java的Integer类源码详解
类的定义
public final class Integer extends Number implements Comparable<Integer> {
@Native public static final int MIN_VALUE = 0x80000000;
@Native public static final int MAX_VALUE = 0x7fffffff;
@SuppressWarnings("unchecked")
public static final Class<Integer> TYPE = (Class<Integer>) Class.getPrimitiveClass("int");
final static char[] digits = {
'0' , '1' , '2' , '3' , '4' , '5' ,
'6' , '7' , '8' , '9' , 'a' , 'b' ,
'c' , 'd' , 'e' , 'f' , 'g' , 'h' ,
'i' , 'j' , 'k' , 'l' , 'm' , 'n' ,
'o' , 'p' , 'q' , 'r' , 's' , 't' ,
'u' , 'v' , 'w' , 'x' , 'y' , 'z'
};
public String toString() {
return toString(value);
}
public static String toString(int i) {
if (i == Integer.MIN_VALUE)
return "-2147483648";
int size = (i < 0) ? stringSize(-i) + 1 : stringSize(i);
char[] buf = new char[size];
getChars(i, size, buf);
return new String(buf, true);
}
public static String toString(int i, int radix) {
if (radix < Character.MIN_RADIX || radix > Character.MAX_RADIX)
radix = 10;
/* Use the faster version */
if (radix == 10) {
return toString(i);
}
char buf[] = new char[33];
boolean negative = (i < 0);
int charPos = 32;
if (!negative) {
i = -i;
}
while (i <= -radix) {
buf[charPos--] = digits[-(i % radix)];
i = i / radix;
}
buf[charPos] = digits[-i];
if (negative) {
buf[--charPos] = '-';
}
return new String(buf, charPos, (33 - charPos));
}
static void getChars(int i, int index, char[] buf) {
int q, r;
int charPos = index;
char sign = 0;
if (i < 0) {
sign = '-';
i = -i;
}
// Generate two digits per iteration
while (i >= 65536) {
q = i / 100;
// really: r = i - (q * 100);
r = i - ((q << 6) + (q << 5) + (q << 2));
i = q;
buf [--charPos] = DigitOnes[r];
buf [--charPos] = DigitTens[r];
}
// Fall thru to fast mode for smaller numbers
// assert(i <= 65536, i);
for (;;) {
q = (i * 52429) >>> (16+3);
r = i - ((q << 3) + (q << 1)); // r = i-(q*10) ...
buf [--charPos] = digits [r];
i = q;
if (i == 0) break;
}
if (sign != 0) {
buf [--charPos] = sign;
}
}
final static int [] sizeTable = { 9, 99, 999, 9999, 99999, 999999, 9999999,
99999999, 999999999, Integer.MAX_VALUE };
// Requires positive x
static int stringSize(int x) {
for (int i=0; ; i++)
if (x <= sizeTable[i])
return i+1;
}
public static String toUnsignedString(int i, int radix) {
return Long.toUnsignedString(toUnsignedLong(i), radix);
}
public static String toHexString(int i) {
return toUnsignedString0(i, 4);
}
public static String toOctalString(int i) {
return toUnsignedString0(i, 3);
}
public static String toBinaryString(int i) {
return toUnsignedString0(i, 1);
}
private static String toUnsignedString0(int val, int shift) {
// assert shift > 0 && shift <=5 : "Illegal shift value";
int mag = Integer.SIZE - Integer.numberOfLeadingZeros(val);
int chars = Math.max(((mag + (shift - 1)) / shift), 1);
char[] buf = new char[chars];
formatUnsignedInt(val, shift, buf, 0, chars);
// Use special constructor which takes over "buf".
