Java源码 Integer
Integer的签名如下,继承了Number类并实现Comparable接口
public final class Integer extends Number implements Comparable<Integer>
Comparable接口强行对实现它的每个类的对象进行整体排序。此排序被称为该类的自然排序,类的 compareTo 方法被称为它的自然比较方法。实现此接口的对象列表(和数组)可以通过Collections.sort(和Arrays.sort)进行自动排序。实现此接口的对象可以用作有序映射表中的键或有序集合中的元素,无需指定比较器。强烈推荐(虽然不是必需的)使自然排序与 equals 一致。所谓与equals一致是指对于类C的每一个e1和e2来说,当且仅当 (e1.compareTo((Object)e2)==0) 与e1.equals((Object)e2) 具有相同的布尔值时,类C的自然排序才叫做与equals一致
public interface Comparable<T> { public int compareTo(T o);}
Number为抽象类,提供了实数基本类型的互相转换方法:int,long,short,byte,float,doubleNumber的基本实现类有java.lang.Byte,java.lang.Double,java.lang.Float,java.lang.Integer,java.lang.Long,java.lang.Short等
public abstract class Number implements java.io.Serializable { public abstract int intValue(); public abstract long longValue(); public abstract float floatValue(); public abstract double doubleValue(); public byte byteValue() { return (byte)intValue(); } public short shortValue() { return (short)intValue(); } private static final long serialVersionUID=-8742448824652078965L;}
Integer类包装了int基本类型,所有Integer的实际值是存储在一个int类型的熟悉value上的,int存储占用4字节32位内存,第一位是符号位,所以int的最大值是2的31次幂减1,最小值是负2的31次幂,因此int的最大值是:0111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111=0x7fffffff,int的最小值为负值,负数的表示为正值二进制的补码:
补码:反码加一源码:绝对值二进制反码:二进制按位取反
负数最小值的正值为2的31次幂,正值的二进制为:1000 0000 0000 0000 00000 0000 0000 0000,二进制取反之后为:0111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111,则正值的补码为:1000 0000 0000 0000 00000 0000 0000 0000,即int的最小值为:0x80000000
Integer有2个构造函数,可以传递一个int数字或者一个数字字符串,数字字符串会被转换成十进制的int数字。
private final int value; public static final int MIN_VALUE=0x80000000; public static final int MAX_VALUE=0x7fffffff; public static final int SIZE=32;//int存储位数 public Integer(int value) { this.value=value; } public Integer(String s) throws NumberFormatException { this.value=parseInt(s, 10); }
Integer的实例方法,Integer实现了从Number类和Comparable接口以及Object继承的方法。
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 String toString() { return toString(value); } public int hashCode() { return value; } //判断数字相等使用基本类型int值比较,直接使用==比较Integer的是地址。 public boolean equals(Object obj) { if (obj instanceof Integer) { return value==((Integer)obj).intValue(); } return false; } //此处调用了类的静态方法比较两个int型数字的大小 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); }
IntegerCacheInteger类内部有一个私有的静态内部类IntegerCache,该类缓存了一些常用的int值到缓存中,从而保证这些int可以直接获取而不用构造。最大值可以通过虚拟机参数java.lang.Integer.IntegerCache.high类配置,但是最小的为127.
