包装类和简单泛型

一、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

注意：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

**拆箱操作：**将 Integer 对象中的值取出，放到一个基本数据类型中

复制代码

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();

1.3 自动装箱和自动拆箱

装箱和拆箱带来不少的代码量，为了减少开发者的负担 ，java 提供了自动机制，即自动装箱和拆箱

复制代码

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

二、认识泛型

2.1 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。

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？

思路：

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?

示例：

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

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。

2.3 语法

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：

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,"bit");//3
    }
}

代码解释：

类名后的 <T> 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：

注释2处，类型后加入 <Integer> 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。

2.3 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：

MyArrayInteger> list = new MyArrayInteger>();

**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

2.4 泛型的擦除机制

那么，泛型到底是怎么编译的？这个问题，也是曾经的一个面试问题。泛型本质是一个非常难的语法，要理解好他，还是需要一定的时间打磨。

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：https://zhuanlan.zhihu.com/p/51452375

2.5 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。

语法：

class 泛型类名称类型形参 extends 类型边界> {

...

}

示例：

public class MyArrayE extends Number> {

...

}

只接受 Number 的子类型作为 E 的类型实参

MyArrayInteger> l1; // 正常，因为 Integer 是 Number 的子类型

MyArrayString> l2; // 编译错误，因为 String 不是 Number 的子类型

了解： 没有指定类型边界 E，可以视为 E extends Object

三、裸类型(Raw Type)

3.1 定义

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

3.2 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