【数据结构】包装类&简单认识泛型

Mang go2023-09-12 15:39

文章目录

  • [1 包装类](#1 包装类)
    • [1.1 基本数据类型和对应的包装类](#1.1 基本数据类型和对应的包装类)
    • [1.2 装箱和拆箱](#1.2 装箱和拆箱)
  • [2 什么是泛型](#2 什么是泛型)
  • [3 引出泛型](#3 引出泛型)
    • [3.1 语法](#3.1 语法)
  • [4 泛型类的使用](#4 泛型类的使用)
    • [4.1 语法](#4.1 语法)
    • [4.2 示例](#4.2 示例)
    • [4.3 类型推导(Type Inference)](#4.3 类型推导(Type Inference))
  • [5 泛型的上界](#5 泛型的上界)
    • [5.1 语法](#5.1 语法)
    • [5.2 示例](#5.2 示例)
    • [5.3 复杂示例](#5.3 复杂示例)
  • [6 泛型方法](#6 泛型方法)
    • [6.1 定义语法](#6.1 定义语法)
    • [6.2 示例](#6.2 示例)
    • [6.3 使用示例-可以类型推导](#6.3 使用示例-可以类型推导)
    • [6.4 使用示例-不使用类型推导](#6.4 使用示例-不使用类型推导)

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

基本数据类型 包装类
byte Byte
short Short
int Integer
long Long
float Float
double Double
char Character
boolean Boolean

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

java 复制代码 
 int i = 10;
        //装箱
        Integer ii = new Integer(i);
        Integer ij = Integer.valueOf(i);
        //拆箱
        int j = ij.intValue();
        double d = ii.doubleValue();
        //自动装箱
        Integer iii = i;
        Integer iij = (Integer) i;
        //自动拆箱
        int k = iii;
        int jj = (int) iij;
        System.out.println(jj);
        System.out.println(iii);
        System.out.println(d);

【面试题】

下列代码输出什么，为什么？

java 复制代码 
public static void main(String[] args) {
	Integer a = 127;
	Integer b = 127;
	Integer c = 128;
	Integer d = 128;
	System.out.println(a == b);
	System.out.println(c == d);
}

运行结果

true

false

原因：

Integer a = 127; Integer b = 127 ; Integer c = 128; Integer d = 128;是装箱的过程，需要调用valueOf方法

IntegerCache.low == -128

IntegerCache.high == 127

当超过该范围时会生成新的对象

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 = new String[10];
  2. 所有类的父类，默认为Object类。数组是否可以创建为Object?
    代码示例：
java 复制代码 
class MyArray {
public Object[] array = new Object[10];
public Object getPos(int pos) {
return this.array[pos];
}
public void setVal(int pos,Object val) {
this.array[pos] = val;
}
}
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
MyArray myArray = new MyArray();
myArray.setVal(0,10);
myArray.setVal(1,"hello");//字符串也可以存放
String ret = myArray.getPos(1);//编译报错
System.out.println(ret);
}
}

问题：以上代码实现后 发现

  1. 任何类型数据都可以存放
  2. 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。

3.1 语法

java 复制代码 
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
}

上述代码进行改写如下：

java 复制代码 
class MyArray<T> {
public T[] array = (T[])new Object[10];//1
public T getPos(int pos) {
return this.array[pos];
}
public void setVal(int pos,T val) {
this.array[pos] = val;
}
}
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
MyArray<Integer> myArray = new MyArray<>();//2
myArray.setVal(0,10);
myArray.setVal(1,12);
int ret = myArray.getPos(1);//3
System.out.println(ret);
myArray.setVal(2,"bit");//4
}
}

代码解释：

  1. 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

  1. 注释1处，不能new泛型类型的数组
    意味着：
java 复制代码 
T[] ts = new T[5];//是不对的

泛型只存在于编译时期，当程序运行后，到JVM就没有泛型这个感念

  1. 注释2处，类型后加入 指定当前类型

  2. 注释3处，不需要进行强制类型转换

  3. 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。

4 泛型类的使用

4.1 语法

java 复制代码 
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

4.2 示例

java 复制代码 
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！

4.3 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

java 复制代码 
MyArray<Integer> list = new MyArray<>(); // 可以推导出实例化需要的类型实参为 Integer

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

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

5.2 示例

java 复制代码 
public class MyArray<E extends Number> {
...
}

只接受 Number 的子类型作为 E 的类型实参

例如：

java 复制代码 
class MyArray<T extends Number>{
  
}
public class Test4 {
    public static void main(String[] args) {
        MyArray<Number> myArray1 = new MyArray<>();
        MyArray<Integer> myArray = new MyArray<>();
    }
}

了解： 没有指定类型边界 E，可以视为 E extends Object

5.3 复杂示例

例如：

求数组最大值

java 复制代码 
//T 一定是引用类型，最终被擦除为Object类型
class Alg<T extends Comparable<T>>{
    public T find(T[] arr){
        T max = arr[0];
        for (int i = 1; i <arr.length ; i++) {
            if(max.compareTo(arr[i]) < 0){
                max = arr[i];
            }
        }
        return max;
    }

}
public class Test5 {
    public static void main(String[] args) {
        Alg<Integer> alg = new Alg<>();
        Integer[] arr = {1,2,3,4,5};
        Integer a = alg.find(arr);
        System.out.println(a);
    }
}

6 泛型方法

6.1 定义语法

java 复制代码 
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

java 复制代码 
public class Util {
//静态的泛型方法 需要在static后用<>声明泛型类型参数
public static <E> void swap(E[] array, int i, int j) {
E t = array[i];
array[i] = array[j];
array[j] = t;
}
}

6.3 使用示例-可以类型推导

java 复制代码 
Integer[] a = { ... };
swap(a, 0, 9);
String[] b = { ... };
swap(b, 0, 9);

6.4 使用示例-不使用类型推导

java 复制代码 
Integer[] a = { ... };
Util.<Integer>swap(a, 0, 9);
String[] b = { ... };
Util.<String>swap(b, 0, 9);

实例：

java 复制代码 
class Alg1{
    public <T extends Comparable<T>> T find(T[] arr){
        T max = arr[0];
        for (int i = 1; i <arr.length ; i++) {
            if(max.compareTo(arr[i]) < 0){
                max = arr[i];
            }
        }
        return max;
    }
}
public class Test5 {
    public static void main(String[] args) {
        //类型推导，根据实参传值，推导此时的类型
        Alg1 alg1 = new Alg1();
        Integer[] arr1 = {1,2,3,4,5};
        Integer a1 = alg1.find(arr1);
        System.out.println(a1);
        }
 }
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