文章目录
- 包装类
- 基本数据类型和对应的包装类
- 拆箱和装箱
- 自动装箱和自动拆箱
- 包装类面试题
- 什么是泛型
- 为什么要使用泛型
- 泛型类的创建语法
- 泛型类的使用
- 语法
- 示例
- 类型推导(Type Inference)
- 裸类型(Raw Type)
- 泛型如何编译的
- 擦除机制
- 为什么不能实例化泛型类型数组
- 泛型的上界
- 语法
- 示例
- 复杂示例
- 泛型方法
- 定义语法
- 示例
- 总结
包装类
在Java中，由于基本类型不是继承自Object，为了在泛型代码中可以支持基本类型，Java给每个基本类型都对应了一个包装类型。
基本数据类型和对应的包装类
除了 Integer 和 Character， 其余基本类型的包装类都是首字母大写。
拆箱和装箱
装箱就是自动将基本数据类型转换为包装器类型；拆箱就是自动将包装器类型转换为基本数据类型，有了装箱拆箱，java可以根据上下文，自动进行转换，极大的简化相关编程。
自动装箱和自动拆箱
int i = 10;
// 装箱操作，新建一个 Integer 类型对象，将 i 的值放入对象的某个属性中
Integer ii = Integer.valueOf(i);
Integer ij = new Integer(i);// 拆箱操作，将 Integer 对象中的值取出，放到一个基本数据类型中
int j = ii.intValue();
可以看到在使用过程中，装箱和拆箱带来不少的代码量，所以为了减少开发者的负担，java 提供了自动机制。
int i = 10;
Integer ii = i; // 自动装箱
Integer ij = (Integer)i; // 自动装箱int j = ii; // 自动拆箱
int k = (int)ii; // 自动拆箱
当我们查看实现逻辑时，发现java已经自动帮我们实现了
包装类面试题
下列代码输出什么，为什么？
public class Main {public static void main(String[] args) {Integer i1 = 100;Integer i2 = 100;Integer i3 = 200;Integer i4 = 200;System.out.println(i1==i2);System.out.println(i3==i4);}
}
答案为
true
false
为什么会出现这样的结果？输出结果表明i1和i2指向的是同一个对象，而i3和i4指向的是不同的对象。此时只需一看源码便知究竟，下面这段代码是Integer的valueOf方法的具体实现：
public static Integer valueOf(int i) {if(i >= -128 && i <= IntegerCache.high)return IntegerCache.cache[i + 128];elsereturn new Integer(i);}
而其中IntegerCache类的实现为：
private static class IntegerCache {static final int high;static final Integer cache[];static {final int low = -128;// high value may be configured by propertyint h = 127;if (integerCacheHighPropValue != null) {// Use Long.decode here to avoid invoking methods that// require Integer's autoboxing cache to be initializedint i = Long.decode(integerCacheHighPropValue).intValue();i = Math.max(i, 127);// Maximum array size is Integer.MAX_VALUEh = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - -low);}high = h;cache = new Integer[(high - low) + 1];int j = low;for(int k = 0; k < cache.length; k++)cache[k] = new Integer(j++);}private IntegerCache() {}}
从这两段代码可以看出，在通过valueOf方法创建Integer对象的时候，如果数值[-128,127]之间，便返回指向IntegerCache.cache中已经存在的对象的引用；否则创建一个新的Integer对象。
上面的代码中i1和i2的数值为100，因此会直接从cache中取已经存在的对象，所以i1和i2指向的是同一个对象，而i3和i4则是分别指向不同的对象
什么是泛型
一般的类和方法，只能使用具体的类型: 要么是基本类型，要么是自定义的类。如果要编写可以应用于多种类型的代码，这种刻板的限制对代码的束缚就会很大。
----- 来源《Java编程思想》对泛型的介绍。
泛型是在JDK1.5引入的新的语法，通俗讲，泛型：就是适用于许多许多类型。从代码上讲，就是对类型实现了参数化
为什么要使用泛型
比如我们现在要实现一个类，类中包含一个数组成员，使得数组中可以存放任何类型的数据，也可以根据成员方法返回数组中某个下标的值
思路大致为：
