摘要：估計(jì)這就是推薦使用的主要原因吧正負(fù)標(biāo)識(shí)判斷輸入的字符串是否為開頭轉(zhuǎn)化邏輯字符串轉(zhuǎn)化為的關(guān)鍵在于數(shù)組，以進(jìn)制為例，用表示到，滿才會(huì)進(jìn)。

Integer的基本實(shí)現(xiàn)
Integer的使用
Integer封裝的操作

基本描述：
Integer是對(duì)原生基本類型int的封裝，其定義value來存儲(chǔ)值和一些用于描述int的信息

 int value;//int
 int SIZE = 32;//1位正負(fù)標(biāo)識(shí)+31位數(shù)據(jù)
 int BYTES = SIZE / Byte.SIZE;//所占字節(jié)
 int   MIN_VALUE = 0x80000000;//最小值，32個(gè)1
 int   MAX_VALUE = 0x7fffffff;//最大值，0+31個(gè)1

構(gòu)造函數(shù)：
允許通過String和int入?yún)頌関alue賦值，但是兩個(gè)構(gòu)造函數(shù)都已棄用

通過注釋可以看到，推薦通過valueOf()的方法來返回一個(gè)Integer

    /**
    * @deprecated
     * It is rarely appropriate to use this constructor. The static factory
     * {@link #valueOf(int)} is generally a better choice, as it is
     * likely to yield significantly better space and time performance.
     */
  @Deprecated(since="9")
  public Integer(int value) {
     this.value = value;
   }

    /**
     * @deprecated
     * It is rarely appropriate to use this constructor.
     * Use {@link #parseInt(String)} to convert a string to a
     * {@code int} primitive, or use {@link #valueOf(String)}
     * to convert a string to an {@code Integer} object.
     */
  @Deprecated(since="9")
  public Integer(String s) throws NumberFormatException {
     this.value = parseInt(s, 10);
  }

使用推薦的方法獲取Integer實(shí)例和構(gòu)造方法有何不同？

//----------------------int入?yún)?-----------------
    @HotSpotIntrinsicCandidate
    public static Integer valueOf(int i) {
        if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
            return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
        return new Integer(i);
    }

//----------------------String入?yún)?-----------------
    public static Integer valueOf(String s) throws NumberFormatException {
        return Integer.valueOf(parseInt(s, 10));
    }

    //radix表示進(jìn)制，取值范圍為[2, 36]
    public static Integer valueOf(String s, int radix) throws NumberFormatException {
        return Integer.valueOf(parseInt(s,radix));
    }

int入?yún)?/p>

如果入?yún)⒅械膇nt在IntegerCache內(nèi)部類的Integer cache[]中存在則返回?cái)?shù)組中的Integer否則通過構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建(棄用的那個(gè))

String入?yún)?/p>

通過parseInt(s,radix)方法解析字符串，返回int值
radix參數(shù)表示字符串轉(zhuǎn)換的int值的進(jìn)制，其取值范圍為[2，36]

解析IntegerCache和parseInt的實(shí)現(xiàn)

IntegerCache

    //The cache is initialized on first usage.
    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;
            //The size of the cache may be controlled by the {@code -XX:AutoBoxCacheMax=} option.
            String integerCacheHighPropValue =
                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() {}
    }

IntegerCache是一個(gè)私有靜態(tài)內(nèi)部類該類內(nèi)部定義了一個(gè)數(shù)組Integer cache[]，數(shù)組內(nèi)的數(shù)據(jù)由-128起始，默認(rèn)至127為止(byte的范圍)

該數(shù)組的最大值可通過在jvm中設(shè)置
-XX:AutoBoxCacheMax=來設(shè)置其大小

數(shù)組cache[128]為0，valueof(int)參數(shù)的值符合這個(gè)范圍都會(huì)直接從數(shù)組中返回Integer

有意思的是valueof(int)是@HotSpotIntrinsicCandidate的，關(guān)于它的描述是這樣的：

JDK的源碼中，被@HotSpotIntrinsicCandidate標(biāo)注的方法，在HotSpot中都有一套高效的實(shí)現(xiàn)，該高效實(shí)現(xiàn)基于CPU指令，運(yùn)行時(shí)，HotSpot維護(hù)的高效實(shí)現(xiàn)會(huì)替代JDK的源碼實(shí)現(xiàn)，從而獲得更高的效率。

