Objektové obálky nad primitivními hodnotami

Tomáš Pitner, Radek Ošlejšek

Primitivní typy a jejich obálky

  • Java má primitivní typy — int, char, double, …​

  • Ke každému primitivnímu typu existuje varianta objektového typu — Integer, Character, Double, …​

  • Tyto objektové typy se nazývají wrappers.

  • Objekty jsou neměnné

  • Při vytváření takových objektů není nutné používat new,

    • využije se tzv. autoboxing, např. Integer five = 5;

    • Obdobně autounboxing, int alsoFive = five;

Integer objectInt = new Integer(42);
Integer objectInt2 = 42;

Konstanty objektových obálek

  • Objektové obálky (např. Double) mají různé konstanty:

    • MIN_VALUE je minimální hodnota jakou může double obsahovat

    • POSITIVE_INFINITY reprezentuje konstantu kladné nekonečno

    • NaN je zkratkou Not-a-Number — dostaneme ji např. dělením nuly

  • Protože konstanty jsou statické, jejich hodnoty získáme přes název třídy:

double d = Double.MIN_VALUE;
d = Double.NEGATIVE_INFINITY;

Metody objektových obálek

  • např. pro Double existuje static double parseDouble(String s) — udělá ze String číslo, z "1.0", vytvoří číslo 1.0

  • obdobně pro Integer a další číselné typy

  • pro převody na číselné typy dále int intValue() převod double do typu int

  • boolean isNaN() — test, jestli není hodnotou číslo

Více konstant a metod popisuje javadoc.

Víc hodnot

  • Test: Objektové typy (Integer) mají od primitivních (int) jednu hodnotu navíc — uhádněte jakou!

  • je to null

  • Integer je objektový typ, proměnná je odkaz na objekt

Rozdíl od primitivních typů

Proč tedy vůbec používat primitivní typy, když máme typy objektové?

int i = 1

  • zabere v paměti právě jen 32 bitů

  • používáme přímo danou paměť, jednička je uložena přímo v i

Integer i = 1

  • je třeba alokace paměti pro objekt, zkonstruování objektu s obsahem 1

  • v proměnné i je pouze odkaz, je to (nepatrně) pomalejší

[NOTE] Výkon může být u velkého počtu objektů problém, např. vytvoření miliónu proměnných typu Integer namísto int může mít dopad na výkon a zcela jistě zabere dost paměti, asi zbytečně.

Doporučení

  • Používejte hlavně primitivní typy

  • Využívejte metody objektových typů, hlavně statické, kde není třeba mít objekt

  • Řada objektových jazyků vůbec primitivní typy jako v Javě nemá, vše jsou objekty

Konverze mezi primitivními a objektovými typy

  • Java podporuje automatické zabalení (boxing) a vybalení (unboxing) mezi primitivními typy a wrappery.

  • Proto je následující kód je naprosto v pořádku:

  • Nicméně použití primitivního typu je obvykle lepší nápad.

Příklad konverze

int primitiveInt = 42;
// jakoby new Integer(primitiveInt),
// tedy zabalení hodnoty do objektu
Integer objectInt = primitiveInt;
// vybalení hodnoty z objektu
primitiveInt = new Integer(43);

Zvláštnosti

  • Zajímavost, anebo spíš podraz Javy:

Integer i1 = 100; // between -127 and 128
Integer i2 = 100;
boolean referencesAreEqual = (i1 == i2); // true

i1 = 300;
i2 = 300;
boolean referencesNotEqual = (i1 == i2); // false

  • Poučení: objekty pomocí == obvykle neporovnáváme (budeme se učit o equals).

Proč tak podivné chování?

  • Optimalizace využití paměti: "valueOf() returns an Integer instance representing the specified int value. This method will always cache values in the range -128 to 127, inclusive, and may cache other values outside of this range."

  • Důsledek použití návrhové vzoru Flyweight (muší váha), kdy konstruktor (respektive autoboxing kód v Javě) někdy vrací již dříve vytvořenou instanci (de facto Singleton), jindy zas zcela novou instanci.