一、核心概念：什么是装箱与拆箱？
要理解“自动”，首先要理解手动的“装箱”和“拆箱”。
Java 是一个面向对象的语言，但为了效率，它同时包含了两种不同的类型系统：
- 基本数据类型：
byte,short,int,long,float,double,char,boolean。它们直接存储“值”，存在于栈内存中，效率高。 - 引用类型：所有
Object的子类。它们存储的是对象的“引用”（地址），实际对象存在于堆内存中。
在某些场景下（例如使用集合类 ArrayList, HashMap），我们必须使用引用类型，因为集合只能存储对象。这就产生了在基本类型和其对应的包装类对象之间转换的需求。
包装类：Java 为每一个基本类型都提供了一个对应的“包装类”，将这些基本类型“包装”成对象。
| 基本数据类型 | 包装类 |
byte |
Byte |
short |
Short |
int |
Integer |
long |
Long |
float |
Float |
double |
Double |
char |
Character |
boolean |
Boolean |
1. 手动装箱
将一个基本数据类型的值，包装成对应的包装类对象。
// 手动装箱 int i = 10; Integer integerObj = Integer.valueOf(i); // 方式一：推荐，使用了缓存（后面会讲） // 或者 Integer integerObj2 = new Integer(i); // 方式二：已过时 (Deprecated)，不推荐
2. 手动拆箱
从一个包装类对象中，提取出它所包裹的基本数据类型的值。
// 手动拆箱 Integer integerObj = new Integer(10); int j = integerObj.intValue(); // 从 Integer 对象中取出 int 值
二、什么是自动装箱与拆箱？
从 Java 5 开始，为了简化开发，编译器提供了自动装箱和自动拆箱的功能。它本质上是一种“语法糖”，编译器在背后自动帮我们插入了转换代码，让我们可以用更简洁的方式编写。
1. 自动装箱
编译器自动将基本数据类型转换为对应的包装类对象。
// 自动装箱 int i = 10; Integer integerObj = i; // 编译器背后实际执行的是：Integer integerObj = Integer.valueOf(i);
在这行代码中，一个 int 类型的变量 i 被直接赋给了一个 Integer 类型的引用。编译器在编译时，会悄悄地调用 Integer.valueOf(i) 来完成转换。
2. 自动拆箱
编译器自动将包装类对象转换为对应的基本数据类型。
// 自动拆箱 Integer integerObj = new Integer(10); int j = integerObj; // 编译器背后实际执行的是：int j = integerObj.intValue();
在这里，一个 Integer 对象被直接赋给了一个 int 类型的变量。编译器在编译时，会悄悄地调用 integerObj.intValue() 来完成转换。
三、实际应用场景举例
自动装箱和拆箱让我们的代码变得非常简洁，尤其是在使用集合类时。
// 在 Java 5 之前，使用 ArrayList 非常麻烦 ArrayList list = new ArrayList(); list.add(Integer.valueOf(1)); // 手动装箱 int value = (Integer) list.get(0)).intValue(); // 取出来是 Object，要强转，再手动拆箱 // 在 Java 5 之后，有了泛型和自动装箱/拆箱 ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>(); list.add(1); // 自动装箱：int -> Integer int value = list.get(0); // 自动拆箱：Integer -> int。代码清晰多了！
其他常见场景：
// 1. 方法调用时传递参数 public void processInteger(Integer i) { ... } processInteger(5); // 自动装箱，将 int 5 转为 Integer // 2. 运算符运算时 Integer a = 10; Integer b = 20; int c = a + b; // a 和 b 先自动拆箱为 int，相加后结果再自动装箱赋给 Integer（如果接收类型是Integer） // 等价于：int c = a.intValue() + b.intValue(); // 3. 三目运算符中 boolean flag = true; Integer i = flag ? 100 : 200; // 100和200都会被自动装箱为Integer
四、注意事项与陷阱（非常重要！）
自动装箱虽然方便，但也引入了一些容易忽略的陷阱。
1. 空指针异常
因为自动拆箱实际上是调用了 xxxValue() 方法，如果包装类对象是 null，调用方法就会抛出 NullPointerException。
Integer nullInteger = null; int i = nullInteger; // 运行时抛出 NullPointerException！ // 背后是：int i = nullInteger.intValue();
2. 性能消耗
虽然单次的装箱/拆箱开销很小，但在循环次数极多（例如上亿次）的场景下，频繁的创建和销毁对象会带来不必要的性能开销。
long start = System.currentTimeMillis(); Long sum = 0L; // 这里用的是包装类 Long，会触发自动装箱 for (long i = 0; i < Integer.MAX_VALUE; i++) { sum += i; // 每次循环：i自动装箱为Long，然后sum拆箱为long，相加后再装箱为Long } long end = System.currentTimeMillis(); System.out.println("耗时：" + (end - start)); // 将 Long sum = 0L 改为 long sum = 0L，性能会有巨大提升。