估計(jì)這就是推薦使用的主要原因吧！

parseInt

    public static int parseInt(String s, int radix)
                throws NumberFormatException
    {
      ...

        boolean negative = false;//正負(fù)標(biāo)識(shí)
        int i = 0, len = s.length();
        int limit = -Integer.MAX_VALUE;

        if (len > 0) {
            char firstChar = s.charAt(0);
            //判斷輸入的字符串是否為"-"開頭
            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++;
            }
            //轉(zhuǎn)化邏輯
            int multmin = limit / radix;
            int result = 0;
            while (i < len) {
                // Accumulating negatively avoids surprises near MAX_VALUE
                int digit = Character.digit(s.charAt(i++), radix);
                if (digit < 0 || result < multmin) {
                    throw NumberFormatException.forInputString(s);
                }
                result *= radix;
                if (result < limit + digit) {
                    throw NumberFormatException.forInputString(s);
                }
                result -= digit;
            }
            return negative ? result : -result;
        } else {
            throw NumberFormatException.forInputString(s);
        }
    }

    static final char[] digits = {
        "0" , "1" , "2" , "3" , "4" , "5" ,
        "6" , "7" , "8" , "9" , "a" , "b" ,
        "c" , "d" , "e" , "f" , "g" , "h" ,
        "i" , "j" , "k" , "l" , "m" , "n" ,
        "o" , "p" , "q" , "r" , "s" , "t" ,
        "u" , "v" , "w" , "x" , "y" , "z"
    };

字符串轉(zhuǎn)化為int的關(guān)鍵在于digits數(shù)組，以16進(jìn)制為例，用0...9,a...f表示0到15，滿16才會(huì)進(jìn)1。也就是超過10進(jìn)制以后，大于10的數(shù)要使用a開始的字母表示，但是字母只有26個(gè)，進(jìn)制又必須從2開始，故進(jìn)制的取值范圍也就定義為[2, 36]

故入?yún)⒌淖址畇也必須符合digits數(shù)組中的元素以及額外的只可能存在第一位"+"或者"-"

parseInt的轉(zhuǎn)化邏輯為：
在每次循環(huán)中

取出digit，確定進(jìn)制后轉(zhuǎn)化的int數(shù)

通過result *= radix;把上一次循環(huán)的數(shù)據(jù)進(jìn)一位

通過result -= digit;把當(dāng)前的數(shù)據(jù)加入result

然后返回結(jié)果，通過：
return negative ? result : -result;

   int a = 5;
   Integer w = 6;
   Integer test = Integer.valueOf(w);
   int testP = Integer.valueOf(a);

轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)的字節(jié)碼，則

int a = 5

0: iconst_5
1: istore_1
直接將自然數(shù)壓棧

Integer w = 6
2: bipush 6
4: invokestatic #2 // Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;
7: astore_2

調(diào)用Integer的靜態(tài)方法valueof(6)得到Integer實(shí)例

Integer test = Integer.valueOf(w)
8: aload_2
9: invokevirtual #3 // Method java/lang/Integer.intValue:()I
12: invokestatic #2 // Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;
15: astore_3

獲取操作數(shù)棧中w的引用，調(diào)用intValue返回int值，再通過valueof獲取Integer實(shí)例

int testP = Integer.valueOf(a)
16: iload_1
17: invokestatic #2 // Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;
20: invokevirtual #3 // Method java/lang/Integer.intValue:()I

獲取操作數(shù)棧中的a，調(diào)用valueof獲取Integer實(shí)例，再通過intValue返回int值

由此可知，對(duì)于基本類型的封裝類，編譯器會(huì)自動(dòng)調(diào)用其一些方法來實(shí)現(xiàn)用戶操作的簡(jiǎn)化！

Object虛函數(shù)的實(shí)現(xiàn)
父類Number的虛函數(shù)實(shí)現(xiàn)
字節(jié)操作

Object虛函數(shù)的實(shí)現(xiàn)

    public boolean equals(Object obj) {
        if (obj instanceof Integer) {
            return value == ((Integer)obj).intValue();
        }
        return false;
    }

    public static int hashCode(int value) {
        return value;
    }

    public static String toString(int i) {
        int size = stringSize(i);
        if (COMPACT_STRINGS) {
            byte[] buf = new byte[size];
            getChars(i, size, buf);
            return new String(buf, LATIN1);
        } else {
            byte[] buf = new byte[size * 2];
            StringUTF16.getChars(i, size, buf);
            return new String(buf, UTF16);
        }
    }

equals

通過Integer的intValue獲取入?yún)⒌腎nteger封裝的int值并與value進(jìn)行==尋址判斷

hashCode

hashCode返回的就是一個(gè)int值，故直接使用value本身

toString

使用char數(shù)組做中轉(zhuǎn)，通過String實(shí)例化一個(gè)String實(shí)例
根據(jù)是否開啟壓縮機(jī)制判斷使用的是LATIN1還是UTF16

