Java封神之路-拿下Byte（java游戏封神榜）

台上一分钟，台下十年功

每当看到资深工程师写代码或是分享自己的心得的时候，内心无比仰慕，惊叹大牛们为什么能把技术研究的如此之透彻。就好比，电视剧电影里，我们见过太多了武林高手一出场，那必定是能放出大招扭转乾坤，让人振奋不已。
但是坐下来静静想想，各个行业各路精英的每一次光彩绽放，背后应该都是有大量的练习和思考，这个过程并不那么光芒万丈，甚至还有些枯燥。
同样，如果想在Java这条路上封神，且不说封神，起码让自己对底层实现了解更加透彻，也是需要花费大量时间，下面就对今天看的内容做一个总结。主要看了java基本类库下的java.lang.Byte。

Byte

继承关系

可以看出，Byte继承了Number类，实现了Comparable接口

成员和方法：

Byte的取值范围从-128~127，为什么是这个区间，这是Java的基础。

小补充
概念：java中用补码表示二进制数，补码的最高位是符号位，最高位为“0”表示正数，最高位为“1”表示负数。
正数补码为其本身；
负数补码为其绝对值各位取反加1；
例如：
+21，其二进制表示形式是00010101，则其补码同样为00010101
-21，按照概念其绝对值为00010101，各位取反为11101010，再加1为11101011，即-21的二进制表示形式为11101011
步骤：

• byte为一字节8位，最高位是符号位，即最大值是01111111，因正数的补码是其本身，即此正数为01111111
  十进制表示形式为127

• 最大正数是01111111，那么最小负是10000000(最大的负数是11111111，即-1)

• 10000000是最小负数的补码表示形式，我们把补码计算步骤倒过来就即可。10000000减1得01111111然后取反10000000
  因为负数的补码是其绝对值取反，即10000000为最小负数的绝对值，而10000000的十进制表示是128，所以最小负数是-128

• 由此可以得出byte的取值范围是-128到+127

  toString方法

  public static String toString(byte b) {
   return Integer.toString((int)b, 10);
  }

  该方法返回String类型的对象。默认将byte类型的参数强转为int类型，在10进制下的String类型的对象。

  内部静态类ByteCache

  private static class ByteCache {
   private ByteCache(){}
   static final Byte cache[] = new Byte[-(-128) + 127 + 1];
   static {
   for(int i = 0; i < cache.length; i++)
   cache[i] = new Byte((byte)(i - 128));
   }
  }

  这个很有意思，这是将Byte的最小最大取值都装进一个Byte类型的缓存数组。
  静态初始化代码块在第一次类被加载的时候执行，可以看到通过遍历cache的长度，分别将-128到127共256个长度的数值塞入数组
  这个数组只会创建一次，后面每次使用都不用创建这个数组，这样做更加节省内存。
  这个ByteCache是如何调用的。下面我们看看valueOf方法

  valueOf方法

  public static Byte valueOf(byte b) {
   final int offset = 128;
   return ByteCache.cache[(int)b + offset];
  }

  该方法主要是返回一个byte类型对应的包装类型。
  写一个测试方法，看看valueOf方法是如何使用巧妙使用ByteCache的

  private static void testByte() {
   System.out.println(Byte.toString(Byte.MAX_VALUE));
   byte byteA = 1;
   byte byteB = 2;
   byte byteC = (byte)(byteA + byteB);
   System.out.println(Byte.valueOf(byteC));
  }

  通过调试我们可以发现

• 程序运行到Byte.valueOf方法后，内部就会调用ByteCache类的cache方法

• 进入ByteCache类，会初始化一个 static final类型的cache数组

• 在静态代码块中，为数组赋值
  当cache数组赋值完成，这时候我们看到数组大概张这样

• 测试代码传入的参数是3，这时候在valueOf方法中会加入一个偏移量，因为cache数组是从0开始的，要想数组的下标和数组的值保持一致，需要加上偏移量128，[(int)b + offset]正好是131，而缓存数组cache[131]的值正好是3，所以返回Byte类型的3.

  
  小补充：这里为什么使用[(int)b + offset]而不是[b + offset]
  因为在Java中的byte，short，char进行计算时都会提升为int类型，所以这里需要强转为int类型。
  如果你写下面一段代码是不能编译通过的

  byte a = 1;
  byte b = 2;
  byte c= a + b;

  这里写成这样就可以通过编译byte c = (byte)(a + b);(a + b)在相加的时候会自动提升为int，需要强转为byte再赋值给c。

  parseByte方法

  与Integer中的valueOf和parseInt存在调用关系不同，Byte中的valueOf并没有调用parseByte方法，而是直接使用了缓存数组。
  parseByte就是将String类型的字符转为byte基本类型，注意这里没有转为包装类型Byte。

  byteValue intValue longValue shortValue floatValue doubleValue

  作为一个byte返回该byte的值。这些方法都是继承自Number类。进入Number类，我们发现这里并没有booleanValue，charValue。
  因为进入Boolean和Character我们发现，这两个包装类都没有继承自Number。