3. 相等比较的陷阱
第一题：以下的代码会输出什么？
public class Main{ public static void main(Sring[] args){ Integer i1 = 100; Integer i2 = 100; Integer i3 = 200; Integer i4 = 200; System.out.println(i1 == i2); System.out.println(i3 == i4); } }
运行结果：
true false
为什么会出现这样的结果？输出结果表明 i1 和 i2 指向的是同一个对象，而 i3 和 i4 指向的是不同的对象。此时只需一看源码便知究竟，下面这段代码是 Integer 的 valueOf 方法的具体实现：
public static Integer valueOf(int i) { if(i >= -128 && i <= IntegerCache.high) return IntegerCache.cache[i + 128]; else return new Integer(i); }
其中 IntegerCache 类的实现为：
private static class IntegerCache { static final int high; static final Integer cache[]; static { final int low = -128; // high value may be configured by property int h = 127; if (integerCacheHighPropValue != null) { // Use Long.decode here to avoid invoking methods that // require Integer's autoboxing cache to be initialized int i = Long.decode(integerCacheHighPropValue).intValue(); i = Math.max(i, 127); // Maximum array size is Integer.MAX_VALUE h = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - -low); } high = h; cache = new Integer[(high - low) + 1]; int j = low; for(int k = 0; k < cache.length; k++) cache[k] = new Integer(j++); } private IntegerCache() {} }
在通过 valueOf 方法创建 Integer 对象的时候，如果数值在 [-128,127] 之间，便返回指向 IntegerCache.cache 中已经存在的对象的引用；否则创建一个新的 Integer 对象。
上面的代码中 i1 和 i2 的数值为100，因此会直接从 cache 中取已经存在的对象，所以 i1 和 i2 指向的是同一个对象，而 i3 和 i4 则是分别指向不同的对象。
第二题：以下的代码会输出什么？
public class Main { public static void main(String[] args) { Double i1 = 100.0; Double i2 = 100.0; Double i3 = 200.0; Double i4 = 200.0; System.out.println(i1==i2); System.out.println(i3==i4); } }
运行结果：
false false
原因： 在某个范围内的整型数值的个数是有限的，而浮点数却不是。
4. 三目运算符的陷阱
这是一个非常隐蔽的陷阱。
boolean flag = true; Integer i = flag ? 100 : Integer.valueOf(200); // 这没问题，因为 100 和 Integer.valueOf(200) 类型“一致”（都是Integer对象） Integer i = flag ? 100 : null; // 当 flag 为 false 时，会发生什么？ // 编译器认为 100 是 int，null 是 Integer。为了类型一致，它会将 100 自动装箱为 Integer，将 null 作为 Integer。 // 所以这里不会报错，i 会被赋值为 null。 int j = flag ? 100 : Integer.valueOf(200); // 这也没问题，因为 Integer.valueOf(200) 会被自动拆箱为 int。 int k = flag ? 100 : null; // 当 flag 为 false 时，会发生 NullPointerException！ // 因为编译器需要得到一个 int 类型的结果，所以它会尝试对 `null` 进行自动拆箱，调用 null.intValue()。
总结
- 自动装箱：
基本类型 -> 包装类，编译器调用valueOf()。 - 自动拆箱：
包装类 -> 基本类型，编译器调用xxxValue()。 - 优点：简化代码，使基本类型和包装类之间的转换无缝进行。
- 陷阱：
- 空指针：包装类为
null时拆箱会抛NPE。 - 性能：在密集循环中可能带来开销。
- 比较：
==比较包装类是比较地址，应使用equals或先拆箱。 - 三目运算符：要注意类型的统一，避免意外的自动拆箱。
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