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Javaのボックス化とアンボックス化の詳細な説明とサンプルコード

高洛峰

Jan 24, 2017 pm 02:13 PM

Java のボックス化とアンボックス化の詳細な説明

前書き:

ボックス化とアンボックス化の概念を理解するには、Java データ型を理解する必要があります

ボックス化: 基本型を対応する参照型でラップして、オブジェクトの性質を持たせる。 Int は Integer にパッケージ化され、float は Float にパッケージ化されます

Unboxing: ボックス化とは逆に、参照型オブジェクトは値型 data に単純化されます

Integer a = 100;         这是自动装箱 (编译器调用的是static Integer valueOf(int i))
int   b = new Integer(100); 这是自动拆箱

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次のコード部分を見てください

public class DataType {
  
  public static void main(String args[]) {
    DataType dt = new DataType();
    dt.m11();
    dt.m12();
      
  }
  
  public void m11() {
    Integer a = new Integer(100);
    Integer b = 100;
    System.out.println("m11 result " + (a == b));
  }
  
  public void m12() {
    Integer a = new Integer(128);
    Integer b = 128;
    System.out.println("m12 result " + (a == b));
  }
  
    
}

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印刷結果は？

m11 result false
m12 result false

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"== はアドレスを比較し、2 つのオブジェクト a と b のアドレスは異なります。つまり、これらは 2 つのオブジェクトであるため、どちらも false です

javap を通じてバイトコードを解析します。内容は次のとおりです

public void m11();
 Code:
  0:  new   #44; //class java/lang/Integer
  3:  dup
  4:  bipush 100
  6:  invokespecial  #46; //Method java/lang/Integer."<init>":(I)V
  9:  astore_1
  10: bipush 100
  12: invokestatic  #49; //Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/In
teger;
  15: astore_2
  16: getstatic    #53; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
  19: new   #59; //class java/lang/StringBuilder
  22: dup
  23: ldc   #61; //String m11 result
  25: invokespecial  #63; //Method java/lang/StringBuilder."<init>":(Ljava/la
ng/String;)V
  28: aload_1
  29: aload_2
  30: if_acmpne    37
  33: iconst_1
  34: goto  38
  37: iconst_0
  38: invokevirtual  #66; //Method java/lang/StringBuilder.append:(Z)Ljava/la
ng/StringBuilder;
  41: invokevirtual  #70; //Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/l
ang/String;
  44: invokevirtual  #74; //Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/St
ring;)V
  47: return
  
public void m12();
 Code:
  0:  new   #44; //class java/lang/Integer
  3:  dup
  4:  sipush 128
  7:  invokespecial  #46; //Method java/lang/Integer."<init>":(I)V
  10: astore_1
  11: sipush 128
  14: invokestatic  #49; //Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/In
teger;
  17: astore_2
  18: getstatic    #53; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
  21: new   #59; //class java/lang/StringBuilder
  24: dup
  25: ldc   #82; //String m12 result
  27: invokespecial  #63; //Method java/lang/StringBuilder."<init>":(Ljava/la
ng/String;)V
  30: aload_1
  31: aload_2
  32: if_acmpne    39
  35: iconst_1
  36: goto  40
  39: iconst_0
  40: invokevirtual  #66; //Method java/lang/StringBuilder.append:(Z)Ljava/la
ng/StringBuilder;
  43: invokevirtual  #70; //Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/l
ang/String;
  46: invokevirtual  #74; //Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/St
ring;)V
  49: return
</init></init></init></init>

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public class DataType {
  
  public static void main(String args[]) {
    DataType dt = new DataType();
    dt.m21();
    dt.m22();
  }
  
  public void m21() {
    Integer a = new Integer(100);
    Integer b = new Integer(100);
    System.out.println("m21 result " + (a == b));
  }
  
  public void m22() {
    Integer a = new Integer(128);
    Integer b = new Integer(128);
    System.out.println("m22 result " + (a == b));
  }
  
