Integer类将基础类型int包装到了对象中，形成一个引用类型。它提供的主要功能是与int相关的类型封装与转换。
int与Integer之间的转换也可以通过自动装箱与拆箱进行。自动装箱时，编译器调用valueOf将原始类型值转换成对象；自动拆箱时，编译器通过调用类似intValue() ,doubleValue()这类的方法将对象转换成原始类型值。
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Integer类继承了Number类，而Number类是一个抽象类，也是所有可以转换成基础类型的数值型类的父类。他的主要作用是对数值型数据类型转换进行规范。
public final class Integer extends Number implements Comparable<Integer>
所在路径：\java\lang\Integer.java
Integer类的成员变量
Integer类方法列表1
Integer类方法列表2
其中，Number类源码为：
public abstract class Number implements java.io.Serializable {
public abstract int intValue();
public abstract long longValue();
public abstract float floatValue();
public abstract double doubleValue();
public byte byteValue() {
return (byte)intValue();
}
public short shortValue() {
return (short)intValue();
}
private static final long serialVersionUID = -8742448824652078965L;
}
一、成员变量
首先是常规成员变量，包括序列化id，value和size等，其中BYTES属性表示一个Integer对象的值需要用4字节来表示（1字节的长度是8位二进制）。
/** serialVersionUID */
@Native private static final long serialVersionUID = 1360826667806852920L;
/** 存储对象值 */
private final int value;
/** 存储对象长度 */
@Native public static final int SIZE = 32;
/** 计算出表示一个Integer对象的值需要多少字节 */
public static final int BYTES = SIZE / Byte.SIZE;
@Native：表明一个字段引用的值可能来自于本地代码，不影响java本身代码逻辑，这是一个Java8后新增的元注解。与native关键字不同，@Native注解主要用来修饰Filed。
这里面有一个问题：String类的UID是没有被@Native修饰的，而Integer类却被修饰了，这里的原因我还不是很清楚。不过根据注释的描述，这个注解的主要作用应该是hint，所以不会影响代码的实际逻辑。
Java中int类型是32位的、有符号的以二进制补码表示的整数。最小值是-2,147,483,648（-2^31），最大值是 2,147,483,647（2^31 - 1）。
/** 最小值-2的31次方 */
@Native public static final int MIN_VALUE = 0x80000000;
/** 最小值-2的31次方减1 */
@Native public static final int MAX_VALUE = 0x7fffffff;
/** TYPE是一个表示原始类型int的变量。在调用Integer.TYPE时，程序返回的是int；而在调用int.class时，程序返回的是Integer对象。*/
@SuppressWarnings("unchecked")
public static final Class<Integer> TYPE = (Class<Integer>) Class.getPrimitiveClass("int");
@SuppressWarnings：指示编译器忽略注解中声明的警告。
其他成员变量主要用来辅助计算一些常用值，比如输入int类型的位数，数字字符集合等。
/** 用来确定入参的位数，详见stringSize()方法 */
final static int [] sizeTable = { 9, 99, 999, 9999, 99999, 999999, 9999999,
99999999, 999999999, Integer.MAX_VALUE };
/** 因为进制转换最多支持到36进制，所以可能出现的char一共有36种 */
final static 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'
};
/** 十位数字字符表 */
final static char [] 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',
} ;
/** 个位数字字符表 */
final static char [] 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',
'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',
} ;
二、构造器
Integer只有两个构造器，一个是直接输入int类型参数，另一个是将String类型参数转换成int型（value属性是int型的）。
public Integer(int value) {
this.value = value;
}
public Integer(String s) throws NumberFormatException {
this.value = parseInt(s, 10);
}
其中，parseInt方法也是Integer类自身提供的方法，它的第一个入参表示将要被转换的字符串，第二个入参表示进制，更多细节将在下文进行详细介绍。
三、parseInt()和parseUnsignedInt()
Integer类提供了将字符串转换成有符号整形和无符号整形的方法。
1、parseInt()
如果不传入转换进制这个参数，则默认按10进制进行转换。
public static int parseInt(String s) throws NumberFormatException {
return parseInt(s,10);
}
转换时，Integer实际上使用了Character.digit()方法。这个方法会根据输入的字符和进制调用CharacterData.of().digit()方法，其本质上是进行了移位和强制类型转换，将单个字符处理成数字。数字返回后，Integer.parseInt()方法会进行拼接处理。
public static int parseInt(String s, int radix)
throws NumberFormatException {
if (s == null) {
