Java 包装类

什么是包装类

在 Java 中，包装类（Wrapper Class） 是为 8 种基本数据类型 提供的对应的 引用类型（对象类型）。Java 的设计哲学强调“一切皆对象”，但基本数据类型（如 int、char 等）本身不是对象，无法直接用于需要对象的场景（例如集合、泛型、反射等）。因此，Java 为每种基本类型都设计了一个对应的包装类。

基本数据类型与包装类对照

基本数据类型	包装类（引用类型）
`byte`	`Byte`
`short`	`Short`
`int`	`Integer`
`long`	`Long`
`char`	`Character`
`float`	`Float`
`double`	`Double`
`boolean`	`Boolean`

注意：int 对应的是 Integer，而不是 Int；char 对应的是 Character，这是两个容易记错的特例。

为什么需要包装类

面向对象支持：使基本类型也能以对象形式参与程序设计。

集合框架要求：Java 集合（如 ArrayList、HashMap）只能存储对象，不能直接存储基本类型。

// 错误 ❌：不能将 int 直接放入 ArrayList
ArrayList<int> list = new ArrayList<>(); // 编译错误！

// 正确 ✅：必须使用包装类
ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();

泛型限制：泛型参数必须是引用类型，不支持基本类型。
提供实用方法：包装类提供了丰富的静态方法，用于类型转换、进制解析等操作。

自动装箱与拆箱

从 Java 5 开始，编译器支持自动在基本类型和其包装类之间转换，这一特性称为 自动装箱 和 自动拆箱。

自动装箱

将基本类型自动转换为对应的包装类对象。

Integer num = 100;  // 等价于 Integer num = Integer.valueOf(10);

自动拆箱

将包装类对象自动转换回基本类型。

int n = num;  // 等价于 int n = num.intValue();

注意事项

空指针风险：如果包装类变量为 null，拆箱时会抛出 NullPointerException。
```
Integer x = null;
int y = x; // 运行时抛出 NullPointerException！
```
性能开销：频繁装箱 / 拆箱会创建大量临时对象，影响性能（尤其在循环中）。

缓存机制：Integer、Byte、Short、Long、Character 在 -128 到 127 范围内会缓存对象，超出范围则新建对象。

Integer a = 127, b = 127;
System.out.println(a == b); // true（同一缓存对象）

Integer c = 128, d = 128;
System.out.println(c == d); // false（不同对象，应使用 .equals() 比较）

字符串与数值互转

包装类提供了静态方法，用于将 字符串 转换为对应的 基本类型或包装类型。

常用转换方法：

// 字符串 → 基本类型
int i = Integer.parseInt("123");
double d = Double.parseDouble("3.14");
boolean b = Boolean.parseBoolean("true"); // 注意：非 "true"（忽略大小写）都返回 false

// 字符串 → 包装类型（也会触发装箱）
Integer num = Integer.valueOf("123");
Double dbl = Double.valueOf("3.14");

反向转换

数值 → 字符串

String s1 = String.valueOf(123);
String s2 = Integer.toString(123);
String s3 = "" + 123; // 不推荐，可读性差

异常处理

如果字符串格式不合法，会抛出 NumberFormatException：

Integer.parseInt("abc"); // 抛出 NumberFormatException

建议在不确定输入合法性时使用 try-catch 或先校验。