    
}

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出力された結果は

m21 result false
m22 result false

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a と b は依然として 2 つのオブジェクトです

javap内容

すごい

public void m21();
 Code:
  0:  new   #44; //class java/lang/Integer
  3:  dup
  4:  bipush 100
  6:  invokespecial  #46; //Method java/lang/Integer."<init>":(I)V
  9:  astore_1
  10: new   #44; //class java/lang/Integer
  13: dup
  14: bipush 100
  16: invokespecial  #46; //Method java/lang/Integer."<init>":(I)V
  19: astore_2
  20: getstatic    #53; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
  23: new   #59; //class java/lang/StringBuilder
  26: dup
  27: ldc   #84; //String m21 result
  29: invokespecial  #63; //Method java/lang/StringBuilder."<init>":(Ljava/la
ng/String;)V
  32: aload_1
  33: aload_2
  34: if_acmpne    41
  37: iconst_1
  38: goto  42
  41: iconst_0
  42: invokevirtual  #66; //Method java/lang/StringBuilder.append:(Z)Ljava/la
ng/StringBuilder;
  45: invokevirtual  #70; //Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/l
ang/String;
  48: invokevirtual  #74; //Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/St
ring;)V
  51: return
 
public void m22();
 Code:
  0:  new   #44; //class java/lang/Integer
  3:  dup
  4:  sipush 128
  7:  invokespecial  #46; //Method java/lang/Integer."<init>":(I)V
  10: astore_1
  11: new   #44; //class java/lang/Integer
  14: dup
  15: sipush 128
  18: invokespecial  #46; //Method java/lang/Integer."<init>":(I)V
  21: astore_2
  22: getstatic    #53; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
  25: new   #59; //class java/lang/StringBuilder
  28: dup
  29: ldc   #86; //String m22 result
  31: invokespecial  #63; //Method java/lang/StringBuilder."<init>":(Ljava/la
ng/String;)V
  34: aload_1
  35: aload_2
  36: if_acmpne    43
  39: iconst_1
  40: goto  44
  43: iconst_0
  44: invokevirtual  #66; //Method java/lang/StringBuilder.append:(Z)Ljava/la
ng/StringBuilder;
  47: invokevirtual  #70; //Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/l
ang/String;
  50: invokevirtual  #74; //Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/St
ring;)V
  53: return

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結果の印刷

public class DataType {
  
  public static void main(String args[]) {
    DataType dt = new DataType();
    dt.m31();
    dt.m32();
  }
  
  public void m31() {
    Integer a = 100;
    Integer b = 100;
    System.out.println("m31 result " + (a == b));
  }
  
  public void m32() {
    Integer a = 128;
    Integer b = 128;
    System.out.println("m32 result " + (a == b));
  }
  
  
}

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最初のものが真で、二番目のものが偽なのはなぜですか? javap によって解析されたデータを観察します

javap 解析されたコンテンツ

m31 result true
m32 result false

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public void m31();
 Code:
  0:  bipush 100
  2:  invokestatic  #49; //Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/In
teger;
  5:  astore_1
  6:  bipush 100
  8:  invokestatic  #49; //Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/In
teger;
  11: astore_2
  12: getstatic    #53; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
  15: new   #59; //class java/lang/StringBuilder
  18: dup
  19: ldc   #88; //String m31 result
  21: invokespecial  #63; //Method java/lang/StringBuilder."<init>":(Ljava/la
ng/String;)V
  24: aload_1
  25: aload_2
  26: if_acmpne    33
  29: iconst_1
  30: goto  34
  33: iconst_0
  34: invokevirtual  #66; //Method java/lang/StringBuilder.append:(Z)Ljava/la
ng/StringBuilder;
  37: invokevirtual  #70; //Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/l
ang/String;
  40: invokevirtual  #74; //Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/St
ring;)V
  43: return
 
