常見面試題：交換 Integer

代碼

import java.lang.reflect.Field;

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Integer a = 1, b = 2;
        swap(a ,b);
        System.out.println("a = " + a + ", b = " + b);
    }

    private static void swap(Integer a1, Integer b1) throws Exception {
        Field field = Integer.class.getDeclaredField("value");
        field.setAccessible(true);
        Integer tmp = new Integer(a1);//這裏a1自動拆箱
        //改變了緩存
        field.set(a1, b1);//原本緩存數組裏值爲1的地方，值變爲了2//這了b1自動拆箱了
        field.set(b1, tmp);//原本緩存數組裏值爲2的地方，值變爲了1//這了tmp自動拆箱了
        System.out.println("原本爲1，現在是" + Integer.valueOf(1));
        System.out.println("原本爲2，現在是" + Integer.valueOf(2));
    }
}

結果：

知識點

值傳遞與引用傳遞

• 值傳遞：參數是基本數據類型
• 引用傳遞：參數是引用數據類型

重點：實際上都是值傳遞，引用傳遞傳遞的是引用數據類型的地址值。並且參數都是一個副本。

Integer 的 value 和 IntegerCache

value

如下圖所示，value 是私有且不可變的，想要改變 value，得用反射

IntegerCache

IntegerCache 是 Integer 的靜態內部類，第一次聲明一個 Integer 變量的時候，會加載這個靜態內部類。

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;
        String integerCacheHighPropValue =
            sun.misc.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() {}
}

創建了一個數組：
數組下標從 0 到 255，對應的值從 -128 到 127（值爲 Integer 類型）。

Java 的設計者認爲這個範圍內的 Integer 是常用的。
從源碼中可以看出，這個 high 值是可以自定義的。

下面的是 Integer 的 valueOf 代碼，可以看到取緩存的步驟。

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

反射

對代碼中的關於反射的代碼做出解釋

getDeclaredField

getDeclaredField 是 Class 的一個方法，他能拿到特殊的字段。
在 Integer 裏是

在 String 裏是

setAccessible

Field 的父類 AccessibleObject 的 setAccessible(boolean flag) 方法可以改變字段的訪問權限，使本來不能訪問的可以訪問。

set

set 方法的第一個參數是要通過反射修改的類，第二個參數是裏面的特殊字段，這個字段的名稱在 getDeclaredField 裏設置過了。

如果是交換 String，就得這樣：

private static void swap(String a, String b) throws Exception {
    String tmp = new String(a);
    Field field = a.getClass().getDeclaredField("value");
    field.setAccessible(true);
    field.set(a, b.toCharArray());
    field.set(b, tmp.toCharArray());
}

圖解

從圖中可以看到，反射的 set 方法其實改變了緩存裏的數組。

試想：

Integer tmp = new Integer(a1);

如果這一步改成

Integer tmp = a1;

會發生什麼錯誤？