Классы оболочки

1. Что такое оболочки типов?
2. Конструкторы оболочек
3. Методы классов оболочек
4. Класс Number
5. Статические константы классов оболочек

1. Что такое оболочки типов?

Очень часто необходимо создать класс, основное назначение которого содержать в себе какое-то примитивное значение. Например, как мы увидим в следующих занятиях, обобщенные классы и в частности коллекции работают только с объектами. Поэтому, чтобы каждый разработчик не изобретал велосипед, в Java SE уже добавлены такие классы, которые называются оболочки типов (или классы обертки, Wrappers).

К оболочкам типов относятся классы Double, Float, Long, Integer, Short, Byte, Character, Boolean, Void. Для каждого примитивного значения и ключевого слова void есть свой класс двойник. Имя класса, как вы видите, совпадает с именем примитивного значения. Исключения составляют класс Integer (примитивный тип int) и класс Character (примитивный тип char). Кроме содержания в себе значения, классы оболочки предоставляют обширный ряд методов, которые мы рассмотрим в этом уроке.

Объекты классов оболочек неизменяемые (immutable). Это значит, что объект не может быть изменен. 

Все классы обертки числовых типов имеют переопределенный метод equals(Object), сравнивающий примитивные значения объектов.

2. Конструкторы оболочек

В следующей таблицы для каждого класса оболочки указан соответствующий примитивный тип и варианты конструкторов. Как вы видите каждый класс имеет два конструктора: один на вход принимает значение соответствующего примитивного значения, а второй - значение типа String. Исключения: класс Character, у которого только один конструктор с аргументом char и класс Float, объявляющий три конструктора - для значения float, String и еще double.

Рассмотрим варианты вызова конструкторов на примере. Чтобы создать объект класса Integer, передаем в конструктор либо значение типа int, либо String.

Integer i1 = new Integer(42);
Integer i2 = new Integer("42");

Float f1 = new Float(3.14f);
Float f2 = new Float("3.14f");

Character c1 = new Character('c');

 Если передаваемая в конструктор строка не содержит числового значения, то выбросится исключение NumberFormatException.

При вызове конструктора с аргументом String класса Boolean, не обязательно передавать строки true или false. Если аргумент содержит любую другую строку, просто будет создан объект, содержащий значение false. Исключение выброшено не будет:

public class WrapperDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        Boolean boolean1 = new Boolean(true);
        Boolean boolean2 = new Boolean("Some String");

        System.out.println(boolean2);
    }
}

3. Методы классов оболочек

Как уже было сказано, классы оболочки содержат обширный ряд методов. Рассмотрим их.

3.1. Методы valueOf()

Метод valueOf() предоставляет второй способ создания объектов оболочек. Метод перегруженный, для каждого класса существует два варианта - один принимает на вход значение соответствующего типа, а второй - значение типа String. Так же как и с конструкторами, передаваемая строка должна содержать числовое значение. Исключение составляет опять же класс Character - в нем объявлен только один метод, принимающий на вход значение char. 

И в целочисленные классы Byte, Short, Integer, Long добавлен еще один метод, в который можно передать строку, содержащую число в любой системе исчисления. Вторым параметром вы указываете саму систему исчисления.

В следующем примере показано использование всех трех вариантов для создания объектов класса Integer:

public class WrapperValueOf {
    public static void main(String[] args) {
        Integer integer1 = Integer.valueOf("6");
        Integer integer2 = Integer.valueOf(6);
        // преобразовывает 101011 к 43
        Integer integer3 = Integer.valueOf("101011", 2);

        System.out.println(integer1);
        System.out.println(integer2);
        System.out.println(integer3);
    }
}

3.2. Методы parseXxx()

В каждом классе оболочке содержатся методы, позволяющие преобразовывать строку в соответствующее примитивное значение. В классе Double - это метод parseDouble(), в классе Long - parseLong() и так далее. Разница с методом valueOf() состоит в том, что метод valueOf() возвращает объект, а parseXxx() - примитивное значение.