throw new NumberFormatException("null");
}
// 支持的进制转换范围是2-36
if (radix < Character.MIN_RADIX) {
throw new NumberFormatException("radix " + radix +
" less than Character.MIN_RADIX");
}
if (radix > Character.MAX_RADIX) {
throw new NumberFormatException("radix " + radix +
" greater than Character.MAX_RADIX");
}
int result = 0;
boolean negative = false;
int i = 0, len = s.length();
int limit = -Integer.MAX_VALUE;
int multmin;
int digit;
if (len > 0) {
char firstChar = s.charAt(0);
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++;
}
multmin = limit / radix;
while (i < len) {
// Accumulating negatively avoids surprises near MAX_VALUE
digit = Character.digit(s.charAt(i++),radix);
if (digit < 0) {
throw NumberFormatException.forInputString(s);
}
if (result < multmin) {
throw NumberFormatException.forInputString(s);
}
result *= radix;
if (result < limit + digit) {
throw NumberFormatException.forInputString(s);
}
result -= digit;
}
} else {
throw NumberFormatException.forInputString(s);
}
return negative ? result : -result;
}
2、parseUnsignedInt()
parseUnsignedInt()方法实际上就是不考虑有符号的情况，如果有负号则抛错，否则直接调用parseInt()方法或者parseLong()方法。
public static int parseUnsignedInt(String s) throws NumberFormatException {
return parseUnsignedInt(s, 10);
}
public static int parseUnsignedInt(String s, int radix)
throws NumberFormatException {
if (s == null) {
throw new NumberFormatException("null");
}
int len = s.length();
if (len > 0) {
char firstChar = s.charAt(0);
if (firstChar == '-') {
throw new
NumberFormatException(String.format("Illegal leading minus sign " +
"on unsigned string %s.", s));
} else {
if (len <= 5 || // Integer.MAX_VALUE in Character.MAX_RADIX is 6 digits
(radix == 10 && len <= 9) ) { // Integer.MAX_VALUE in base 10 is 10 digits
return parseInt(s, radix);
} else {
long ell = Long.parseLong(s, radix);
if ((ell & 0xffff_ffff_0000_0000L) == 0) {
return (int) ell;
} else {
throw new
NumberFormatException(String.format("String value %s exceeds " +
"range of unsigned int.", s));
}
}
}
} else {
throw NumberFormatException.forInputString(s);
}
}
四、toString()
1、默认十进制的转换
和String类一样，Integer类也重写了toString()方法。当入参为int类型时，程序调用stringSize()方法计算要返回的字符串数组的长度。
public static String toString(int i) {
if (i == Integer.MIN_VALUE)
return "-2147483648";
int size = (i < 0) ? stringSize(-i) + 1 : stringSize(i);
char[] buf = new char[size];
getChars(i, size, buf);
return new String(buf, true);
}
其中stringSize()方法采用查表的方式确定位数，默认入参为正，且位数以十进制计。
final static int [] sizeTable = { 9, 99, 999, 9999, 99999, 999999, 9999999,
99999999, 999999999, Integer.MAX_VALUE };
static int stringSize(int x) {
for (int i=0; ; i++)
if (x <= sizeTable[i])
return i+1;
}
getChars()方法实际是哪个也是通过查表给一个空的char数组赋值。
static void getChars(int i, int index, char[] buf) {
int q, r;
int charPos = index;
char sign = 0;
if (i < 0) {
sign = '-';
i = -i;
}
// Generate two digits per iteration
while (i >= 65536) {
q = i / 100;
// really: r = i - (q * 100);
r = i - ((q << 6) + (q << 5) + (q << 2));
i = q;
buf [--charPos] = DigitOnes[r];
buf [--charPos] = DigitTens[r];
}
// Fall thru to fast mode for smaller numbers
// assert(i <= 65536, i);
for (;;) {
q = (i * 52429) >>> (16+3);
r = i - ((q << 3) + (q << 1)); // r = i-(q*10) ...
