数据结构-1.Java. 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

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

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?

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?

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

2.  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

}

//<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:

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:

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:

1.
泛型是将数据类型参数化，进行传递

2.
使用
<T>
表示当前类是一个泛型类。

3.
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];

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:

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;
    }
}

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:

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;
    }
}

作者：薯条不要番茄酱