父類Number的虛函數(shù)實(shí)現(xiàn)

    public byte byteValue() {
        return (byte)value;
    }

    public double doubleValue() {
        return (double)value;
    }

    public float floatValue() {
        return (float)value;
    }

    public int intValue() {
        return value;
    }

    public long longValue() {
        return (long)value;
    }

    public short shortValue() {
        return (short)value;
    }

只是對(duì)value進(jìn)行強(qiáng)轉(zhuǎn)

字節(jié)操作

計(jì)算int二進(jìn)制形式左(右)側(cè)有幾個(gè)0，遇到1就停止計(jì)數(shù)
計(jì)算int二進(jìn)制形式1的數(shù)量
左(右)移二進(jìn)制形式
按位(字節(jié))置換

計(jì)算int二進(jìn)制形式左(右)側(cè)有幾個(gè)0，遇到1就停止計(jì)數(shù)

    //左側(cè)
    public static int numberOfLeadingZeros(int i) {
        // HD, Count leading 0"s
        if (i <= 0)
            return i == 0 ? 32 : 0;
        int n = 31;
        if (i >= 1 << 16) { n -= 16; i >>>= 16; }
        if (i >= 1 <<  8) { n -=  8; i >>>=  8; }
        if (i >= 1 <<  4) { n -=  4; i >>>=  4; }
        if (i >= 1 <<  2) { n -=  2; i >>>=  2; }
        return n - (i >>> 1);
    }

    //右側(cè)
    public static int numberOfTrailingZeros(int i) {
        // HD, Figure 5-14
        int y;
        if (i == 0) return 32;
        int n = 31;
        y = i <<16; if (y != 0) { n = n -16; i = y; }
        y = i << 8; if (y != 0) { n = n - 8; i = y; }
        y = i << 4; if (y != 0) { n = n - 4; i = y; }
        y = i << 2; if (y != 0) { n = n - 2; i = y; }
        return n - ((i << 1) >>> 31);
    }

左側(cè)：numberOfLeadingZeros

1 負(fù)數(shù)1標(biāo)識(shí)，左側(cè)無0，0全為0，直接返回32(int為32位)
2 通過1 << 16判斷，判斷條件為是否比它大，左邊16位是否全為0，決定接下來操作左或右半邊
3 再通過i << 8，4，2，1折半再折半計(jì)算出不為0的數(shù)字的位置，從而得出0的數(shù)量

右側(cè)：numberOfTrailingZeros

通過i <<16，不為0則右邊有1，再i << 8,4,2,1，判斷出右邊數(shù)起的第一個(gè)1，從而計(jì)算出0的數(shù)量

計(jì)算int二進(jìn)制形式1的數(shù)量

    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;
    }

0x5 = 0101，通過做&運(yùn)算記錄雙數(shù)位的數(shù)據(jù)情況

0x3 = 0011，通過做&運(yùn)算記錄后兩位的數(shù)據(jù)情況
0x0f = 0000 1111，通過做&運(yùn)算記錄后四位的數(shù)據(jù)情況

1 int的二進(jìn)制形式的可能有 00,01,10,11

先做>>>右移一位再與01做&運(yùn)算，記錄了兩位二進(jìn)制左邊數(shù)字的1的數(shù)量，再用原來的二進(jìn)制數(shù)減去記錄的值
如11：11-01=10(11有兩個(gè)1)
2 經(jīng)過第一步計(jì)算，記錄了以兩位數(shù)為單位的1的數(shù)量
把第一步的結(jié)果與0011做&運(yùn)算得到四位二進(jìn)制結(jié)果的后兩位計(jì)算，0011再與四位二進(jìn)制結(jié)果>>>右移兩位計(jì)算前兩位的結(jié)果，再把其相加得到四位數(shù)中1的數(shù)量
如1011
1011 - 0101 = 0110
0001 + 0010 = 0011(1011有三個(gè)1)
3 i + (i >>> 4)，i + (i >>> 8)，i + (i >>> 16)分別把得到的上一步計(jì)算的結(jié)果整合計(jì)算
計(jì)算完成后記錄結(jié)果的有效位數(shù)只有右邊八位，32位數(shù)一共最多32個(gè)1，所以實(shí)際的有效位數(shù)只有右邊6位

