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：Number、Character、Boolean，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：

Integer(int value)：以 int 型变量作为参数创建 Integer 对象；
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

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

这些常量的使用实例如下：

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);
    }

}

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：

Boolean(boolean value)：创建一个表示 value 参数的 boolean 对象（很少使用）；
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：

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);
    }

}

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：

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);
    }

}

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。