return new String(buf, true);
}
static int formatUnsignedInt(int val, int shift, char[] buf, int offset, int len) {
int charPos = len;
int radix = 1 << shift;
int mask = radix - 1;
do {
buf[offset + --charPos] = Integer.digits[val & mask];
val >>>= shift;
} while (val != 0 && charPos > 0);
return charPos;
}
}nteger 是用 final 声明的常量类，不能被任何类所继承。并且 Integer 类继承了 Number 类和实现了 Comparable 接口。 Number 类是一个抽象类，8中基本数据类型的包装类除了Character 和 Boolean 没有继承该类外，剩下的都继承了 Number 类，该类的方法用于各种数据类型的转换，Comparable 接口就一个 compareTo 方法，用于元素之间的大小比较。
int 类型在 Java 中是占据 4 个字节，所以其可以表示大小的范围是 -2 31——2 31 -1即 -2147483648——2147483647，我们在用 int 表示数值时一定不要超出这个范围了。
toString三个方法重载，能返回一个整型数据所表示的字符串形式，其中最后一个方法 toString(int,int) 第二个参数是表示的进制数。
toString(int) 方法内部调用了 stringSize() 和 getChars() 方法，stringSize() 它是用来计算参数 i 的位数也就是转成字符串之后的字符串的长度，内部结合一个已经初始化好的int类型的数组sizeTable来完成这个计算。
实现的形式很巧妙。注意负数包含符号位，所以对于负数的位数是 stringSize(-i) + 1。
getChars(int i，int index，char[] buf)
i:被初始化的数字，
index:这个数字的长度(包含了负数的符号“-”)
buf:字符串的容器-一个char型数组。
第一个if判断，如果i<0,sign记下它的符号“-”，同时将i转成整数。下面所有的操作也就只针对整数了，最后在判断sign如果不等于零将 sign 你的值放在char数组的首位buf [--charPos] = sign;。
private final int value;
public Integer(int value) {
this.value = value;
}
public Integer(String s) throws NumberFormatException {
this.value = parseInt(s, 10);
}
public static Integer valueOf(int i) {
if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
return new Integer(i);
}
private static class IntegerCache {
static final int low = -128;
static final int high;
static final Integer cache[];
static {
// high value may be configured by property
int h = 127;
String integerCacheHighPropValue =
sun.misc.VM.getSavedProperty("java.lang.Integer.IntegerCache.high");
if (integerCacheHighPropValue != null) {
try {
int i = parseInt(integerCacheHighPropValue);
i = Math.max(i, 127);
// Maximum array size is Integer.MAX_VALUE
h = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - (-low) -1);
} catch( NumberFormatException nfe) {
// If the property cannot be parsed into an int, ignore it.
}
}
high = h;
cache = new Integer[(high - low) + 1];
int j = low;
for(int k = 0; k < cache.length; k++)
cache[k] = new Integer(j++);
// range [-128, 127] must be interned (JLS7 5.1.7)
assert IntegerCache.high >= 127;
}
private IntegerCache() {}
}
public byte byteValue() {
return (byte)value;
}
public short shortValue() {
return (short)value;
}
public int intValue() {
return value;
}
public long longValue() {
return (long)value;
}
public float floatValue() {
return (float)value;
}
public double doubleValue() {
return (double)value;
}
public static int parseInt(String s) throws NumberFormatException {
return parseInt(s,10);
}
public static int parseInt(String s, int radix) throws NumberFormatException{
//如果转换的字符串如果为null，直接抛出空指针异常
if (s == null) {
throw new NumberFormatException("null");
}
//如果转换的radix(默认是10)<2 则抛出数字格式异常，因为进制最小是 2 进制
if (radix < Character.MIN_RADIX) {
throw new NumberFormatException("radix " + radix +
" less than Character.MIN_RADIX");
}
//如果转换的radix(默认是10)>36 则抛出数字格式异常，因为0到9一共10位，a到z一共26位，所以一共36位
//也就是最高只能有36进制数
if (radix > Character.MAX_RADIX) {