左(右)移二進(jìn)制形式

    public static int rotateLeft(int i, int distance) {
        return (i << distance) | (i >>> -distance);
    }

    public static int rotateRight(int i, int distance) {
        return (i >>> distance) | (i << -distance);
    }

移動(dòng)

調(diào)用<<或>>運(yùn)算符移動(dòng)，同時(shí)通過 | >>> -distance得到移動(dòng)消逝的數(shù)據(jù)，并將其放在補(bǔ)0的位置

-distance表示移動(dòng)-distance負(fù)數(shù)的表現(xiàn)形式int截取5位，long截取6位，如-1為32個(gè)1，截取5位為1 1111，為31，也就是不算位移，移動(dòng)的“路程”是32，正好把移出的數(shù)據(jù)再補(bǔ)回補(bǔ)0的地方

按位(字節(jié))置換

    public static int reverseBytes(int i) {
        return (i << 24)            |
               ((i & 0xff00) << 8)  |
               ((i >>> 8) & 0xff00) |
               (i >>> 24);
    }

    public static int reverse(int i) {
        // HD, Figure 7-1
        i = (i & 0x55555555) << 1 | (i >>> 1) & 0x55555555;
        i = (i & 0x33333333) << 2 | (i >>> 2) & 0x33333333;
        i = (i & 0x0f0f0f0f) << 4 | (i >>> 4) & 0x0f0f0f0f;

        return reverseBytes(i);
    }

按字節(jié)置換：reverseBytes

i << 24與i >>> 24做 | 運(yùn)算得到最左右兩邊的置換
0xff00二進(jìn)制形式為1111 1111 0000 0000
正好用來處理中間左八位和右八位的交換，主要是&和移動(dòng)的先后來實(shí)現(xiàn)不同的位的清零

按位置換：reverse

1 使用01來記錄兩位二進(jìn)制中的一位，再通過移動(dòng)記錄另一位，做 | 運(yùn)算的會(huì)把兩位的二進(jìn)制數(shù)交換位置
2 通過0011來交換四位中的前兩位和后兩位
3 通過0000 1111來交換前四位和后四位
4 通過前三步實(shí)現(xiàn)交換每8位的循序，再通過按字節(jié)置換交換全部的順序

Integer中還有關(guān)于

    static final byte[] DigitTens = {
        "0", "0", "0", "0", "0", "0", "0", "0", "0", "0",
        "1", "1", "1", "1", "1", "1", "1", "1", "1", "1",
        "2", "2", "2", "2", "2", "2", "2", "2", "2", "2",
        "3", "3", "3", "3", "3", "3", "3", "3", "3", "3",
        "4", "4", "4", "4", "4", "4", "4", "4", "4", "4",
        "5", "5", "5", "5", "5", "5", "5", "5", "5", "5",
        "6", "6", "6", "6", "6", "6", "6", "6", "6", "6",
        "7", "7", "7", "7", "7", "7", "7", "7", "7", "7",
        "8", "8", "8", "8", "8", "8", "8", "8", "8", "8",
        "9", "9", "9", "9", "9", "9", "9", "9", "9", "9",
        } ;

    static final byte[] DigitOnes = {
        "0", "1", "2", "3", "4", "5", "6", "7", "8", "9",
        "0", "1", "2", "3", "4", "5", "6", "7", "8", "9",
        "0", "1", "2", "3", "4", "5", "6", "7", "8", "9",
        "0", "1", "2", "3", "4", "5", "6", "7", "8", "9",
        "0", "1", "2", "3", "4", "5", "6", "7", "8", "9",
        "0", "1", "2", "3", "4", "5", "6", "7", "8", "9",
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        } ;

這兩個(gè)數(shù)組的應(yīng)用和字符和byte之間轉(zhuǎn)換的精彩實(shí)現(xiàn)，有時(shí)間會(huì)記錄。