Java 中的數值型別：基本型別與包裝類別在 POJO、DTO 和實體中的選擇

在 Java 開發中，選擇適當的數值型別對於程式的效能、可讀性和維護性都有重要影響。

本文將探討在 POJO（Plain Old Java Object）、DTO（Data Transfer Object）

和數據庫實體中使用基本型別（如 int、long、float、double）還是其對應的包裝類別（如 Integer、Long、Float、Double）的問題。

基本型別和包裝類別的特性

基本型別（int、long、float、double 等）：
- 直接存儲數值
- 不能賦值為 null
- 佔用較少的記憶體
- 運算效能較高
包裝類別（Integer、Long、Float、Double 等）：
- 可以賦值為 null
- 提供額外的方法和功能
- 可以用於泛型
- 佔用較多的記憶體
- 涉及裝箱和拆箱操作，可能影響效能

Java 與 C# 數值型別的比較

Java 和 C# 在處理數值型別時有顯著的差異：

型別系統：
- Java: 嚴格區分基本型別和包裝類別。例如，int 和 Integer 是不同的型別。
- C#: 統一的型別系統。int 實際上是 System.Int32 的別名，沒有嚴格的基本型別和包裝類別之分。
Null 值處理：
- Java: 基本型別不能為 null，包裝類別可以為 null。
- C#: 所有數值型別都可以通過可空型別（Nullable Types）來表示 null 值，例如 int?。
裝箱和拆箱：
- Java: 在基本型別和包裝類別之間轉換時發生。
- C#: 在值型別和引用型別之間轉換時發生，但由於統一的型別系統，這種情況較少見。
泛型使用：
- Java: 泛型只能使用包裝類別，不能使用基本型別。
- C#: 可以直接使用任何數值型別作為泛型參數。

這些差異導致 Java 開發者在選擇數值型別時需要更多考慮。

POJO 和 DTO 中的應用

在 POJO 和 DTO 中，通常建議使用包裝類別。原因如下：

可 NULL：包裝類別可以表示 null 值，這在許多業務場景中很重要。
與集合框架的相容性：Java 的泛型集合只能使用包裝類別。
序列化友好：許多 JSON 處理庫對包裝類別的處理更為完善。

範例代碼：

public class UserDTO {
    private Integer age;
    private Double salary;
    private Long id;
}

數據庫實體中的應用

對於數據庫實體，選擇取決於具體的 ORM 框架和數據庫設計：

如果使用 JPA（如 Hibernate），推薦使用包裝類別，因為它們可以更好地映射數據庫的 NULL 值。
如果數據庫列允許 NULL 值，應使用包裝類別。
如果數據庫列有 NOT NULL 約束，可以考慮使用基本型別，但使用包裝類別也是可以的。

範例代碼：

@Entity
public class Employee {
    @Id
    @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)
    private Long id;

    private Integer age;

    @Column(nullable = false)
    private Double salary;

    private Float performanceScore;
}

效能考慮

基本型別在效能方面略勝一籌，特別是在大量數值運算的場景中。

然而，在大多數應用中，這種效能差異通常可以忽略不計。

只有在極端高效能要求的場景下，才需要特別考慮使用基本型別。

效能測試範例：

public class PerformanceTest {
    public static void main(String[] args) {
        testPerformance("int", () -> {
            int sum = 0;
            for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
                sum += i;
            }
        });

        testPerformance("Integer", () -> {
            Integer sum = 0;
            for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
                sum += i;
            }
        });
    }

    private static void testPerformance(String type, Runnable test) {
        long start = System.nanoTime();
        test.run();
        long end = System.nanoTime();
        double seconds = (end - start) / 1_000_000_000.0;
        System.out.printf("%s 執行時間: %.6f 秒%n", type, seconds);
    }
}

下圖為執行結果：

執行結果

選擇建議

POJO 和 DTO：優先使用包裝類別，以提供更大的靈活性。
數據庫實體：
- 如果欄位可能為 null，使用包裝類別。
- 如果欄位有 NOT NULL 約束，可以使用基本型別，但使用包裝類別也可以。
效能關鍵場景：如果確定欄位永遠不為 null，且在效能關鍵的地方，可以考慮使用基本型別。

結論

選擇適當的數值型別需要考慮多個因素，包括可 NULL、與框架的相容性、序列化需求和效能考慮。

在大多數情況下，使用包裝類別提供了更大的靈活性和一致性。

然而，最重要的是在專案中保持一致的編碼風格。無論選擇哪種方式，都應該在整個專案中統一使用，並在團隊中達成共識。

通過仔細考慮這些因素，開發者可以為他們的 Java 應用選擇最合適的數值型別，從而提高代碼質量和可維護性。

圖片來源：AI 產生