Также в целочисленные классы Byte, Short, Integer, Long добавлен метод, в который можно передать строку, содержащую число в любой системе исчисления. Вторым параметром вы указываете саму систему исчисления. Следующий пример показывает использование метода parseLong():

public class WrapperDemo3 {
    public static void main(String[] args) {
        Long long1 = Long.valueOf("45");
        long long2 = Long.parseLong("67");
        long long3 = Long.parseLong("101010", 2);

        System.out.println("long1 = " + long1);
        System.out.println("long2 = " + long2);
        System.out.println("long3 = " + long3);
    }
}

3.3. Методы toString()

• Все типы оболочки переопределяют toString(). Этот метод возвращает читабельную для человека форму значения, содержащегося в оболочке. Это позволяет выводить значение, передавая объект оболочки типа методу println():

  Double double1 = Double.valueOf("4.6");
  System.out.println(double1);​

• Также все числовые оболочки типов предоставляют статический метод toString(), на вход которого передается примитивное значение. Метод возвращает значение String:

  String string1 = Double.toString(3.14); 

• Integer и Long предоставляют третий вариант toString() метода, позволяющий представить число в любой системе исчисления. Он статический, первый аргумент – примитивный тип, второй - основание системы счисления:

  String string2 = Long.toString(254, 16); // string2 = "fe"​

3.4. Методы toHexString(), toOctalString(), toBinaryString()

Integer и Long позволяют преобразовывать числа из десятичной системы исчисления к шестнадцатеричной, восьмеричной и двоичной системе. Например:

public class WrapperToXString {
    public static void main(String[] args) {
        String string1 = Integer.toHexString(254);
        System.out.println("254 в 16-ой системе = " + string1);

        String string2 = Long.toOctalString(254);
        System.out.println("254 в  8-ой системе = " + string2);

        String string3 = Long.toBinaryString(254);
        System.out.println("254 в  2-ой системе = " + string3);
    }
}

В классы Double и Float добавлен только метод toHexString().

4. Класс Number

Все оболочки числовых типов наследуют абстрактный класс Number. Number объявляет методы, которые возвращают значение объекта в каждом из различных числовых форматов.

Пример приведения типов

public class WrapperDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        Integer iOb = new Integer(1000);
        System.out.println(iOb.byteValue());
        System.out.println(iOb.shortValue());
        System.out.println(iOb.intValue());
        System.out.println(iOb.longValue());
        System.out.println(iOb.floatValue());
        System.out.println(iOb.doubleValue());
    }
}

5. Статические константы классов оболочек

Каждый класс оболочка содержит статические константы, содержащие максимальное и минимальное значения для данного типа.

Например, в классе Integer есть константы Integer.MIN_VALUE – минимальное int значение и Integer.MAX_VALUE – максимальное int значение.

Классы обертки числовых типов Float и Double, помимо описанного для целочисленных примитивных типов, дополнительно содержат определения следующих констант:

• NEGATIVE_INFINITY – отрицательная бесконечность;
• POSITIVE_INFINITY – положительная бесконечность;
• NaN – не числовое значение (расшифровывается как Not a Number).

Следующий пример демонстрирует использование трех последних переменных. При делении на ноль возникает ошибка - на ноль делить нельзя. Чтобы этого не происходило, и ввели переменные NEGATIVE_INFINITY и POSITIVE_INFINITY. Результат умножения бесконечности на ноль - это значение NaN:

public class InfinityDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int a = 7;
        double b = 0.0;
        double c = -0.0;
        double g = Double.NEGATIVE_INFINITY;
        System.out.println("7 / 0.0 = " + a / b);
        System.out.println("7 / -0.0 = " + a / c);
        System.out.println("0.0 == -0.0 = " + (b == c));
        System.out.println("-Infinity * 0 = " + g * 0);
    }
}

Результат выполнения кода:

7 / 0.0 = Infinity
7 / -0.0 = -Infinity
0.0 == -0.0 =  true
-Infinity * 0 = NaN