private static class IntegerCache { static final int low=-128;//最小缓存int值 static final int high;//最大缓存int值,默认127 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) { 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); } 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() {} }
bitCountInteger中的类方法:bitCount(int i),返回int数字的二进制原码中1出现的次数如Integer.bitCount(10)==2
,10的二进制源码为1010,1出现2次。
1.两两一组相加,并且用该对应的两位来存储这个个数:二进制中先分割为2位计算,如108=01101100=0000 0000 0000 0000 0000 0000 0110 1100,第一个2位为00,出现1的个数为0+0=00,最后4个两位为:01,10,11,00,计算后的二进制为:0+1=01,1+0=01,1+1=10,0+0=00,即0101 1000,最后得到的二进制是:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101 1000
2.四四一组相加,并且用该对应的四位来存储这个个数:对两两一组相加相加的结果四四一组相加,即0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101 1000进行四四一组相加,0101:01+01=0010,1000:10+00=0010,最后结果为:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 0010
3.八八一组相加,并且用该对应的八位来存储这个个数:对四四一组相加相加的结果八八一组相加,即0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 0010进行八八一组相加,00100010:0010+0010=00000100最后结果为:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100
4.十六十六一组相加,并且用该对应的十六位来存储这个个数:对八八一组相加相加的结果十六十六一组相加,即0000 0000 0000 0100:0000 0000 + 0000 0100=0000 0000 0000 0100最后结果为:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100最后相加:0000 0000 0000 0000 + 0000 0000 0000 0100=0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0100=4
计算过程:第一行:i=i - ((i >>> 1) & 0x55555555);i=0000 0000 0000 0000 0000 0000 0110 11000x55555555=0101 0101 0101 0101 0101 0101 0101 0101二位二进制中:原码-高位值=1出现的个数,(11-(11>>1)&01)=10=2(10-(10>>1)&01)=01=1(01-(01>>1)&01)=01=1(00-(00>>1)&01)=00=0i>>>1:原码值右移一位:01 10 11 00-->00 11 01 10(i >>> 1) & 0x55555555:原码中所有两位二进制高位值:00 01 01 00i - ((i >>> 1) & 0x55555555):原码中所有两位二进制1的个数:01 01 10 00二进制减法的规则是低位不足向高位借位,二位二进制原码-高位值,这样在做减法的时候保证了2位相减不会出现借位。
第二行:i=(i & 0x33333333) + ((i >>> 2) & 0x33333333);i=0000 0000 0000 0000 0000 0000 0101 10000x33333333:0011 0011 0011 0011 0011 0011 0011 0011(i & 0x33333333):4位中的低二位值:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0000((i >>> 2) & 0x33333333):4位中的高二位值:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0010四位中的高二位和低二位相加为:0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 0010
第三行:i=(i + (i >>> 4)) & 0x0f0f0f0f;i=0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 00100x0f0f0f0f:0000 1111 0000 1111 0000 1111 0000 1111i + (i >>> 4):原码和右移四位相加,44相加,一般值无效,0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 0010 +0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010=0000(无) 0000(有) 0000(无) 0000(有) 0000(无) 0000(有) 0010(无) 0100(有)(i + (i >>> 4)) & 0x0f0f0f0f:去除无效值(无效值全部变为0):00000000 00000000 00000000 00000100
第四行:i=i + (i >>> 8);i=00000000 00000000 00000000 00000100i + (i >>> 8):原码右移8位与原码相加(错8位相加)00000000(有) 00000000(有) 00000000(有) 00000100(有)00000000(无) 00000000(有) 00000000(有) 00000000(有)00000000(无) 00000000(有) 00000000(无) 00000100(有)i=i + (i >>> 8): 00000000 00000000 00000000 00000100
第五行:i=i + (i >>> 16);i=00000000(无) 00000000(有) 00000000(无) 00000100(有)i + (i >>> 16): 原码右移16位与原码相加(错16位相加)00000000(无) 00000000(有) 00000000(无) 00000100(有)00000000(无) 00000000(无) 00000000(无) 00000000(有)00000000(无) 00000000(无) 00000000(无) 00000100(有)
第六行:i & 0x3f;i=00000000(无) 00000000(无) 00000000(无) 00000100(有)0x3f:0011 0000 0000 0000 0000 0011 1111i & 0x3f:最后计算的结果只有后6位二进制是有效结果:000100=4
i=1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111第一行:i=i - ((i >>> 1) & 0x55555555);i=11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 11 110x55555555=01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01 01i - ((i >>> 1) & 0x55555555):10 10 10 10 10 10 10 10
第二行:i=(i & 0x33333333) + ((i >>> 2) & 0x33333333);i=1010 1010 1010 10100x33333333:0011 0011 0011 0011 0011 0011 0011 0011(i & 0x33333333):0010 0010 0010 0010 0010 0010 0010 0010((i >>> 2) & 0x33333333):4位中的高二位值:0010 0010 0010 0010 0010 0010 0010 0010四位中的高二位和低二位相加为:0100 0100 0100 0100 0100 0100 0100 0100 0100
