1.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。

1.1 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。

1.2 装箱和拆箱

装箱：将基本类型变成引用类型
拆箱：将引用类型变成基本类型（可以实现不同类型之间转换）
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。（装箱本质上还是调用了valueOf();这个方法）

public static void main(String[] args) {//自动装箱int a=10;Integer b=a;Integer c=(Integer) a;//自动拆箱int j=b;int k=(int)b;}

【思考题】为什么下面代码会输出如图所示结果

public static void main(String[] args) {Integer a=100;Integer b=100;System.out.println(a==b);Integer c=200;Integer d=200;System.out.println(c==d);}

运行结果

下面是valueOf()的原码

通过上面的原码我们发现，我们对 i 进行装箱时当 i 处于一个值区间[IntegerCache.low，IntegerCache.high]时就会返回这个范围里缓存的数据，不在这个缓存区间内，拆箱的时候就会返回一个新的对象，会开辟一个新的内存。


继续回溯我们可以找到low的值为-128，high的值为127。我们可以得到：当对一个int类型装箱时，如果他的值在[-128,127]之间，就会直接返回缓存区的值，此时如果int数据相同，他们的地址也是相同，通过==比较就会返回true；反之，就会创建一个新的对象，尽管int数据相同但是他们的地址不同，通过==比较返回false

2.什么是泛型

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。

3.引出泛型

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：

1. 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 = newString[10];
2. 所有类的父类，默认为Object类。数组是否可以创建为Object?

Object类是所有类的父类，所以可以用来接收所有类型的数据。举例如下：

Object[] objects={'a',12,12.34,"abcdef"};

但是如果我们要对数据赋值的时候会编译报错。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。

3.1 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> {
}
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
}

3.2 泛型的使用

举例如下：

class MyArray<T>{//这里的<T>表示这个类是一个泛型类，可以设置多个Tpublic Object[] objects=new Object[10];public void setValue(int pos,T x){//这里的T就是指定的类型objects[pos]=x;}public T getVal(int pos){return (T)objects[pos];//这里需要强制转换一下}
}

public static void main(String[] args) {MyArray<Integer> myArray=new MyArray<>();//当我们指定这个泛型为Integer时只能存整形myArray.setValue(0,1);myArray.setValue(1,2);//传字符串的时候会报错//myArray.setValue(2,"abc");}

【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
注意
1.代码运行的时候并没有泛型这个概念
2.Java当中的数组其实是一种类型
3.泛型只能接受类，所有的基本数据类型必须使用包装类
4.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

4.泛型是如何编译的

4.1 擦除机制

通过上面的字节码文件可以知道，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介绍：有关泛型擦除机制的文章

4.2 为什么不能实例化泛型类型数组

class MyArray<T> {
public T[] array = (T[])new Object[10];
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[] strings = myArray1.getArray();
}
/*
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: [Ljava.lang.Object; cannot be cast to [Ljava.lang.Integer;
at TestDemo.main(TestDemo.java:31)
*/

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。
正确的方式：

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();
}

5.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。

5.1 语法

class 泛型类名称<类型形参 extends 类型边界> {
...
}

5.2 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<Integer> l1; // 正常，因为 Integer 是 Number 的子类型
MyArray<String> l2; // 编译错误，因为 String 不是 Number 的子类型

没有指定类型边界 E，可以视为 E extends Object

5.3 复杂示例

public class MyArray<E extends Comparable<E>> {
...
}

E必须是实现了Comparable接口的，举例如下：

class MyArray<T extends Comparable<T>>{//这里的<T>表示这个类是一个泛型类public Object[] objects=new Object[10];public T getMax(T[] array){//找到数组的最大值T max=array[0];for(int i=1;i<array.length;i++){//array[i]>max,错误比较，引用类型不能直接比较，要实现Comparable接口if(array[i].compareTo(max)>0){max=array[i];}}return max;}
}

6.泛型方法

6.1 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) { ... }

6.2 示例

class MyArray{public Object[] objects=new Object[10];public <T extends Comparable<T>>T getMax(T[] array){//在方法前加类型形参列表T max=array[0];for(int i=1;i<array.length;i++){//array[i]>max,错误比较，引用类型不能直接比较，要实现Comparable接口if(array[i].compareTo(max)>0){max=array[i];}}return max;}
}

6.3 使用示例-可以类型推导

public static void main(String[] args) {MyArray myArray=new MyArray();Integer[] a={1,2,3,4,5,6};myArray.getMax(a);//自动通过传入的数据推导类型}

6.4 使用示例-不使用类型推导

public static void main(String[] args) {MyArray myArray=new MyArray();Integer[] a={1,2,3,4,5,6};myArray.<Integer>getMax(a);//给定类型}