是单独的"+"或者"-",否则抛出异常 39 throw NumberFormatException.forInputString(s); 40 i++; 41 } 42 multmin = limit / radix; 43 //通过不断循环,将字符串除掉第一个字符之后,根据进制不断相乘在相加得到一个正整数 44 //比如 parseInt("2abc",16) = 2*16的3次方+10*16的2次方+11*16+12*1 45 //parseInt("123",10) = 1*10的2次方+2*10+3*1 46 while (i < len) { 47 digit = Character.digit(s.charAt(i++),radix); 48 if (digit < 0) { 49 throw NumberFormatException.forInputString(s); 50 } 51 if (result < multmin) { 52 throw NumberFormatException.forInputString(s); 53 } 54 result *= radix; 55 if (result < limit + digit) { 56 throw NumberFormatException.forInputString(s); 57 } 58 result -= digit; 59 } 60 } else {//如果待转换字符串长度小于等于0,直接抛出异常 61 throw NumberFormatException.forInputString(s); 62 } 63 //根据第一个字符得到的正负号,在结果前面加上符号 64 return negative ? result : -result; 65 }
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4、toString() toString(int i) toString(int i, int radix)
这三个方法重载,能返回一个整型数据所表示的字符串形式,其中最后一个方法 toString(int,int) 第二个参数是表示的进制数。
public String toString() {return toString(value); }public static String toString(int i) {if (i == Integer.MIN_VALUE)return "-2147483648";int size = (i < 0) ? stringSize(-i) + 1 : stringSize(i);char[] buf = new char[size];getChars(i, size, buf);return new String(buf, true); }
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toString(int) 方法内部调用了 stringSize() 和 getChars() 方法,stringSize() 它是用来计算参数 i 的位数也就是转成字符串之后的字符串的长度,内部结合一个已经初始化好的int类型的数组sizeTable来完成这个计算。
final static int [] sizeTable = { 9, 99, 999, 9999, 99999, 999999, 9999999,99999999, 999999999, Integer.MAX_VALUE };// Requires positive xstatic int stringSize(int x) {for (int i=0; ; i++)if (x <= sizeTable[i])return i+1;}
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实现的形式很巧妙。注意负数包含符号位,所以对于负数的位数是 stringSize(-i) + 1。
再看 getChars 方法:
1 static void getChars(int i, int index, char[] buf) { 2 int q, r; 3 int charPos = index; 4 char sign = 0; 5 6 if (i < 0) { 7 sign = '-'; 8 i = -i; 9 } 10 11 // Generate two digits per iteration 12 while (i >= 65536) { 13 q = i / 100; 14 // really: r = i - (q * 100); 15 r = i - ((q << 6) + (q << 5) + (q << 2)); 16 i = q; 17 buf [--charPos] = DigitOnes[r]; 18 buf [--charPos] = DigitTens[r]; 19 } 20 21 // Fall thru to fast mode for smaller numbers 22 // assert(i <= 65536, i); 23 for (;;) { 24 q = (i * 52429) >>> (16+3); 25 r = i - ((q << 3) + (q << 1)); // r = i-(q*10) ... 26 buf [--charPos] = digits [r]; 27 i = q; 28 if (i == 0) break; 29 } 30 if (sign != 0) { 31 buf [--charPos] = sign; 32 } 33 }
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i:被初始化的数字,
index:这个数字的长度(包含了负数的符号“-”),
buf:字符串的容器-一个char型数组。
第一个if判断,如果i<0,sign记下它的符号“-”,同时将i转成整数。下面所有的操作也就只针对整数了,最后在判断sign如果不等于零将 sign 你的值放在char数组的首位buf [--charPos] = sign;。
5、自动拆箱和装箱
自动拆箱和自动装箱是 JDK1.5 以后才有的功能,也就是java当中众多的语法糖之一,它的执行是在编译期,会根据代码的语法,在生成class文件的时候,决定是否进行拆箱和装箱动作。
①、自动装箱
我们知道一般创建一个类的对象需要通过 new 关键字,比如:
Object obj = new Object();
但是实际上,对于 Integer 类,我们却可以直接这样使用:
Integer a = 128;
为什么可以这样,通过反编译工具,我们可以看到,生成的class文件是:
Integer a = Integer.valueOf(128);
我们可以看看 valueOf() 方法
public static Integer valueOf(int i) {assert IntegerCache.high >= 127;if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];return new Integer(i); }
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其实最后返回的也是通过new Integer() 产生的对象,但是这里要注意前面的一段代码,当i的值 -128 <= i <= 127 返回的是缓存类中的对象,并没有重新创建一个新的对象,这在通过 equals 进行比较的时候我们要注意。
这就是基本数据类型的自动装箱,128是基本数据类型,然后被解析成Integer类。
②、自动拆箱
我们将 Integer 类表示的数据赋值给基本数据类型int,就执行了自动拆箱。
1 Integer a = new Integer(128); 2 int m = a;
反编译生成的class文件:
1 Integer a = new Integer(128); 2 int m = a.intValue();
简单来讲:自动装箱就是Integer.valueOf(int i);自动拆箱就是 i.intValue();关于拆箱和装箱的详细介绍可以看我这篇博客。
6、equals(Object obj)方法
public boolean equals(Object obj) {if (obj instanceof Integer) {return value == ((Integer)obj).intValue();}return false; }
这个方法很简单,先通过 instanceof 关键字判断两个比较对象的关系,然后将对象强转为 Integer,在通过自动拆箱,转换成两个基本数据类 int,然后通过 == 比较。
7、hashCode() 方法
1 public int hashCode() { 2 return value; 3 }
Integer 类的hashCode 方法也比较简单,直接返回其 int 类型的数据。
8、parseInt(String s) 和 parseInt(String s, int radix) 方法
前面通过 toString(int i) 可以将整型数据转换成字符串类型输出,这里通过 parseInt(String s) 能将字符串转换成整型输出。
这两个方法我们在介绍 构造函数 Integer(String s) 时已经详细讲解了。
9、compareTo(Integer anotherInteger) 和 compare(int x, int y) 方法
1 public int compareTo(Integer anotherInteger) { 2 return compare(this.value, anotherInteger.value); 3 }
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compareTo 方法内部直接调用 compare 方法:
1 public static int compare(int x, int y) { 2 return (x < y) ? -1 : ((x == y) ? 0 : 1); 3 }
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如果 x < y 返回 -1
如果 x == y 返回 0
如果 x > y 返回 1
1 System.out.println(Integer.compare(1, 2));//-1 2 System.out.println(Integer.compare(1, 1));//0 3 System.out.println(Integer.compare(1, 0));//1
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那么基本上 Integer 类的主要方法就介绍这么多了,后面如果有比较重要的,会再进行更新。
参考文档:https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/lang/Integer.html
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