第三行:i=(i + (i >>> 4)) & 0x0f0f0f0f;i=0100 0100 0100 0100 0100 0100 0100 0100 01000x0f0f0f0f:0000 1111 0000 1111 0000 1111 0000 1111i + (i >>> 4):原码和右移四位相加,44相加,一般值无效,0100 0100 0100 0100 0100 0100 0100 0100 0100 +0000 0100 0100 0100 0100 0100 0100 0100 0100=0000(无效) 1000 1000(无效) 1000 1000(无效) 1000 1000(无效) 1000(i + (i >>> 4)) & 0x0f0f0f0f:去除无效值(无效值全部变为0):00001000 0001000 0001000 0001000
第四行:i=i + (i >>> 8);i=00001000 0001000 0001000 000100000001000(有) 00001000(有) 00001000(有) 00001000(有)00000000(无) 00001000(有) 00001000(有) 00001000(有)00000000(无) 00010000(有) 00010000(无) 00010000(有)i=i + (i >>> 8):00000000(无) 00010000(有) 00010000(无效) 00010000(有)
第五行:i=i + (i >>> 16);00000000(无) 00010000(有) 00010000(无) 00010000(有)00000000(无) 00000000(无) 00000000(无) 00010000 (有)00000000(无) 00010000(无) 00010000(无) 00100000 (有)
第六行:i & 0x3f;i=00000000(无) 00010000(无) 00010000(无) 00100000 (有)0x3f:0011 0000 0000 0000 0000 0011 1111i & 0x3f:最后计算的结果只有后6位二进制是有效结果:100000=32
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; }
String转换成IntegerInteger的valueOf方法:如果缓存中有值,则读取缓存中的数字
Integer的parseInt方法:将字符串解析成Integer
Integer的decode方法: 字符串解码位数字。
valueOf和parseInt的参数必须是标准数字十进制
decode可以是各种形式的数据
System.out.println(parseInt("111"));System.out.println(parseInt("111",10));System.out.println(valueOf("111"));System.out.println(valueOf("111",10));System.out.println(valueOf(10));System.out.println(Integer.decode("100"));//十进制System.out.println(Integer.decode("0xa"));//十六进制System.out.println(Integer.decode("0Xa"));//十六进制System.out.println(Integer.decode("#a"));//十六进制System.out.println(Integer.decode("010"));//八进制System.out.println(Integer.decode("+100"));//正数System.out.println(Integer.decode("-100"));//负数
public static int parseInt(String s) throws NumberFormatException { return parseInt(s,10); } public static int parseInt(String s, int radix) throws NumberFormatException { /* * WARNING: This method may be invoked early during VM initialization * before IntegerCache is initialized. Care must be taken to not use * the valueOf method. */ //s不能为空,进制数在Character.MIN_RADIX(2)和Character.MAX_RADIX(36)之间 if (s==null) { throw new NumberFormatException("null"); } if (radix < Character.MIN_RADIX) { throw new NumberFormatException("radix " + radix + " less than Character.MIN_RADIX"); } if (radix > Character.MAX_RADIX) { throw new NumberFormatException("radix " + radix + " greater than Character.MAX_RADIX"); } int result=0; boolean negative=false;//符号 int i=0;//偏移值 int len=s.length(); int limit=-Integer.MAX_VALUE; int multmin; int digit; if (len > 0) { char firstChar=s.charAt(0); if (firstChar < '0') { // Possible leading "+" or "-" if (firstChar=='-') { negative=true; limit=Integer.MIN_VALUE; } else if (firstChar !='+') throw NumberFormatException.forInputString(s); if (len==1) // Cannot have lone "+" or "-" throw NumberFormatException.forInputString(s); i++; } multmin=limit / radix; //一个字符一个字符累加 while (i < len) { // Accumulating negatively avoids surprises near MAX_VALUE 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;//通过负数减法计算加法 } } else { throw NumberFormatException.forInputString(s); } return negative ? result : -result; } public static Integer valueOf(String s, int radix) throws NumberFormatException { return Integer.valueOf(parseInt(s,radix)); } public static Integer valueOf(String s) throws NumberFormatException { return Integer.valueOf(parseInt(s, 10)); } public static Integer valueOf(int i) { assert IntegerCache.high >=127; //判断数字是否有缓存 if (i >=IntegerCache.low && i <=IntegerCache.high) return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)]; return new Integer(i); } public static Integer decode(String nm) throws NumberFormatException { int radix=10;//进制数 int index=0;//偏移数 boolean negative=false;//是否有符号 