- 我们以前学过的数组，只能存放指定类型的元素，例如：int[] array = new int[10]; String[] strs = new String[10];
- 所有类的父类，默认为Object类。我们将数组创建为Object；
存在问题：我们发现以上代码实现后发现
- 任何类型数据都可以存放
- 1号下标本身就是字符串，但是确编译报错。必须进行强制类型转换
虽然在这种情况下，当前数组任何数据都可以存放，但是，更多情况下，我们还是希望他只能够持有一种数据类型。而不是同时持有这么多类型。
所以，泛型的主要目的：就是指定当前的容器，要持有什么类型的对象。让编译器去做检查。此时，就需要把类型，作为参数传递。需要什么类型，就传入什么类型
泛型类的创建语法
class 泛型类名称<类型形参列表> {// 这里可以使用类型参数
}
class ClassName<T1, T2, ..., Tn> {
}
也可以实现继承，并继承里面的泛型类
class 泛型类名称<类型形参列表> extends 继承类/* 这里可以使用类型参数 */ {// 这里可以使用类型参数
}
class ClassName<T1, T2, ..., Tn> extends ParentClass<T1> {// 可以只使用部分类型参数
}
那么刚刚上述代码就可以变为
上面代码涉及了许多新的东西，这里会一一做出解释
代码解释：
- 类名后的 代表占位符，表示当前类是一个泛型类
了解： 【规范】类型形参一般使用一个大写字母表示，常用的名称有
E 表示 Element
K 表示 Key
V 表示 Value
N 表示 Number
T 表示 Type
S, U, V 等等 -第二、第三、第四个类型
- 注释1处，不能new泛型类型的数组，意味着
T[] ts = new T[5];//是不对的
上述的代码：T[] array = (T[])new Object[10];是否就足够好，答案是未必的。这块问题一会儿介绍。
-
注释2处，类型后加入 指定当前类型
-
注释3处，不需要进行强制类型转换
-
注释4处，代码编译报错，此时因为在注释2处指定类当前的类型，此时在注释4处，编译器会在存放元素的时候帮助我们进行类型检查。
泛型类的使用
语法
泛型类<类型实参> 变量名; // 定义一个泛型类引用
new 泛型类<类型实参>(构造方法实参); // 实例化一个泛型类对象
示例
MyArray<Integer> list = new MyArray<Integer>();
注意：泛型只能接受类，所有的基本数据类型必须使用包装类！
类型推导(Type Inference)
当编译器可以根据上下文推导出类型实参时，可以省略类型实参的填写
MyArray<Integer> list = new MyArray<>(); // 可以推导出实例化需要的类型实参为 Integer
裸类型(Raw Type)
裸类型是一个泛型类但没有带着类型实参，例如 MyArrayList 就是一个裸类型
MyArray list = new MyArray();
注意： 我们不要自己去使用裸类型，裸类型是为了兼容老版本的 API 保留的机制下面的类型擦除部分，我们也会讲到编译器是如何使用裸类型的。
小结：
- 泛型是将数据类型参数化，进行传递
- 使用 表示当前类是一个泛型类。
- 泛型目前为止的优点：数据类型参数化，编译时自动进行类型检查和转换
泛型如何编译的
擦除机制
那么，泛型到底是怎么编译的？通过命令：javap -c 查看字节码文件，所有的T都是Object
在编译的过程当中，将所有的T替换为Object这种机制，我们称为：擦除机制。
Java的泛型机制是在编译级别实现的。编译器生成的字节码在运行期间并不包含泛型的类型信息
有关泛型擦除机制的文章截介绍
为什么不能实例化泛型类型数组
例如以下代码
原因：替换后的方法为：将Object[]分配给Integer[]引用，程序报错
public Object[] getArray() {return array;
}
通俗讲就是：返回的Object数组里面，可能存放的是任何的数据类型，可能是String，可能是Person，运行的时候，直接转给Integer类型的数组，编译器认为是不安全的
向下转型不安全
那么我们有没有正确的方式呢？这里也是有的，博主在这里给大家提供一种
class MyArray<T> {public T[] array;public MyArray() {}/ ***通过反射创建，指定类型的数组* @param clazz* @param capacity*/public MyArray(Class<T> clazz, int capacity) {array = (T[])Array.newInstance(clazz, capacity);}public T getPos(int pos) {return this.array[pos];}public void setVal(int pos,T val) {this.array[pos] = val;}public T[] getArray() {return array;}
}
public static void main(String[] args) {MyArray<Integer> myArray1 = new MyArray<>(Integer.class,10);Integer[] integers = myArray1.getArray();
}
泛型的上界
在定义泛型类时，有时需要对传入的类型变量做一定的约束，可以通过类型边界来约束。
语法
class 泛型类名称<类型形参 extends 类型边界> {...
