为什么要有包装类

一、先明确核心概念

• 基本数据类型：Java 原生的 8 种简单类型（byte/short/int/long/float/double/char/boolean），不属于对象，存储在栈中，轻量、运算快，但功能单一。
• 包装类：为每一种基本类型设计的对应的类（如Integer对应int、Double对应double），属于java.lang包下的对象，存储在堆中，具备对象的所有特性（可调用方法、可赋值为null等）。

二、为什么需要包装类？（核心原因）

包装类的诞生，本质是为了解决基本数据类型无法适配 Java 面向对象体系的问题，具体体现在以下 5 个核心场景：

1. 适配泛型和集合框架（最核心用途）

Java 的泛型（Generic）和集合框架（如List、Map、Set）只能存储对象，无法直接存储基本数据类型。包装类是连接基本类型和泛型 / 集合的 “桥梁”。

反例（错误）：基本类型无法用于泛型 / 集合

// 编译报错：泛型参数不能是基本类型
List<int> intList = new ArrayList<>();
// 编译报错：ArrayList只能存储对象，不能存储基本类型
ArrayList<double> doubleList = new ArrayList<>();

正例（正确）：包装类适配泛型 / 集合

// 正确：使用Integer包装类存储整数
List<Integer> integerList = new ArrayList<>();
integerList.add(10); // 自动装箱（int→Integer）
integerList.add(20);

// 正确：使用Double包装类存储小数
Map<String, Double> scoreMap = new HashMap<>();
scoreMap.put("数学", 95.5);
scoreMap.put("英语", 88.0);

2. 支持null值（业务场景必需）

基本数据类型不能赋值为null，但实际业务中，很多场景需要用null表示 “无值”（比如数据库字段允许为空、接口返回的可选值），包装类可以完美解决这个问题。

示例：业务场景对比

// 基本类型：无法表示“未填写年龄”（只能用特殊值如-1，易出错）
int age1 = -1; // 用-1表示“未填写”，语义不清晰

// 包装类：用null直接表示“未填写年龄”，语义明确
Integer age2 = null; // 完美适配“字段为空”的业务场景

// 数据库交互场景：查询用户手机号，未绑定则返回null
String sql = "select phone from user where id=1";
// ResultSet的getObject返回Object类型，包装类可接收null，基本类型不行
Long phone = (Long) resultSet.getObject("phone");

3. 提供丰富的实用方法（简化开发）

包装类封装了大量针对数值 / 字符的操作方法，基本类型本身没有任何方法，只能依赖工具类（如Math），而包装类的方法更贴合自身类型，使用更便捷。

示例：包装类的实用方法

// 1. 字符串转基本类型（开发中高频使用）
String numStr = "123";
int num1 = Integer.parseInt(numStr); // Integer的静态方法，快速转换
double num2 = Double.valueOf("3.14"); // Double的静态方法，返回Double对象

// 2. 进制转换
String binary = Integer.toBinaryString(8); // 8转二进制："1000"
String hex = Integer.toHexString(16); // 16转十六进制："10"

// 3. 数值比较（避免空指针的安全比较）
Integer a = 100;
Integer b = 200;
int compareResult = a.compareTo(b); // 比较大小：返回-1（a<b）、0（相等）、1（a>b）

// 4. 常量值获取
int maxInt = Integer.MAX_VALUE; // 获取int的最大值：2147483647
double minDouble = Double.MIN_VALUE; // 获取double的最小值

4. 适配反射、注解等高级特性

Java 的反射、注解、Lambda 等高级特性均基于 “对象” 设计，基本类型无法直接参与，包装类是唯一选择。

示例：反射获取字段类型

class User {
private Integer id; // 包装类字段
private int age; // 基本类型字段
}

// 反射获取User类的字段
Field[] fields = User.class.getDeclaredFields();
for (Field field : fields) {
System.out.println("字段名：" + field.getName() + "，类型：" + field.getType());
// 输出：
// 字段名：id，类型：class java.lang.Integer
// 字段名：age，类型：int
}
// 注解参数：只能用包装类（或字符串、Class等），不能用基本类型
@interface MyAnnotation {
Integer value() default 0; // 正确
// int value() default 0; // 也能编译，但本质是自动装箱为Integer
}

5. 统一面向对象的编程模型

Java 是纯面向对象语言（除了基本类型），包装类让基本类型 “对象化”，可以参与继承、多态等面向对象特性，比如：

• 包装类都继承自Object类，可重写equals()、hashCode()、toString()等方法；
• 包装类可作为方法的参数 / 返回值，适配 “一切皆对象” 的编程思维。

三、自动装箱 / 拆箱：简化包装类的使用

Java 5 引入了自动装箱（Autoboxing） 和自动拆箱（Unboxing），让包装类和基本类型可以无缝转换，大幅降低使用成本：

• 自动装箱：基本类型 → 包装类（如int 10 → Integer 10）；
• 自动拆箱：包装类 → 基本类型（如Integer 10 → int 10）。

示例：自动装箱 / 拆箱

// 自动装箱：int → Integer
Integer num1 = 100; // 等价于 Integer num1 = Integer.valueOf(100);

// 自动拆箱：Integer → int
int num2 = num1; // 等价于 int num2 = num1.intValue();

// 运算时自动拆箱：包装类先转基本类型，再运算
Integer a = 5;
Integer b = 3;
int sum = a + b; // a和b先拆箱为int，再相加，结果为8

总结