throw new NumberFormatException("radix " + radix +
" greater than Character.MAX_RADIX");
}
int result = 0;
boolean negative = false;
int i = 0, len = s.length();//len是待转换字符串的长度
int limit = -Integer.MAX_VALUE;//limit = -2147483647
int multmin;
int digit;
//如果待转换字符串长度大于 0
if (len > 0) {
char firstChar = s.charAt(0);//获取待转换字符串的第一个字符
//这里主要用来判断第一个字符是"+"或者"-"，因为这两个字符的 ASCII码都小于字符'0'
if (firstChar < '0') {
if (firstChar == '-') {//如果第一个字符是'-'
negative = true;
limit = Integer.MIN_VALUE;
} else if (firstChar != '+')//如果第一个字符是不是 '+'，直接抛出异常
throw NumberFormatException.forInputString(s);
if (len == 1) //待转换字符长度是1，不能是单独的"+"或者"-"，否则抛出异常
throw NumberFormatException.forInputString(s);
i++;
}
multmin = limit / radix;
//通过不断循环，将字符串除掉第一个字符之后，根据进制不断相乘在相加得到一个正整数
//比如 parseInt("2abc",16) = 2*16的3次方+10*16的2次方+11*16+12*1
//parseInt("123",10) = 1*10的2次方+2*10+3*1
while (i < len) {
digit = Character.digit(s.charAt(i++),radix);
if (digit < 0) {
throw NumberFormatException.forInputString(s);
}
if (result < multmin) {
throw NumberFormatException.forInputString(s);
}
result *= radix;
if (result < limit + digit) {
throw NumberFormatException.forInputString(s);
}
result -= digit;
}
} else {//如果待转换字符串长度小于等于0，直接抛出异常
throw NumberFormatException.forInputString(s);
}
//根据第一个字符得到的正负号，在结果前面加上符号
return negative ? result : -result;
}
构造方法 Integer(String) 就是将我们输入的字符串数据转换成整型数据。
首先我们必须要知道能转换成整数的字符串必须分为两个部分：第一位必须是"+"或者"-"，剩下的必须是 0-9 和 a-z 字符
parseInt(String s)前面通过 toString(int i) 可以将整型数据转换成字符串类型输出，这里通过 parseInt(String s) 能将字符串转换成整型输出。
自动拆箱和装箱
自动拆箱和自动装箱是 JDK1.5 以后才有的功能，也就是java当中众多的语法糖之一，它的执行是在编译期，会根据代码的语法，在生成class文件的时候，决定是否进行拆箱和装箱动作。
①、自动装箱
我们知道一般创建一个类的对象需要通过 new 关键字，比如：
Object obj = new Object();
但是实际上，对于 Integer 类，我们却可以直接这样使用：
Integer a = 128;
为什么可以这样，通过反编译工具，我们可以看到，生成的class文件是：
Integer a = Integer.valueOf(128);
其实最后返回的也是通过new Integer() 产生的对象，但是这里要注意前面的一段代码，当i的值 -128 <= i <= 127 返回的是缓存类中的对象，并没有重新创建一个新的对象，这在通过 equals 进行比较的时候我们要注意。
这就是基本数据类型的自动装箱，128是基本数据类型，然后被解析成Integer类。
②、自动拆箱
我们将 Integer 类表示的数据赋值给基本数据类型int，就执行了自动拆箱。
Integer a = new Integer(128);
int m = a;
反编译生成的class文件：
Integer a = new Integer(128);
int m = a.intValue();
简单来讲：自动装箱就是Integer.valueOf(int i);自动拆箱就是 i.intValue();
关于缓存类
public static void main(String[] args) {
Integer i = 10;
Integer j = 10;
System.out.println(i == j);
Integer a = 128;
Integer b = 128;
System.out.println(a == b);
int k = 10;
System.out.println(k == i);
int kk = 128;
System.out.println(kk == a);
Integer m = new Integer(10);
Integer n = new Integer(10);
System.out.println(m == n);
}答案是：
①、Integer 是 int 包装类，int 是八大基本数据类型之一（byte,char,short,int,long,float,double,boolean）
②、Integer 是类，默认值为null，int是基本数据类型，默认值为0；
③、Integer 表示的是对象，用一个引用指向这个对象，而int是基本数据类型，直接存储数值。
首先，直接声明Integer i = 10，会自动装箱变为Integer i = Integer.valueOf(10)；Integer i 会自动拆箱为 i.intValue()。
①、第一个打印结果为 true
对于 i == j ,我们知道这是两个Integer类，他们比较应该是用equals，这里用==比较的是地址，那么结果肯定为false，但是实际上结果为true。
分析源码我们可以知道在 i >= -128 并且 i <= 127 的时候，第一次声明会将 i 的值放入缓存中，第二次直接取缓存里面的数据，而不是重新创建一个Ingeter 对象。那么第一个打印结果因为 i = 10 在缓存表示范围内，所以为 true。
②、第二个打印结果为 false
从上面的分析我们知道，128是不在-128到127之间的，所以第一次创建对象的时候没有缓存，第二次创建了一个新的Integer对象。故打印结果为false
