Java int 與 Integer 區別深度解析：基本類型、包裝類、自動拆裝箱與緩存機制

int 與 Integer 是 Java 基本類型與包裝類關係的縮影，理解其區別、自動拆裝箱行為、緩存機制、泛型擦除限制，是寫出正確高效代碼的基礎。

核心區別對比

自動拆裝箱 (JDK 5+)

// 裝箱：int → Integer
Integer i1 = 100;              // 編譯器插入 Integer.valueOf(100)
Integer i2 = Integer.valueOf(100); // 顯式

// 拆箱：Integer → int
int n = i1;                    // 編譯器插入 i1.intValue()
int sum = i1 + i2;             // 算術運算自動拆箱

// 陷阱：NullPointerException
Integer i3 = null;
int n2 = i3;                   // 運行時拋 NPE (拆箱調用 null.intValue())

Integer 緩存機制 (核心面試點)

// Integer.valueOf 源碼邏輯 (JDK 8+)
public static Integer valueOf(int i) {
    if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
        return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
    return new Integer(i);
}

// 默認緩存範圍：-128 到 127
// 可通過 -XX:AutoBoxCacheMax=size 擴大上限 (不可調整下限)

緩存影響實例

Integer a = 100, b = 100;
System.out.println(a == b); // true (緩存命中，同一對象)

Integer c = 200, d = 200;
System.out.println(c == d); // false (超出緩存，新建對象)

Integer e = 100;
Integer f = Integer.valueOf(100);
System.out.println(e == f); // true (均走 valueOf)

Integer g = new Integer(100); // 強制新建 (JDK 9+ 棄用)
System.out.println(a == g);   // false

其他包裝類緩存範圍

集合與泛型場景

List list1 = new ArrayList<>();     // ❌ 編譯錯誤：基本類型不能作為類型參數
List list2 = new ArrayList<>(); // ✅ 正確

// 自動裝箱存入
list2.add(100);          // list2.add(Integer.valueOf(100))

// 取出自動拆箱
int first = list2.get(0); // list2.get(0).intValue()

// 流式處理 (基本類型流避免拆裝箱)
IntStream intStream = list2.stream().mapToInt(Integer::intValue);
int sum = intStream.sum();

性能與最佳實踐

1. 優先使用基本類型：局部變量、計算密集型、大數組 (int[] 比 Integer[] 節省 50%+ 內存)
2. 集合/泛型/需 null 語義：使用包裝類
3. 避免循環中拆裝箱：

   
   // ❌ 每次循環拆裝箱
   Integer sum = 0;
   for (int i = 0; i < 10000; i++) sum += i;
   
   // ✅ 基本類型累加，最後裝箱
   int sum = 0;
   for (int i = 0; i < 10000; i++) sum += i;
   Integer result = sum;
   

4. 比較用 equals：Objects.equals(a, b) (null 安全)
5. JDK 9+ 棄用構造器：new Integer(100) → Integer.valueOf(100)

原文代碼修正版

ArrayList