buf [--charPos] = digits [r];
i = q;
if (i == 0) break;
}
if (sign != 0) {
buf [--charPos] = sign;
}
}
转换的最后采用return new String(buf, true);的方式而不是直接使用String类型的其他构造器，这在一定程度上避免了Arrays.copoyOf()，提高了赋值效率。
2、支持其他进制的转换
public static String toString(int i, int radix) {
if (radix < Character.MIN_RADIX || radix > Character.MAX_RADIX)
radix = 10;
/* Use the faster version */
if (radix == 10) {
return toString(i);
}
char buf[] = new char[33];
boolean negative = (i < 0);
int charPos = 32;
if (!negative) {
i = -i;
}
while (i <= -radix) {
buf[charPos--] = digits[-(i % radix)];
i = i / radix;
}
buf[charPos] = digits[-i];
if (negative) {
buf[--charPos] = '-';
}
return new String(buf, charPos, (33 - charPos));
}
此外，Integer类还提供了toUnsignedString()，toBinaryString()，toOctalString()，toHexString()等方法。
五、IntegerCache和valueOf()
IntegerCache是Integer类的一个内部类，它的作用是在常量池中预先存入默认-128至127的int类型整数。当Integer类的其他方法用到cache中的整数时，可以直接从常量池中读取，而不是重新创建一个。这样做的结果是：两个从缓存中取出的int型整数会被==判定成相等的，即便他们使用了不同Integer对象的valueOf()方法。
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() {}
}
valueOf()方法是对IntegerCache的直接应用，如果在范围内则从缓存中获取，否则重新创建一个对象。
public static Integer valueOf(int i) {
if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
return new Integer(i);
}
同样，Integer类还提供了一些返回其他类型的valueOf()方法。
public byte byteValue() {
return (byte)value;
}
public short shortValue() {
return (short)value;
}
public int intValue() {
return value;
}
public long longValue() {
return (long)value;
}
public float floatValue() {
return (float)value;
}
public double doubleValue() {
return (double)value;
}
六、equals()和hashcode()
Integer类重写了equals()和hashcode()方法，其中equals()方法只在输入类型是Integer时才调用Integer.intValue()方法进行比较，比较的双方是两个int类型变量。否则直接返回false。如果入参obj是一个int类型变量，程序会进行自动装箱。
public boolean equals(Object obj) {
if (obj instanceof Integer) {
return value == ((Integer)obj).intValue();
}
return false;
}
重写后的hashcode()方法实际上就是把value当做hashcode返回了，这样一来，两个Integer对象只要做到value相等就会拥有相同的hashcode。
@Override
public int hashCode() {
return Integer.hashCode(value);
}
public static int hashCode(int value) {
return value;
}
七、getInteger()和decode()
getInteger()是用来通过System.getProperty()获得参数，并将其解析成Integer类型的方法。Integer类重载的三个getInteger()最终都是调用了下面这段代码。
public static Integer getInteger(String nm, Integer val) {
String v = null;
try {
v = System.getProperty(nm);
} catch (IllegalArgumentException | NullPointerException e) {
}
if (v != null) {
try {
return Integer.decode(v);
} catch (NumberFormatException e) {
}
}
return val;
}
其中decode()方法用来解析获取到的字符串，他的作用是确定进制并调用Integer.valueOf()进行数字解析。
public static Integer decode(String nm) throws NumberFormatException {
int radix = 10;
int index = 0;
boolean negative = false;
Integer result;
if (nm.length() == 0)
throw new NumberFormatException("Zero length string");
char firstChar = nm.charAt(0);
// Handle sign, if present
if (firstChar == '-') {
negative = true;
index++;
} else if (firstChar == '+')
index++;
// Handle radix specifier, if present
if (nm.startsWith("0x", index) || nm.startsWith("0X", index)) {
index += 2;
radix = 16;
}
else if (nm.startsWith("#", index)) {
index ++;
radix = 16;
}
else if (nm.startsWith("0", index) && nm.length() > 1 + index) {
index ++;
radix = 8;
}
if (nm.startsWith("-", index) || nm.startsWith("+", index))
throw new NumberFormatException("Sign character in wrong position");
try {
result = Integer.valueOf(nm.substring(index), radix);
result = negative ? Integer.valueOf(-result.intValue()) : result;
} catch (NumberFormatException e) {
// If number is Integer.MIN_VALUE, we'll end up here. The next line
// handles this case, and causes any genuine format error to be
// rethrown.