public void m32();
 Code:
  0:  sipush 128
  3:  invokestatic  #49; //Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/In
teger;
  6:  astore_1
  7:  sipush 128
  10: invokestatic  #49; //Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/In
teger;
  13: astore_2
  14: getstatic    #53; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
  17: new   #59; //class java/lang/StringBuilder
  20: dup
  21: ldc   #90; //String m32 result
  23: invokespecial  #63; //Method java/lang/StringBuilder."<init>":(Ljava/la
ng/String;)V
  26: aload_1
  27: aload_2
  28: if_acmpne    35
  31: iconst_1
  32: goto  36
  35: iconst_0
  36: invokevirtual  #66; //Method java/lang/StringBuilder.append:(Z)Ljava/la
ng/StringBuilder;
  39: invokevirtual  #70; //Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/l
ang/String;
  42: invokevirtual  #74; //Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/St
ring;)V
  45: return

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結果を印刷する

public class DataType {
  
  public static void main(String args[]) {
    DataType dt = new DataType();
    dt.m41();
    dt.m42();
  }
  
  
  public void m41() {
    Integer a = Integer.valueOf(100);
    Integer b = 100;
    System.out.println("m41 result " + (a == b));
  }
    
  public void m42() {
    Integer a = Integer.valueOf(128);
    Integer b = 128;
    System.out.println("m42 result " + (a == b));
  }
}

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javap parsed content

m41 result true
m42 result false

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分析

javap Java コンパイラによって生成されたバイトコードを逆コンパイルして表示できるツールが付属しています (上記のコードは javap -c DataType のみを使用しています)。コードを分析するための優れたツールです。詳しい使用方法については、Google で調べてください。

まず、m4 を見てください。実行結果に「true」が表示されるのはなぜですか? true は、a と b が同じオブジェクトであることを意味します。

しかし、オブジェクト a は Integer.valueOf() を呼び出して生成され、オブジェクト b は自動ボックス化によって生成されるのはなぜでしょうか。バイトコードをもう一度見てみましょう。結局のところ、Java プログラムはバイトコードを実行する仮想マシンに依存して実装されています。

m41 このメソッドは valueOf() を 1 回だけ適用しますが、バイトコード内に 2 回現れます。これは、valueOf() がオートボクシング中にも呼び出されることを示しています。

以下は valueOf() の具体的な実装です

public void m41();
 Code:
  0:  bipush 100
  2:  invokestatic  #49; //Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/In
teger;
  5:  astore_1
  6:  bipush 100
  8:  invokestatic  #49; //Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/In
teger;
  11: astore_2
  12: getstatic    #53; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
  15: new   #59; //class java/lang/StringBuilder
  18: dup
  19: ldc   #92; //String m41 result
  21: invokespecial  #63; //Method java/lang/StringBuilder."<init>":(Ljava/la
ng/String;)V
  24: aload_1
  25: aload_2
  26: if_acmpne    33
  29: iconst_1
  30: goto  34
  33: iconst_0
  34: invokevirtual  #66; //Method java/lang/StringBuilder.append:(Z)Ljava/la
ng/StringBuilder;
  37: invokevirtual  #70; //Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/l
ang/String;
  40: invokevirtual  #74; //Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/St
ring;)V
  43: return
 
public void m42();
 Code:
  0:  sipush 128
  3:  invokestatic  #49; //Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/In
teger;
  6:  astore_1
  7:  sipush 128
  10: invokestatic  #49; //Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/In
teger;
  13: astore_2
  14: getstatic    #53; //Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
  17: new   #59; //class java/lang/StringBuilder
  20: dup
  21: ldc   #94; //String m42 result
  23: invokespecial  #63; //Method java/lang/StringBuilder."<init>":(Ljava/la
ng/String;)V
  26: aload_1
  27: aload_2
  28: if_acmpne    35
  31: iconst_1
  32: goto  36
  35: iconst_0
  36: invokevirtual  #66; //Method java/lang/StringBuilder.append:(Z)Ljava/la
ng/StringBuilder;
  39: invokevirtual  #70; //Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/l
ang/String;
  42: invokevirtual  #74; //Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/St
ring;)V
  45: return
 
}

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[-128, 127] の間の数値、valueOf はキャッシュ内のオブジェクトを返すため、2 つの呼び出しは同じオブジェクトを返します。

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