昨天提到Java會在編譯時實現自動裝箱和拆箱，將基礎類型和包裝類別進行轉換，同時將ByteCode進行反編譯，解讀程式碼實際運行的過程，證實使用包裝類別內建方法實現類型轉換，今日來使用JDK提供的編譯和反編譯工具，證實前幾篇提到很多次的觀念，有些「陳述式是特別設計」的使用方式，編譯後會照預設規則，以另一種方式執行

編譯與反編譯基本使用方式

Java JDK提供了 javac(編譯)用來將.java檔案編譯成 bytecode，要了解實際內容可以使用javap(反編譯)，解析bytecode轉成文字內容，裡面呈現了JVM可以呈現的指令及內容，現在來段簡單的程式碼實作

// 自訂一個 Class 在main方法輸入下列執行內容
public static void main(String[] args) {
    int intNum = 99;
    float floatNum = intNum;
    System.out.println(floatNum); // output: 99.0
}

這段程式碼定義整數變數 intNum，接著將整數值賦值給浮點數 floatNum，打印 floatNum顯示 99.0，這有個問題Java是強型別，整數可以跟浮點數的類型轉換，後面會透過編譯工具來揭曉答案，先按照下面步驟產生內容

第一步將.java檔案進行編譯，打開 CMD 進入當前 .java檔案目錄，輸入 javac xxx.java執行完成，可以發現目錄下出現一個 .class檔案裡面就是編譯後的ByteCode

第二步透過反編譯查看編譯後的內容，javap -v (ByteCode檔案名稱) >> 要檢視的檔案名稱，執行成功可以看到新增了「要檢視的檔案名稱」，點進去就會看到「當前類別載入時」如何進行記憶體操作，以及main方法的運行流程

基礎類型向下兼容

基礎類型除了能與封裝類型實現自動轉換，在「特定規則下」能實現基礎類型間的資料轉換，轉換有兩個大原則

• 數值類型可以互相轉換，但浮點數轉整數可能會影響精度
• 整數(int)與字元(char)可以實現互相轉換

看說明不太好理解，這邊先打開上個段落反編譯後的檔案，來看數值間的轉換方式

bipush        99
istore_1
iload_1
i2f
fstore_2
getstatic     #7                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
fload_2
invokevirtual #13                 // Method java/io/PrintStream.println:(F)V
return

其中實現流程可以發現，先建立整數常數 99，在存入記憶體#1中，在執行名為i2f的操作，後來去查資料發現是JVM將int轉成float的指令，因此後面的動作可以理解成，將整數轉化後的浮點數數值存入記憶體#2中，在實現將變數floatNum賦值操作，由結果可以知道基礎類型的資料轉型，在編譯時會加入型別轉換的指令

接著實作另一種情況，將佔用空間較大的類型，賦值給佔用空間較小的類型，基礎類型 float賦值給浮點數

float f2 = (float) 10.5;
int i2 = f2;

執行時會拋出這個錯誤，error: incompatible types: possible lossy conversion from float to int
要解決這個問題，可以透過強制轉型方式將float資料轉成整數，將程式碼改成下列做法

float f2 = (float) 10.5;
int i2 = (int) f2;
System.out.println(i2); // 10

// 重新反編譯內容
ldc           #19                 // float 10.5f
fstore_3
fload_3
f2i
istore        4
getstatic     #7                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
iload         4
invokevirtual #20                 // Method java/io/PrintStream.println:(I)V

從編譯結果可以知道，原本的i2f變成了f2i，用法如字面上的意思一樣，是將float轉成int，相較一開始將佔用空間小的型別，轉至佔用空間大的型別，會出現錯誤警示，其原因是每個型別佔用與最大值最小值，可能會因為要向下轉型的實際值，超出變數參考類型的範圍，導致出現預期外錯誤，下面來段範例說明，可能造成此問題的情況

long f3 = Long.MIN_VALUE;
int i3 = (int) f3;
System.out.printf( "Long Min Value:%d \nActual Value:%d\n", Long.MIN_VALUE, i3);
// output:
    Long Min Value:-9223372036854775808
    Actual Value:0

從結果仔細推導內容，Long.MIN_VALUE超出了int的最小值-2147483648，不在int類型可接受長度內，因此在轉型時會將整數i3的值，強制套用0，出現資料失控的問題，造成不可控的錯誤，Java為了防範這種問題，要求以強制轉型方式進行型別轉換

最後可以得到一種結論，即使程式在運編譯時有時候會幫忙自動轉型，實際撰寫邏輯時還是要養成檢查資料的習慣，才能預防出現即使程式編譯通過，實際執行卻出現失控的資料，導致很難抓的BUG出現

參考文獻

1. https://www.baeldung.com/java-primitives
2. https://www.jyt0532.com/2020/02/29/jvm-byte-instruction/
3. https://www.baeldung.com/java-lossy-conversion