Integer result;//最后结果 if (nm.length()==0) throw new NumberFormatException("Zero length string"); char firstChar=nm.charAt(0); // Handle sign, if present if (firstChar=='-') { negative=true;//负数 index++; } else if (firstChar=='+') index++; // Handle radix specifier, if present if (nm.startsWith("0x", index) || nm.startsWith("0X", index)) { index +=2; radix=16;//16进制 } else if (nm.startsWith("#", index)) { index ++; radix=16;//16进制 } else if (nm.startsWith("0", index) && nm.length() > 1 + index) { index ++; radix=8;//8进制 } if (nm.startsWith("-", index) || nm.startsWith("+", index)) throw new NumberFormatException("Sign character in wrong position"); try { result=Integer.valueOf(nm.substring(index), radix);//字符串转换成Integer result=negative ? Integer.valueOf(-result.intValue()) : result;//判断正负值 } 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; }
Integer转换成StringtoString(int i, int radix) 转换成指定进制的字符串
toString(int i) 转换成十进制的字符串
toHexString(int i) 转换成十六进制的字符串
toOctalString(int i) 转换成八进制的字符串
toBinaryString(int i) 转换成二进制的字符串
toUnsignedString(int i, int shift)
int转2进制:toUnsignedString(i,1)
int转8进制:toUnsignedString(i,3)
int转16进制:toUnsignedString(i,4)
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)); } 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 toHexString(int i) { return toUnsignedString(i, 4); } public static String toOctalString(int i) { return toUnsignedString(i, 3); } public static String toBinaryString(int i) { return toUnsignedString(i, 1); } private static String toUnsignedString(int i, int shift) { char[] buf=new char[32];//int型最大为32位 int charPos=32;//数组下标位置 int radix=1 << shift;//将0001左移,shift为偏移位,如16进制则偏移4位计算,8进制偏移3位计算 int mask=radix - 1;//计算元数据的计算为,如果转16进制取后4位计算,mask为1111,与的结果为取后四位为有效位 do { buf[--charPos]=digits[i & mask]; i >>>=shift;//通过右移将计算过的位数舍弃掉,如10010100的后四位计算过了,则右移4位变成1001 } while (i !=0); //将char转换成字符串,并舍弃前面的0 return new String(buf, charPos, (32 - charPos)); }
相信大家在面试的过程中可能都遇到过这样一道题吧!
public static void main(String[] args) { Integer a=1000,b=1000; Integer c=100,d=100; System.out.println(a==b); System.out.println(c==d); }
相信大家得出的答案都是 false true
但是在这里我一定要说,这个答案不是绝对的 c==d 一定是true,但是a==b 却不一定就是false ,也有可能是true。
但是我得到的值是 true,true 如果不相信的同学或者抱有怀疑的同学请往下看!
我们首先要明白 通常情况下为什么答案会是 false,true。
Integer c=1000 实际在内部做了Integer c=Integer.valueOf(100)的操作。我们来看一下Integer.class的源码
/** * Returns an {@code Integer} instance representing the specified * {@code int} value. If a new {@code Integer} instance is not * required, this method should generally be used in preference to * the constructor {@link #Integer(int)}, as this method is likely * to yield significantly better space and time performance by * caching frequently requested values. * * This method will always cache values in the range -128 to 127, * inclusive, and may cache other values outside of this range. * * @param i an {@code int} value. * @return an {@code Integer} instance representing {@code i}. * @since 1.5 */ public static Integer valueOf(int i) { if (i >=IntegerCache.low && i <=IntegerCache.high) return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)]; return new Integer(i); }
从上面的代码中可以看到,当i >=IntegerCache.low && i <=IntegerCache.high的时候会从cache数组里直接取值,否则new一个新的Integer对象
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() {} }
从上面的Integer.class源码中 可以看出,low的默认值是-128,high的值与integerCacheHighPropValue有关,
String integerCacheHighPropValue=sun.misc.VM.getSavedProperty("java.lang.Integer.IntegerCache.high");
当我们未对vm中的Integercache进行设置的时候其莫认真是127,cache数组也就是从-128到127,这也就不难理解为什么
在开文时提到的经典面试题的结果会是false 和 true,之所以我后面强调不一定,就是因为当ntegerCacheHighPropValue不为null的时候取决于jvm中的设置,
在eclipse中我们可以做这样的操作:
这时候再来执行那段代码,你就会得到结果是 true和true,下次谁再问你这样的问题,可以大声的告诉他不一定,实力装13一波!
来源:blog.csdn.net/qq_36680439/article/details/78923769
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