包装类和认识泛型

目录

一、包装类

        1.1 基本数据类型和对应的包装类

        1.2 装箱和拆箱

        1.3 自动装箱和自动拆箱

二、泛型概念及引出

        2.1 泛型概念

        2.2 泛型引出

三、泛型类的使用

四、裸类型（了解）

五、泛型如何编译

        5.1 擦除机制

        5.2 为什么不能实例化泛型类型的数组

六、泛型的上界

七、泛型方法

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一、包装类

        在Java中，基本数据类型不是继承Object，为了在泛型代码中支持基本数据类型，Java给每个基本数据类型都对应有一个包装类型。

        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，其他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 i=10;
//装箱----新建一个Integer类型的对象，将i的值放入对象的某个属性中
Integer i1=Integer.valueOf(i);
Integer i2=new Integer(i);
//拆箱----将Integer对象中的值取出，放入一个基本数据类型中
int I=i1.intValue();

        1.3 自动装箱和自动拆箱

         在使用过程中，装箱和拆箱会会使我们写不少得到代码量，为了减少开发者的负担，Java提供了自动机制，即自动装箱和自动拆箱。

int i=5;
//自动装箱
Integer i1=i;
Integer i2=(Integer) i;
//自动拆箱
int i3=i1;
int i4=(int) i1;

        面试题：下面代码输出是什么？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);
}

        首先，Integer是包装类，==比较的是两个操作数存储的地址。

        其次，Integer的范围在-128~127时，value返回一个对应数组下标的值，否则就会new一个新的Integer对象。故a和b存储127不会new一个对象，指的是同一个地址，c和d存储128都会new一个对象，指的是不同的地址。

二、泛型概念及引出

        2.1 泛型概念

        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，于是在JDK1.5引入新的语法——泛型：适用于许多类型，从代码上看，实现了类型的参数化。

        2.2 泛型引出

        实现一个类，类中包含一个数组成员，使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。

        使用Object定义数组类型，使数组可以存任何类型的数据。

class MyArray{
    private Object[] array=new Object[10];
    public Object getValue(int pos){
        return this.array[pos];
    }
    public void  setValue(int pos,Object obj){
        this.array[pos]=obj;
    }
}
 public class MyArrayTextDemo {
     public static void main(String[] args) {
         MyArray myArray =new MyArray();
         myArray.setValue(0,10);
         myArray.setValue(1,"hello");
         String ret=myArray.getValue(1);//编译报错
         System.out.println(ret);
     }
}

        

        由以上代码可以发现：任何数据类型都可以存放，但在获取下标对应数据时编译报错，需要强制类型转化。

        

        虽然在这种情况下，数组可以存放任何类型的数据，但是，更多情况下，我们还是希望他只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容器要持有什么类型的数据，让编译器进行检查。这时，就要把类型作为参数传递，需要什么类型就传什么类型。

        语法

class 泛型类名称<类型参数列表>{

}

class ClassName{

}

class 泛型类名称<类型形参列表> extends 继承类{

}
class ClassName extends ParentClass {

}

        改进上述代码：

class MyArray{
    private T[] array=(T[]) new Object[10]; //可以使用但不推荐
    public T getValue(int pos){
        return this.array[pos];
    }
    public void  setValue(int pos,T obj){
        this.array[pos]=obj;
    }
}

class MyArray{
    private Object[] array= new Object[10];//推荐使用
    public T getValue(int pos){
        return (T) this.array[pos];
    }
    public void  setValue(int pos,T obj){
        this.array[pos]=obj;
    }
}

public class MyArrayTextDemo {
    public static void main(String[] args) {
        MyArray myArray =new MyArray();
        myArray.setValue(0,10);
        myArray.setValue(1,15);
        int ret= myArray.getValue(1);//不用强制转化
        System.out.println(ret);
     }
}

        注意：类名后的代表占位符，表示当前类是一个泛型类。类型形参一般使用第一个大写字母表示，常用的名称有：E ——Element、K——Key、V——Value、N——Number、T——Type、S、U、V等；不能new泛型类型的数组；

T[] arr = new T[5];//会报错

        在类型后加指定当前存放数据的类型，编译器也会依此检查存放的元素类型是否有误。

三、泛型类的使用

        语法

泛型类<类型实参> 变量名;        //定义泛型类引用

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 list=new MyArray();

        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

        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<>();

四、裸类型（了解）

        裸类型是一个泛型类但没有带着类型实参，例如 MyArray list 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。

        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；泛型类的优点：数据类型参数化，编译时自动进行类型检查和转换。

五、泛型如何编译

        5.1 擦除机制

        通过命令：javap -c 查看字节码文件

       可以发现所有的T都是Object，在编译过程中，将所有T替换为Object这种机制，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不包含泛型的类型信息。

        5.2 为什么不能实例化泛型类型的数组

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

        public T getValue(int pos) {
                return this.array[pos];
        }
        public void setValue(int pos,T val) {
                this.array[pos] = val;
        }
        public T[] getArray() {
                return array;
        }
}
public static void main(String[] args) {
        MyArray myArray1 = new MyArray<>();
        Integer[] str = myArray1.getArray();//报错
}

        原因：T替换为Object后将Object[]分配给Integer[]引用。通俗讲就是：返回的Object数组里，可能存放的是任何数据类型，可能是String，可能是Person，运行时，直接转给Integer类型的数组，编译器认为不安全。

六、泛型的上界

        定义泛型类时，有时需要对传入的类型变量做一定约束，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 MyArray {
        ...
}    //表示只接受 Number 的子类型作为 E 的类型实参

MyArray list1; // 编译通过， Integer 是 Number 的子类型
MyArray list2; // 编译错误，String 不是 Number 的子类型

        没有指定类型边界 E，可以看作 E extends Object。

        复杂示例

public class MyArray> {
         ...
}        //E必须是实现了Comparable接口的

七、泛型方法

        语法

访问限定符 <类型形参列表> 返回值类型 方法名称(形参列表) {

        ...

}

        示例1

public class Text{

        public static void swap(E[] array, int i, int j) {
                E t = array[i];
                array[i] = array[j];
                array[j] = t;
        }

}

        使用示例1：可以类型推导

Integer[] a = { ... };
swap(a, 0, 9);
String[] b = { ... };
swap(b, 0, 9);

        使用示例2：不使用类型推导

Integer[] a = { ... };
Text.swap(a, 0, 9);

String[] b={ ... };

Text.swep(b,0,9);