04.包装类简单认识泛型
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。
//类中必然有属性和方法
//使用比较方便:1.数据的转换--让我们基本的数据类型也面向对象了。
1.2 装箱和拆箱
//装箱/装包
//拆箱/拆包
//基本类型->包装类型
//包装类型->基本类型
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();
public static void main1(String[] args) {int a = 10;Integer i = a;//自动装箱//Integer iii = Integer.valueOf(a);//显示装箱Integer ii = new Integer(a);//显示装箱}
Integer a = 10;int i = a.intValue();//显示拆箱float f = a.floatValue();int ii = a;//自动的拆箱
1.3 自动装箱和自动拆箱
可以看到在使用过程中,装箱和拆箱带来不少的代码量,所以为了减少开发者的负担,java 提供了自动机制。
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
【面试题】
EG1:判断输出结果
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);}
//范围:-128-127
//超出范围,会new一个新对象,则不相等。
2.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。
//传递的类型,可以传递我所指定的类型。
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。数组可以创建为Object。
代码示例:
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);}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,但是指定存任何类型的数据
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。
//泛型的意义:
//1.在编译的时候,进行类型的检查
//2.在编译的时候,进行类型的转换
//运行的时候是没有泛型概念的
3.1 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 }
上述代码进行改写如下:
}
class MyArray<T> {public T[] array = (T[])new Object[10];//1public 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<>();//2myArray.setVal(0,10);myArray.setVal(1,12);int ret = myArray.getPos(1);//3System.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
2. 注释1处,不能new泛型类型的数组
意味着:
T[] ts = new T[5];//是不对的
3. 注释2处,类型后加入 指定当前类型
4. 注释3处,不需要进行强制类型转换 5. 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
泛型类 变量名; // 定义一个泛型类引用
new 泛型类(构造方法实参); // 实例化一个泛型类对象
4.2 示例
MyArray list = new MyArray();
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
MyArray list = new MyArray<>(); // 可以推导出实例化需要的类型实参为 Integer
5. 裸类型(Raw Type) (了解)
5.1 说明
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
下面的类型擦除部分,我们也会讲到编译器是如何使用裸类型的。
小结:
1. 泛型是将数据类型参数化,进行传递
2. 使用 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
6 泛型如何编译的
6.1 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。
通过命令:javap -c 查看字节码文件,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。
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 提出问题:
1、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?
//object数组不可以强转
//范围为-127-128,不在范围内会new对象
2、类型擦除,一定是把T变成Object吗?
6.2 为什么不能实例化泛型类型数组
代码1:
class MyArray<T> {public T[] array = (T[])new Object[10];public T getPos(int pos) {return this.array[pos];}public void setVal(int pos,T val) {this.array[pos] = val;}public T[] getArray() {return array;}}public static void main(String[] args) {MyArray<Integer> myArray1 = new MyArray<>();Integer[] strings = myArray1.getArray();} /* Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: [Ljava.lang.Object; cannot be cast to [Ljava.lang.Integer; at TestDemo.main(TestDemo.java:31) */
原因:替换后的方法为:将Object[]分配给Integer[]引用,程序报错。
public Object[] getArray() {return array; }
通俗讲就是:返回的Object数组里面,可能存放的是任何的数据类型,可能是String,可能是Person,运行的时 候,直接转给Integer类型的数组,编译器认为是不安全的。
正确的方式:【了解即可】
class MyArray<T> {public T[] array;public MyArray() {}/*** 通过反射创建,指定类型的数组* @param clazz* @param capacity*/public MyArray(Class<T> clazz, int capacity) {array = (T[])Array.newInstance(clazz, capacity);}public T getPos(int pos) {return this.array[pos];}public void setVal(int pos,T val) {this.array[pos] = val;}public T[] getArray() {return array;} } public static void main(String[] args) {MyArray<Integer> myArray1 = new MyArray<>(Integer.class,10);Integer[] integers = myArray1.getArray(); }
7 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。
7.1 语法
class 泛型类名称<类型形参 extends 类型边界> {...}
7.2 示例
public class MyArray<E extends Number> {...}//一定是number的子类或者是自己本身
只接受 Number 的子类型作为 E 的类型实参
MyArray l1; // 正常,因为 Integer 是 Number 的子类型
MyArray l2; // 编译错误,因为 String 不是 Number 的子类型
error: type argument String is not within bounds of type-variable EMyArrayList<String> l2;^where E is a type-variable:E extends Number declared in class MyArrayList
了解: 没有指定类型边界 E,可以视为 E extends Object
//引用类型不可以通过大于和小于进行比较
//擦除为一个实现这个接口的类型
//可以使用compareTo进行比较
//写一个泛型类,其中有个方法,然后求数组中的最大值
class Alg<T extends Comparable<T>> {public T findMax(T[] array) {T max = array[0];for (int i = 1; i < array.length; i++) {//引用类型不可以通过 大于和小于进行比较if(max.compareTo(array[i]) < 0 ) {max = array[i];}}return max;}
}
7.3 复杂示例
public class MyArray<E extends Comparable<E>> {...}
E必须是实现了Comparable接口的
8 泛型方法
8.1 定义语法
方法限定符 返回值类型 方法名称(形参列表) { ... }
8.2 示例
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;} }
8.3 使用示例-可以类型推导
Integer[] a = { ... }; swap(a, 0, 9); String[] b = { ... }; swap(b, 0, 9);
8.4 使用示例-不使用类型推导
Integer[] a = { ... }; Util.<Integer>swap(a, 0, 9); String[] b = { ... }; Util.<String>swap(b, 0, 9);
public class Test2 {public static void main(String[] args) {Integer[] array = {1,5,2,7,19,4};Integer max = Alg2.<Integer>findMax(array);System.out.println(max);}public static void main2(String[] args) {Alg<Integer> alg = new Alg<>();Integer[] array = {1,5,2,7,19,4};Integer max = alg.findMax(array);System.out.println(max);//Alg<Person> alg2 = new Alg<>();}
}