Java 自動裝箱與拆箱深度解析：原理、Integer 快取機制與面試高頻題

基本概念

• 裝箱：基本型別 → 包裝類型（如 int → Integer），自動調用 valueOf()。
• 拆箱：包裝類型 → 基本型別，自動調用 xxxValue()（如 intValue()）。

Java 5 前需手動 new Integer(10)，Java 5+ 支援 Integer i = 10;。

底層實現（以 Integer 為例）

Integer i = 10;     // 編譯為 Integer.valueOf(10)
int n = i;          // 編譯為 i.intValue()

• 裝箱調用 Integer.valueOf(int)。
• 拆箱調用 Integer.intValue()。
• 其他包裝類同理（Double.valueOf、Character.valueOf 等）。

Integer 快取機制（-128 ~ 127）

public static Integer valueOf(int i) {
    if (i >= -128 && i <= IntegerCache.high)
        return IntegerCache.cache[i + 128];
    return new Integer(i);
}

IntegerCache 靜態初始化區間內所有整數物件。high 可透過 -XX:AutoBoxCacheMax 調整（預設 127）。

面試高頻題詳解

題 1：Integer 比較

Integer i1 = 100, i2 = 100, i3 = 200, i4 = 200;
System.out.println(i1 == i2); // true（快取命中）
System.out.println(i3 == i4); // false（新建物件）

題 2：Double 比較

Double d1 = 100.0, d2 = 100.0;
System.out.println(d1 == d2); // false（Double 無快取）

原因：浮點數在任意區間內個數無限，無法快取。

題 3：Boolean 比較

Boolean b1 = false, b2 = false, b3 = true, b4 = true;
System.out.println(b1 == b2); // true
System.out.println(b3 == b4); // true

Boolean.valueOf 直接回傳單例 TRUE/FALSE。

題 4：new Integer(xxx) vs Integer i = xxx

1. 前者不觸發裝箱，每次新建物件；後者觸發裝箱，可能複用快取。
2. 後者效能與記憶體通常更優（利用快取），但非絕對。

最佳實踐

• 優先使用基本型別進行運算，避免熱點路徑產生大量包裝物件。
• 比較包裝類型值務必用 .equals()，勿用 ==。
• 集合泛型無法使用基本型別時，注意裝箱開銷；大量資料可考慮基本型別集合庫（如 FastUtil、Eclipse Collections）。