【数据结构】包装类和泛型

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👑目录

包装类🌙

⭐基本类型对应的包装类

⭐装箱与拆箱

🌈自动装箱和显式装箱

🚀自动装箱:

🚀显式装箱

[🚀 Integer类的缓存机制:](#🚀 Integer类的缓存机制:)

🌈自动拆箱和显式拆箱

🚀自动拆箱

🚀显式拆箱

🌈相关面试题及知识点

泛型🌙

⭐语法

🌈基本泛型类定义:

🌈多类型参数的泛型类:

🌈泛型类继承自其它泛型类:

🌈泛型类继承自特定类型的泛型类:

🌈具体代码举例:

⭐泛型类的使用:

🌈语法:

🌈举例:

⭐裸类型(了解):

⭐泛型的擦除机制(泛型如何编译):

⭐泛型的上界

🌈语法:

🌈例子:

🌈复杂例子:

⭐泛型方法:

🌈方法示例:

[🌈 使用方法示例:](#🌈 使用方法示例:)

🚀可以类型推导:

🚀不使用类型推导:


包装类🌙

Java中每个基本数据类型都对应了一个包装类,

除了int的包装类是Integer,char的包装类是Character,其他的基本类型对应的包装类都是将首字母大写。

|------------|-----------|
| 基本数据类型 | 包装类 |
| byte | Byte |
| short | Short |
| int | Integer |
| long | Long |
| char | Character |
| boolean | Boolean |
| float | Float |
| double | Double |
[### ⭐基本类型对应的包装类]

Java中的泛型中,不能直接使用基本数据类型作为类型参数;

如果需要使用与基本数据类型相关的泛型,应该使用它们对应的包装类。

⭐装箱与拆箱

又叫装包或拆包。

🌈自动装箱和显式装箱

🚀自动装箱:

自动地将基本数据类型(如int、double等)转换为它们对应的包装类(如Integer、Double等)

java 复制代码
        int a = 6;
        //自动装箱
        Integer b = a;
        Integer b2 = (Integer)a;
🚀显式装箱
java 复制代码
        int a = 6;
         //显式装箱,调用valueOf()方法
        Integer d = Integer.valueOf(888);
        Integer d2 = Integer.valueOf(a);
        Integer d3 = new Integer(a);//已弃用,避免使用
🚀 Integer类的缓存机制:

这个缓存机制默认缓存 -128~127的所以Integer对象。

当你创建Integer类型的对象时,(使用.valueOf或自动装箱来创建对象,)

如果值在这个范围内,Java会直接从内存中返回已经存在的对象,而不是创建新对象。

因此在这个范围内的Integer变量可能指向同一个对象示例。

为什么是可能?

如果使用显式装箱new Integer(int value)来创建,那么即使值在 -128~127这个范围内,也不会从内存中调用已经存在的对象,而是创建一个新的对象示例。

🌈自动拆箱和显式拆箱

🚀自动拆箱
java 复制代码
         Integer a = 99;
        //自动拆箱
        int b = a;
        int b2 = (int)a;
        
🚀显式拆箱
java 复制代码
        Integer a = 99;
         //显式拆箱
        int c = a.intValue();
        double d = a.doubleValue();

🌈相关面试题及知识点

下面代码输出内容是什么?

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

答案是false和true

为什么呢?

这涉及两个知识点:Integer的缓存机制、引用类型的比较方式。

这里用自动装箱将int类型值转换为Integer对象,其中a和b为127,在 -128~127这个范围内,因此a和b都指向内存中返回的同一个对象。

而aa、bb值不在范围内,因此aa、bb各自创建一个新的对象。

另外,代码中是用 == 来比较的,在引用类型中,==比较的是实例对象的地址,.equals()比较的是对象的内容,.compareTo()比较的是内容大小。

a和b指向同一个对象,因此 a==b结果为true;

aa和bb指向的不是同一个对象,因此 aa==bb结果为false。

泛型🌙

通俗讲,泛型就是适用于许多类型。

从代码角度上看,泛型就是将类型参数化。编译时自动进行类型检查和转换

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。

⭐语法

🌈基本泛型类定义:

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  
}

这里的泛型类名称是类的名称就,<类型形参列表>是定义在尖括号中的类型参数列表,它们是占位符,用于在类的定义中指定不确定的类型。

例如

java 复制代码
class Box<T> {  
    private T t;  
  
    public void set(T t) {
     this.t = t; 
    }  
    public T get() {
     return t; 
    }  
}

🌈多类型参数的泛型类:

java 复制代码
class ClassName<T1, T2, ..., Tn> {  
}

该类可以拥有多个类型参数。类型参数之间用逗号分隔。这样的类可以更加灵活,因为它可以同时处理多种类型的数据。

例如:

java 复制代码
class Pair<K, V> {  
    private K key;  
    private V value;  
  
    public void setKey(K key) {
     this.key = key; 
    }  
    public void setValue(V value) { 
     this.value = value; 
    }  
    public K getKey() { 
     return key;
    }  
    public V getValue() { 
     return value;
    }  
}

🌈泛型类继承自其它泛型类:

java 复制代码
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  
}

当泛型类继承自另一个泛型类时,子类可以定义自己的类型参数列表,并且可以在继承时使用父类的类型参数。子类可以选择性地覆盖或保留父类的类型参数。

例如:

java 复制代码
class GenericList<E> {  
    // 假设这里有一些与E类型相关的操作  
}  
  
class MyList<T> extends GenericList<T> {  
    // 这里可以直接使用T,因为T被传递给了GenericList  
}

🌈泛型类继承自特定类型的泛型类:

java 复制代码
class ClassName<T1, T2, ..., Tn> extends ParentClass<T1> {  
    // 可以只使用部分类型参数  
}

🌈具体代码举例:

java 复制代码
 class MyArray<T> {
    public Object[] array =  new Object[10];
 
    public T getPos(int pos) {
        return (T)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<>();//1
        myArray.setVal(0,10);
        myArray.setVal(1,12);
        int ret = myArray.getPos(1);//2
        System.out.println(ret);
        myArray.setVal(2,"Java");//3,此处报错
    }
 }

注释1处,类型后加入<Integer>指定当前类型。

注释2处不用再进行强制类型转换,因为在getpos()中返回值前就转换了。

注释3处报错,"Java"是String类型,但myArray已经指定了Integer类型,编译报错。编译器会在我们存放元素时进行类型检查。

类名后的<T>代表占位符,表示当前类是一个泛型类,< >中必须是引用类型,不能是基本数据类型。

类型形参一般用一个大写字母表示,常见的有:

T代表Type E代表Element K代表Key V代表Value

N代表Number S、U、V......第二、第三、第四个类型

⭐泛型类的使用:

🌈语法:

泛型类<类型参数> 变量名字; //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

🌈举例:

MyArray<Integer> arr = new MyArray<Integer>();

当编译器可根据上下文推导处类型参数的时候,可以省略< >中的类型参数

MyArray<Integer> arr = new MyArray<>();

⭐裸类型(了解):

是一个泛型类,但是没有类型实参:

MyArray arr = new MyArray();

我们不需要自己去使用裸类型,它是为了兼容老版本的API保留的机制。

⭐泛型的擦除机制(泛型如何编译):

在编译过程中将所有的T替换为Object,这种机制就是擦除机制。

当泛型类被类型擦除时,如果泛型类中的类型参数部分指定上限(如<T extends String>),则类型参数会被替换成类型上限。

Java的泛型机制是在编译级别实现的,因此编译器生成的字节码文件中不包含泛型的类型信息。

⭐泛型的上界

🌈语法:

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

注意与继承了其它泛型类的泛型类区别

🌈例子:

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

这里只接收Number的子类作为类型参数

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

没有指定类型上界时,可视为<E extends Object>

🌈复杂例子:

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

这里表示类型参数E必须是实现了Comparable<E>接口的任何类型,实现了这个接口后,

这个类的对象可以与其它同类型的对象进行比较。

⭐泛型方法:

方法限定符 返回值类型 方法名称(形参列表) { ... }

🌈方法示例:

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;
    }
 }

🌈 使用方法示例:

🚀可以类型推导:
java 复制代码
Integer[] a = { ... };
 swap(a, 0, 9);
 
String[] b = { ... };
 swap(b, 0, 9);
🚀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)

🎉🎉本次内容结束啦

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