String constant = negative ? ("-" + nm.substring(index))
: nm.substring(index);
result = Integer.valueOf(constant, radix);
}
return result;
}
八、常用工具方法
Integer类还封装了一些常用的工具方法，包括比较大小，取最大最小值等。
1、compareTo()
public int compareTo(Integer anotherInteger) {
return compare(this.value, anotherInteger.value);
}
public static int compare(int x, int y) {
return (x < y) ? -1 : ((x == y) ? 0 : 1);
}
无符号数的表会调用compareUnsigned()方法。
public static int compareUnsigned(int x, int y) {
return compare(x + MIN_VALUE, y + MIN_VALUE);
}
2、位处理
下面两个方法分别返回的是一个int型变量最高位和最低位的权值，而不是最高位和最低位本身。
public static int highestOneBit(int i) {
// HD, Figure 3-1
i |= (i >> 1);
i |= (i >> 2);
i |= (i >> 4);
i |= (i >> 8);
i |= (i >> 16);
return i - (i >>> 1);
}
public static int lowestOneBit(int i) {
// HD, Section 2-1
return i & -i;
}
计算机以补码表示一个负数，所以对入参取负再进行位操作时，实际上操作的是他的补码。
<<：表示带符号左移，相当于乘2，低位移出（舍弃），高位的空位补符号位，即正数补零，负数补1。符度号位不变。
>>：表示带符号右移，相当于除2
>>>：表示无符号右移，移动得到的空位以零填问充
bitCount()方法用于统计二进制中1的个数。
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;
}
rotate()方法实现了循环左移和循环右移。
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);
}
reverse()方法实现了bit位的翻转，reverseBytes()则是按byte翻转。
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;
i = (i << 24) | ((i & 0xff00) << 8) |
((i >>> 8) & 0xff00) | (i >>> 24);
return i;
}
public static int reverseBytes(int i) {
return ((i >>> 24) ) |
((i >> 8) & 0xFF00) |
((i << 8) & 0xFF0000) |
((i << 24));
}
signum()方法可以返回入参的符号函数（如果指定值为负，则返回－1；如果指定值为零，则返回0；如果指定的值为正，则返回1）。
public static int signum(int i) {
// HD, Section 2-7
return (i >> 31) | (-i >>> 31);
}
numberOfLeadingZeros()和numberOfTrailingZeros()分别可以获得入参转换成二进制后，bit位为0的数量。
public static int numberOfLeadingZeros(int i) {
// HD, Figure 5-6
if (i == 0)
return 32;
int n = 1;
if (i >>> 16 == 0) { n += 16; i <<= 16; }
if (i >>> 24 == 0) { n += 8; i <<= 8; }
if (i >>> 28 == 0) { n += 4; i <<= 4; }
if (i >>> 30 == 0) { n += 2; i <<= 2; }
n -= i >>> 31;
return n;
}
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);
}
3、数学计算
/** 求和 */
public static int sum(int a, int b) {
return a + b;
}
/** 求最大值 */
public static int max(int a, int b) {
return Math.max(a, b);
}
/** 求最小值 */
public static int min(int a, int b) {
return Math.min(a, b);
}
/** 无符号除 */
public static int divideUnsigned(int dividend, int divisor) {
// In lieu of tricky code, for now just use long arithmetic.
return (int)(toUnsignedLong(dividend) / toUnsignedLong(divisor));
}
/** 无符号模 */
public static int remainderUnsigned(int dividend, int divisor) {
// In lieu of tricky code, for now just use long arithmetic.
return (int)(toUnsignedLong(dividend) % toUnsignedLong(divisor));
}
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