③、第三个打印结果为 true
Integer 的自动拆箱功能，也就是比较两个基本数据类型，结果当然为true
④、第四个打印结果为 true
解释和第三个一样。int和integer(无论new否)比，都为true，因为会把Integer自动拆箱为int再去比较。
⑤、第五个打印结果为 false
因为这个虽然值为10，但是我们都是通过 new 关键字来创建的两个对象，是不存在缓存的概念的。两个用new关键字创建的对象用 == 进行比较，结果当然为 false。
Integer a = 1;
Integer b = 2;
Integer c = 3;
Integer d = 3;
Integer e = 321;
Integer f = 321;
Long g = 3L;
Long h = 2L;
System.out.println(c == d);
System.out.println(e == f);
System.out.println(c == (a + b));
System.out.println(c.equals((a+b)));
System.out.println(g == (a+b));
System.out.println(g.equals(a+b));
System.out.println(g.equals(a+h));
反编译结果：
打印结果为：
true
false
true
true
true
false
true
分析：第一个和第二个结果没什么疑问，Integer类在-128到127的缓存问题；
第三个由于 a+b包含了算术运算，因此会触发自动拆箱过程（会调用intValue方法）,==比较符又将左边的自动拆箱，因此它们比较的是数值是否相等。
第四个对于c.equals(a+b)会先触发自动拆箱过程，再触发自动装箱过程，也就是说a+b，会先各自调用intValue方法，得到了加法运算后的数值之后，便调用Integer.valueOf方法，再进行equals比较。
第五个对于 g == (a+b)，首先计算 a+b,也是先调用各自的intValue方法，得到数值之后，由于前面的g是Long类型的，也会自动拆箱为long，==运算符能将隐含的将小范围的数据类型转换为大范围的数据类型，也就是int会被转换成long类型，两个long类型的数值进行比较。
第六个对于 g.equals(a+b),同理a+b会先自动拆箱，然后将结果自动装箱，需要说明的是 equals 运算符不会进行类型转换。所以是Long.equals(Integer)，结果当然是false
第七个对于g.equals(a+h),运算符+会进行类型转换，a+h各自拆箱之后是int+long，结果是long，然后long进行自动装箱为Long，两个Long进行equals判断。
@Override
public int hashCode() {
return Integer.hashCode(value);
}
public static int hashCode(int value) {
return value;
}
public boolean equals(Object obj) {
if (obj instanceof Integer) {
return value == ((Integer)obj).intValue();
}
return false;
}
public static Integer getInteger(String nm) {
return getInteger(nm, null);
}
public static Integer getInteger(String nm, int val) {
Integer result = getInteger(nm, null);
return (result == null) ? Integer.valueOf(val) : result;
}
public static Integer getInteger(String nm, Integer val) {
String v = null;
try {
v = System.getProperty(nm);
} catch (IllegalArgumentException | NullPointerException e) {
}
if (v != null) {
try {
return Integer.decode(v);
} catch (NumberFormatException e) {
}
}
return val;
}
public static Integer decode(String nm) throws NumberFormatException {
int radix = 10;
int index = 0;
boolean negative = false;
Integer result;
if (nm.length() == 0)
throw new NumberFormatException("Zero length string");
char firstChar = nm.charAt(0);
// Handle sign, if present
if (firstChar == '-') {
negative = true;
index++;
} else if (firstChar == '+')
index++;
// Handle radix specifier, if present
if (nm.startsWith("0x", index) || nm.startsWith("0X", index)) {
index += 2;
radix = 16;
}
else if (nm.startsWith("#", index)) {
index ++;
radix = 16;
}
else if (nm.startsWith("0", index) && nm.length() > 1 + index) {
index ++;
radix = 8;
}
if (nm.startsWith("-", index) || nm.startsWith("+", index))
throw new NumberFormatException("Sign character in wrong position");
try {
result = Integer.valueOf(nm.substring(index), radix);
result = negative ? Integer.valueOf(-result.intValue()) : result;
} catch (NumberFormatException e) {
// If number is Integer.MIN_VALUE, we'll end up here. The next line
// handles this case, and causes any genuine format error to be
// rethrown.
