数据结构-1.初始包装类与泛型

本节目标:学习包装类与泛型为阅读java集合源码打下基础.

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基本数据类型对应包装类

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

除了Integer和Character,其余基本数据类型的包装类都是首字母大写

1.2.装箱和拆箱

复制代码

int num = 10;

Integer a = num;//自动装箱

Integer b = (Integer) num;//自动装箱

int c = a;//自动拆箱

int d = (int)b;//自动拆箱

//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 num1 = Integer.valueOf(num);//显示装箱
Integer num2 = new Integer(num);//显示装箱
//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 num3 = num1.intValue();//显示装箱

1.3面试题:下列代码输出什么,为什么?

复制代码

Integer a = 127;
Integer b = 127;

Integer c = 128;
Integer d = 128;

System.out.println(a == b);//1
System.out.println(c == d);//2

1输出:true

2输出:false

为什么?

由于对Integer类型的变量进行赋值,本质上就是在调用valueOf(int i)方法,所以对其进行分析:

2.泛型

2.1什么是泛型

《 Java 编程思想》对泛型的介绍: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。
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。

2.2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？
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。数组是否可以创建为 Object?

复制代码

class MyArray {
    public Object[] array = new Object[10];

    public Object getPos(int pos) {
        return this.array[pos];
    }

    public void setArray(int pos,Object val) {
        this.array[pos] = val;
    }
}
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        MyArray myArray = new MyArray();
        myArray.setArray(0,1);
        myArray.setArray(1,"hahaha");
        String ret = myArray.getPos(1);//编译报错,需要强制类型转换

        System.out.println(ret);

    }
}

以上代码实现后发现:

1.任何类型数据都可以存放

1下标本身就是字符串,赋值给字符串变量却编译报错,必须强制类型转换
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。

2.3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
}

复制代码

//<T>:表示当前类是一个泛型类
class MyArray<T> {
//写法一:
//public Object[] array = new Object[10];

//写法二:
//public T[] array = new T[10];//不能new泛型类型的数组.还是new Object类型数组然后将其转换为T类型数组.
public T[] array = (T[]) new Object[10];

    public T getPos(int pos) {
        return (T) this.array[pos];
    }

    public void setArray(int pos,T val) {
        this.array[pos] = val;
    }
}
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        MyArray<String> myArray = new MyArray<String>();
        myArray.setArray(0,1);//编译报错,不能在myArray数组中放int类型的数据
        myArray.setArray(1,"hahaha");
        
        MyArray<Integer> myArray1 = new MyArray<Integer>();
        myArray1.setArray(0,1);
        myArray1.setArray(1,"hhhh");//编译报错,不能在myArray1数组中放String类型的数据

    }
}

3.泛型类的使用

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:

复制代码

MyArray<String> myArray = new MyArray<String>();

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！
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
如:

复制代码

MyArray<String> myArray = new MyArray<>();

裸类型: 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();//没有<>

小结:

泛型是将数据类型参数化，进行传递
使用 <T> 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

4.泛型是如何编译的?

4.1擦除机制

通过命令： javap -c 查看字节码文件，发现所有的 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 。
那为什么， T[] ts = new T[5]; 是不对的，编译的时候，替换为 Object ，不是相当于： Object[] ts = new Object[5]吗？

4.2泛型类型实例化,建议:

尽量不要这么写:public T[] array = (T[])new Object[10];

复制代码

public Object[] array = new Object[10];//建议这么写

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 > {
...
}

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
如果没有指定类型边界 E ，可以视为 E extends Object
应用泛型上界的代码示例:

复制代码

class Alg<T extends  Comparable<T>> {
    public T getMax(T[] array) {
        T max = array[0];
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            if(array[i].compareTo(max) > 0) {
                //if的条件不能写成array[i] > max 两个引用类型的变量不能直接比较大小
                max = array[i];
            }
        }
        return max;
    }
}

复制代码

public class Test {
        public static void main(String[] args) {
        Alg<Integer> alg = new Alg<>();
        Integer[] array = {1,13,51,71,19};

        Integer ret = alg.getMax(array);
        System.out.println(ret);
    }
}

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使用示例:

复制代码

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Alg alg = new Alg();
        Integer[] array = {1,13,51,71,19};

        Integer ret = alg.<Integer>getMax(array);<Integer>可以省略
        System.out.println(ret);
    }
}

class Alg {
    public<T extends  Comparable<T>> T getMax(T[] array) {
//如果将方法修饰成静态方法,调用时不用实例化对象.
        T max = array[0];
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            if(array[i].compareTo(max) > 0){
                max = array[i];
            }
        }
        return max;
    }
}