# JavaSE 基础 — Day13 笔记

> **日期**：2026-07-29  
> **项目**：`c260729`  
> **作者**：WanJL

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## 一、包装类（Wrapper Classes）

### 1.1 为什么需要包装类？

Java 中分为**基本数据类型**和**引用数据类型**。Java 的核心思想是「万事万物皆为对象」，对象就一定有属性和方法。但 Java 中的 8 种基本数据类型（`byte`、`short`、`int`、`long`、`float`、`double`、`char`、`boolean`）是从 C/C++ 延续过来的，并不符合 Java 的面向对象特性——它们没有属性、也没有方法。

为了解决这个问题，Java 为每个基本数据类型都设置了对应的引用数据类型，即**包装器类（Wrapper Classes）**。

> 📄 来源：`Demo01.java`

### 1.2 基本类型与包装类的对应关系

| 基本数据类型 | 包装器类（引用数据类型） |
|-------------|------------------------|
| `byte` | `Byte` |
| `short` | `Short` |
| `int` | `Integer` |
| `long` | `Long` |
| `float` | `Float` |
| `double` | `Double` |
| `char` | `Character` |
| `boolean` | `Boolean` |

包装器类具有属性和方法，属于引用数据类型。

> 📄 来源：`Demo01.java`

### 1.3 装箱（Boxing）与拆箱（Unboxing）

**装箱（Boxing）**：从基本数据类型 → 引用数据类型（包装类）  
**拆箱（Unboxing）**：从引用数据类型（包装类） → 基本数据类型

```java
// 手动装箱（JDK9 前的方式，之后已标记为过时）
Integer integer = new Integer(a); // 装箱

// 自动装箱（JDK5+，推荐方式）
Integer i = a;       // int → Integer，自动装箱
Integer i1 = 15;     // 直接赋值，自动装箱

// 手动拆箱
int a1 = integer.intValue(); // 调用 intValue() 方法拆箱

// 自动拆箱（JDK5+，推荐方式）
int a2 = i;          // Integer → int，自动拆箱
```

> 📄 来源：`Demo01.java`

### 1.4 自动装箱与拆箱的底层原理

- **自动装箱**：编译器自动调用 `Integer.valueOf(int)` 方法
- **自动拆箱**：编译器自动调用 `Integer.intValue()` 方法
- 自动装箱/拆箱机制从 **JDK 5** 开始引入

### 1.5 使用包装类的优势

1. **拥有属性和方法**：可以调用字符串解析、进制转换等方法
2. **泛型支持**：集合框架（如 `ArrayList<Integer>`）必须使用包装类，不能使用基本类型
3. **允许 `null` 值**：包装类属于引用类型，可以为 `null`，这在数据库映射等场景中很有用
4. **工具方法**：提供了丰富的静态工具方法（如 `Integer.parseInt()`、`Integer.valueOf()` 等）

### 1.6 包装类在 Bean 类中的应用

在实际开发中，Bean 类（如 `Person`）的属性通常会使用包装类而非基本类型，原因包括：
- 对象的属性可能为 `null`（数据库字段可为空）
- 便于与泛型集合配合使用
- 统一使用引用数据类型，符合 OOP 风格

```java
public class Person {
    private String name;
    private Integer age;  // 使用 Integer 而非 int，允许 age 为 null
    
    // getter / setter 方法
}
```

> 📄 来源：`Person.java`

### 1.7 包装类的常用方法

以 `Integer` 为例，包装类提供了一些非常实用的静态方法：

| 方法 | 说明 |
|------|------|
| `Integer.parseInt(String s)` | 将字符串解析为 `int` |
| `Integer.valueOf(int i)` | 将 `int` 转换为 `Integer`（自动装箱底层调用） |
| `Integer.valueOf(String s)` | 将字符串转换为 `Integer` |
| `int Integer.intValue()` | 将 `Integer` 转换为 `int`（自动拆箱底层调用） |
| `Integer.MAX_VALUE` | `int` 的最大值（常量: 2147483647） |
| `Integer.MIN_VALUE` | `int` 的最小值（常量: -2147483648） |

其他包装类（`Double`、`Boolean`、`Character` 等）也有类似的方法。

### 1.8 包装类的缓存机制

部分包装类（`Integer`、`Byte`、`Short`、`Long`、`Character`）在自动装箱时存在**缓存机制**：

- **Integer 缓存池**：默认缓存 `-128` ~ `127` 范围的整数
- 在此范围内，自动装箱复用同一个对象（`==` 比较为 `true`）
- 超出此范围，每次自动装箱都会新建对象

```java
Integer a = 100;  // 从缓存池获取
Integer b = 100;  // 从缓存池获取
System.out.println(a == b);  // true

Integer c = 200;  // 超出缓存范围，新建对象
Integer d = 200;  // 超出缓存范围，新建对象
System.out.println(c == d);  // false

// 推荐使用 equals() 比较包装类对象的值
System.out.println(c.equals(d));  // true
```

> **注意**：包装类对象的值比较应始终使用 `equals()` 方法，不要使用 `==`。

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## 二、随堂练习要点

本日课程重点在于理解包装类的设计思想和使用方式：

1. **概念理解**：为什么 Java 需要包装类？基本类型和包装类各有什么优劣？
2. **装箱/拆箱操作**：手动 vs 自动，理解编译器的底层转换逻辑
3. **实际应用**：在 Bean 类中优先使用包装类（如 `Integer` 替代 `int`），便于表达 `null` 语义
4. **常见陷阱**：
   - `==` 比较包装类时的缓存问题
   - 包装类对象参与算术运算时的自动拆箱
   - `null` 包装类拆箱会抛出 `NullPointerException`

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## 三、拓展阅读

- [Oracle Java 官方文档 — Autoboxing and Unboxing](https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/data/autoboxing.html)
- [Java 包装类缓存机制详解](https://www.baeldung.com/java-integer-cache)
- 《Java 核心技术 卷I》第 3 章 — 包装器类与自动装箱