[Java]基本数据类型与引用类型赋值的底层分析的小结

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出自【进步*于辰的博客】

目录

• 1、关于赋值
  • 1.1 基本数据类型赋值
  • 1.2 String类型赋值
• 2、关于String赋值
  • 2.1 情形一
  • 2.2 情形二
• 3、关于String与char[]的比较
• 4、不同类型引用分析
  • 4.1 int
  • 4.2 Integer
  • 4.3 int[]
  • 4.4 Integer[]
• 5、最后

1、关于赋值

参考笔记一，P74.1。

一个小结：

所有引用都存于栈，而对象存于堆。引用所指向的可能存于栈，也可能存于方法区常量池。

1.1 基本数据类型赋值

在final int a中a是常量，在int a中a是变量。

示例：int a = 10;

a是变量，10是常量（a与10都存于栈）。令a = 20，是将a的值直接由10改为20。

1.2 String类型赋值

在String s = "abc"中，s是引用（也是变量，存于栈），"abc"是字符串常量，存于方法区的字符串常量池。令s = "123"，是将s由指向"abc"转为指向"123"，若"abc"没有其他引用指向就会被回收。

2、关于String赋值

参考笔记一，P74.2。

2.1 情形一

以下两种形式的定义的结果都相同，而底层分析略有不同。

形式一：

示例：

String s1 = "csdn", s2 = "csdn";
s2 = "2023";
sout s1;// 打印：csdn
sout s2;// 打印：2023

若方法区的字符串常量池中存在字符串常量“csdn”，则不会重新创建，直接将s1和s2指向“csdn”。

令s2 = "2023"，同样先判断是否存在"2023"。若不存在，则创建，然后将s2由指向"csdn"转为指向"2023"。

因此，最终s1指向"csdn"，s2指向"2023"。

形式二：

示例：

String s1 = "csdn", s2 = s1;
s2 = "2023";
sout s1;// 打印：csdn
sout s2;// 打印：2023

若存在“csdn”，则不会重新创建，直接将s1指向“csdn”，然后将s2指向s1的指向。

后续步骤同上，故结果相同。

这就是为何明明s2 = s1，而s2 = "2023"，结果s2改变、s1不变的原因。

2.2 情形二

示例：

String s1 = "csdn", s2 = s1 + "2023", s3 = "csdn2023";
s2.equals(s3);// 结果：true

令s2 = s1 + "2023"，会先获取s1的指向，是"csdn"。

然后为"csdn"复制一个副本，再转为 StringBuffer，后执行append("2023")，最后调用toString()，返回“csdn2023”。

此时再判断字符串常量池中是否存在字符串常量"csdn2023"，若不存在，则创建，然后将s2指向csdn2023”。

因此，s2与s3的结果相同。

3、关于String与char[]的比较

如果大家想要了解String类的底层，看这里 → String类。

参考笔记一，P74.3。

示例：

String s1 = "csdn";
char[] arr = {'c', 's', 'd', 'n'};
s1.equals(arr);// 结果：false-------A
s1.toString().equals(arr.toString());// 结果：false-------B
// 注：第一个toString()多余，第二个toString()是在底层调用
// 我这么写是为了方便大家理解

String类重写了equals()，在底层会先调用toString()，返回值后再判断；而char[]不是具体类型，不存在重写。当然，仍会调用toString()，即示例中的A与B等效，但调用的是Object类的toString()（返回地址），故不等。

4、不同类型引用分析

参考笔记一，P36.5；笔记二，P38.1。

4.1 int

示例：

int a = 100, b = a;

a、b、100都存于栈，令a = 20，是直接将a的值改为20，b的值仍为100。

4.2 Integer

关于八位有符号二进制的表示范围，可查阅博文《关于二进制的原码、补码和反码，以及表示范围、常见位运算符和进制转换的理解与简述》的第1.2项。

Integer 类的“自动装箱”和“自动拆箱”机制是什么？

1. 包装类都具有自动装箱和自动拆箱的功能（以代码的角度上说，就是会在底层调用某个方法）。
2. 为包装类Integer赋值时，自动装箱是底层调用了valueOf()。这里存在一个溢出问题。因为整型常量存储于方法区的整型常量池，而整型常量池使用8位有符号二进制表示整型。8位有符号二进制的表示范围是-128 ~ 127。若整型超出此此范围，就是“溢出”。
3. “溢出”规定：若整型在范围内，valueOf()底层创建整型常量，存储于整型常量池；否则创建 Integer 对象，存储于堆。

示例：

关于valueOf()，可参考Integer类的第4.33项。

Integer i1 = 1;
Integer i2 = new Integer(1);
Integer i3 = Integer.valueOf(1);
i1 == i2;// false
i1 == i3;// true
i2 == i3;// false

Integer i4 = 128;
Integer i5 = new Integer(128);
Integer i6 = Integer.valueOf(128);
i4 == i5;// false
i4 == i6;// false
i5 == i6;// false

底层分析：

• i1指向整型常量1；i2指向new Integer(1)；由于1在表示范围内，故valueOf(1)返回整型常量1，则i3也指向整型常量1。
• 由于整型常量池仅能存储-128 ~ 127的整型常量，故i4指向new Integer(128)；i5指向new Integer(128)；由于128超出表示范围，故valueOf(128)返回new Integer(128)。

扩展一点：

i1.equals(i2);// true
i1.equals(i3);// true
i2.equals(i3);// true

i4.equals(i5);// true
i4.equals(i6);// true
i5.equals(i6);// true

为何结果都为true？

关于equals()，可参考Integer类的第4.6项。

4.3 int[]

示例：

int[] arr1 = {1, 2, 3}, arr2 = arr1;

arr1、arr2以及数组内所有的值都存于栈，{1, 2, 3}存储于堆。

令arr1[0] = 10，是直接将1改为10，则arr1是{10, 2, 3}；arr2与arr1指向相同，故arr2也是{10, 2, 3}。

4.4 Integer[]

示例：

Integer[] arr1 = {1, 2, 3}, arr2 = arr1;

与int[]不同的是，Integer[]内的所有元素都不是直接的值，而是引用，并且是 Integer 引用，指向整型常量池或堆。

不过，无论指向哪里，由于arr2与arr1始终指向相同，因此，令arr1[0] = 10，则arr1是{10, 2, 3}，arr2同样是{10, 2, 3}。

5、最后

本文中的例子是为了方便大家理解java基本数据类型和引用类型赋值时的底层而简单举例的，不一定有实用性。

PS：

大家在看完这篇文章后肯定想吐槽：“你说了这么多，示例结果还不是与我们平时使用时的结果无差别，有什么意义。”

哈哈......结果当然相同了，因为我阐述的是底层分析。这些呢在平时工作中一般是用不到的，因此，目的是为了让大家对java基本数据类型和引用类型赋值时的底层有进一步的理解。

本文完结。