String constant = negative ? ("-" + nm.substring(index))
: nm.substring(index);
result = Integer.valueOf(constant, radix);
}
return result;
}
public int compareTo(Integer anotherInteger) {
return compare(this.value, anotherInteger.value);
}
public static int compare(int x, int y) {
return (x < y) ? -1 : ((x == y) ? 0 : 1);
}
public static int compareUnsigned(int x, int y) {
return compare(x + MIN_VALUE, y + MIN_VALUE);
}
public static long toUnsignedLong(int x) {
return ((long) x) & 0xffffffffL;
}
public static int divideUnsigned(int dividend, int divisor) {
// In lieu of tricky code, for now just use long arithmetic.
return (int)(toUnsignedLong(dividend) / toUnsignedLong(divisor));
}
public static int remainderUnsigned(int dividend, int divisor) {
// In lieu of tricky code, for now just use long arithmetic.
return (int)(toUnsignedLong(dividend) % toUnsignedLong(divisor));
}
// Bit twiddling
@Native public static final int SIZE = 32;
public static final int BYTES = SIZE / Byte.SIZE;
public static int highestOneBit(int i) {
// HD, Figure 3-1
i |= (i >> 1);
i |= (i >> 2);
i |= (i >> 4);
i |= (i >> 8);
i |= (i >> 16);
return i - (i >>> 1);
}
public static int lowestOneBit(int i) {
// HD, Section 2-1
return i & -i;
}
public static int numberOfLeadingZeros(int i) {
// HD, Figure 5-6
if (i == 0)
return 32;
int n = 1;
if (i >>> 16 == 0) { n += 16; i <<= 16; }
if (i >>> 24 == 0) { n += 8; i <<= 8; }
if (i >>> 28 == 0) { n += 4; i <<= 4; }
if (i >>> 30 == 0) { n += 2; i <<= 2; }
n -= i >>> 31;
return n;
}
public static int numberOfTrailingZeros(int i) {
// HD, Figure 5-14
int y;
if (i == 0) return 32;
int n = 31;
y = i <<16; if (y != 0) { n = n -16; i = y; }
y = i << 8; if (y != 0) { n = n - 8; i = y; }
y = i << 4; if (y != 0) { n = n - 4; i = y; }
y = i << 2; if (y != 0) { n = n - 2; i = y; }
return n - ((i << 1) >>> 31);
}
public static int bitCount(int i) {
// HD, Figure 5-2
i = i - ((i >>> 1) & 0x55555555);
i = (i & 0x33333333) + ((i >>> 2) & 0x33333333);
i = (i + (i >>> 4)) & 0x0f0f0f0f;
i = i + (i >>> 8);
i = i + (i >>> 16);
return i & 0x3f;
}
public static int rotateLeft(int i, int distance) {
return (i << distance) | (i >>> -distance);
}
public static int rotateRight(int i, int distance) {
return (i >>> distance) | (i << -distance);
}
public static int reverse(int i) {
// HD, Figure 7-1
i = (i & 0x55555555) << 1 | (i >>> 1) & 0x55555555;
i = (i & 0x33333333) << 2 | (i >>> 2) & 0x33333333;
i = (i & 0x0f0f0f0f) << 4 | (i >>> 4) & 0x0f0f0f0f;
i = (i << 24) | ((i & 0xff00) << 8) |
((i >>> 8) & 0xff00) | (i >>> 24);
return i;
}
public static int signum(int i) {
// HD, Section 2-7
return (i >> 31) | (-i >>> 31);
}
public static int reverseBytes(int i) {
return ((i >>> 24) ) |
((i >> 8) & 0xFF00) |
((i << 8) & 0xFF0000) |
((i << 24));
}
public static int sum(int a, int b) {
return a + b;
}
public static int max(int a, int b) {
return Math.max(a, b);
}
public static int min(int a, int b) {
return Math.min(a, b);
}
/** use serialVersionUID from JDK 1.0.2 for interoperability */
@Native private static final long serialVersionUID = 1360826667806852920L;
}
equals(Object obj)方法，这个方法很简单，先通过instanceof关键字判断两个比较对象的关系，然后将对象强转为 Integer，在通过自动拆箱，转换成两个基本数据类 int，然后通过 == 比较。
hashCode()，Integer 类的hashCode 方法也比较简单，直接返回其 int 类型的数据。
compareTo(int x，int y)
如果 x < y 返回 -1
如果 x == y 返回 0
如果 x > y 返回 1
System.out.println(Integer.compare(1, 2));//-1
System.out.println(Integer.compare(1, 1));//0
System.out.println(Integer.compare(1, 0));//1
那么基本上 Integer 类的主要方法就介绍这么多了，后面如果有比较重要的，会再进行更新。
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