}
示例
public class MyArray<E extends Number> {...
}
只接受 Number 的子类型作为 E 的类型实参
MyArray<String> l2; // 编译错误，因为 String 不是 Number 的子类型
MyArray<Integer> l1; // 正常，因为 Integer 是 Number 的子类型
结果为
error: type argument String is not within bounds of type-variable EMyArrayList<String> l2;^
where E is a type-variable:E extends Number declared in class MyArrayList
没有指定类型边界 E，可以视为 E extends Object
复杂示例
public class MyArray<E extends Comparable<E>> {...
}
E必须是实现了Comparable接口的
此时我们可以用这个知识对任意数组进行寻找最大值
class Alg<T extends Comparable<T>> {public T findMax (T[] array) {T max = array[0];for (int i = 1; i < array.length; i++) {if(max.compareTo(array[i]) < 0 ) {max = array[i];}}return max;}
}public static void main(String[] args) {Alg<Integer> alg = new Alg<>();Integer[] array = {1,2,3,4};Integer ret = alg.findMax(array);System.out.println(ret);}
泛型方法
你可以写一个泛型方法，该方法在调用时可以接收不同类型的参数。根据传递给泛型方法的参数类型，编译器适当地处理每一个方法调用。
下面是定义泛型方法的规则：
- 所有泛型方法声明都有一个类型参数声明部分（由尖括号分隔），该类型参数声明部分在方法返回类型之前（在下面例子中的 ）。
- 每一个类型参数声明部分包含一个或多个类型参数，参数间用逗号隔开。一个泛型参数，也被称为一个类型变量，是用于指定一个泛型类型名称的标识符。
- 类型参数能被用来声明返回值类型，并且能作为泛型方法得到的实际参数类型的占位符。
- 泛型方法体的声明和其他方法一样。注意类型参数只能代表引用型类型，不能是原始类型（像 int、double、char 等）。
定义语法
方法限定符 <类型形参列表> 返回值类型 方法名称(形参列表) { … }
示例
class Alg{//泛型方法public static<T extends Comparable<T>> T findMax (T[] array) {T max = array[0];for (int i = 1; i < array.length; i++) {if(max.compareTo(array[i]) < 0 ) {max = array[i];}}return max;}
}
public static void main(String[] args) {Integer[] array = {1,2,3,4};Integer ret = Alg2.<Integer>findMax(array);System.out.println(ret);
}
此处的Interger可以选择不加，java可以根据你array里面值的类型进行推导
Integer ret = Alg2.<Integer>findMax(array);Integer ret = Alg2.findMax(array);
总结
关于《 【数据结构】 简单认识包装类与泛型》就讲解到这儿，感谢大家的支持，欢迎各位留言交流以及批评指正，如果文章对您有帮助或者觉得作者写的还不错可以点一下关注，点赞，收藏支持一下！
