知识改变命运——【数据结构】包装类&简单认识泛型

用户11319080

发布于 2024-10-17 19:12:33

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代码可运行

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代码可运行

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。

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

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

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】下列代码输出什么，为什么？

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);
}

2 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

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：

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 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。

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 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);//2在编译的时候自动进行类型检查
		int ret = myArray.getPos(1);//2
		System.out.println(ret);
		myArray.setVal(2,"bit");//3
	}
}

代码解释：

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
注释1处，类型后加入指定当前类型
注释2处，不需要进行强制类型转换
注释3处，代码编译报错，此时因为在注释1处指定类当前的类型，此时在注释3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<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

4.2 示例

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

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<Integer> 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：

泛型是将数据类型参数化，进行传递
使用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

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。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

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> {
...
}

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

error: type argument String is not within bounds of type-variable E
MyArrayList<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

7.3 复杂示例

public class MyArray<E extends Comparable<E>> {
...
}

class s1<T extends Comparable<T>>{
   //写一个泛型类，求一个泛型数组当中的最大值
    //将来传入的T 一定是实现了 Comparable 接口的
    public T findMax(T []array){
       T Max=array[0];
        for (int i = 0; i <array.length ; i++) {
            if(Max.compareTo(array[i])<0){
                Max=array[i];
            }
        }
       return Max;
    }
}
class s2{
    //泛型方法（非静态）
    public <T extends Comparable<T>> T findMax1(T []array){
       T Max=array[0];
        for (int i = 0; i <array.length ; i++) {
            if(Max.compareTo(array[i])<0){
                Max=array[i];
            }
        }
       return Max;
    }
}
class s3{
    //泛型方法静态
    public static  <T extends Comparable<T>>  T findMax2(T []array){
       T Max=array[0];
        for (int i = 0; i <array.length ; i++) {
            if(Max.compareTo(array[i])<0){
                Max=array[i];
            }
        }
       return Max;
    }
}
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Integer []array={1,2,3,4,5,6,7,8,9};

        s3.<Integer>findMax2(array);
        System.out.println( s3.<Integer>findMax2(array));
    }
    public static void main2(String[] args) {
        Integer []array={1,2,3,4,5,6,7,8,9};
        s2 s1=new s2();
        s1.<Integer>findMax1(array);
        System.out.println( s1.<Integer>findMax1(array));
    }
    public static void main1(String[] args) {
        Integer []array={1,2,3,4,5,6,7,8};
        s1<Integer> s1=new s1<>();
        s1.findMax(array);
        System.out.println( s1.findMax(array));
    }
}

8 泛型方法

8.1 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) { … } 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);

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原始发表：2024-10-17，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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