1.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

2.什么是泛型

3.引出泛型

3.1语法

4.泛型类的使用

4.1语法

4.2类型推导

5.裸类型

5.1说明

6.泛型如何编译的

6.1擦除机制

6.2为什么不能实例化泛型类型的数组

7.泛型的上界

7.1语法

7.2示例

7.3复杂示例

8.泛型方法

8.1定义语法

8.2示例

8.3使用示例

1.包装类

在Java中，由于基本数据类型不是继承Object，为了在泛型代码中可以支持基本数据类型，Java给每个基本类型都对应了一个包装类。

1.1基本数据类型和对应的包装类

基本数据类型	相应的包装类
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。

1.2装箱和拆箱

//装箱和拆箱
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        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当中。
        int j = ii.intValue();

    }
}

1.3自动装箱和自动拆箱

我们发现在拆箱和装箱的过程还是很麻烦的，所以Java提供了自动机制。

//自动装箱和自动拆箱
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        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】

下面代码的结果是什么？

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);
}

【解析】我们看源码

在进行第1，2，3，4行代码，对象的创建时，其实会调用以下的代码，i=127会进入这个[-128,127]的范围，进入if语句，并返回Integer.cache这个数组中的某个对象，这个对象是什么呢？我们继续看源码

这个数组被static final修饰，不能被改变，这个数组的长度是high-low，即127-（-128）。并为每个数创建好了一个对象。总的来说-128到127这些数，系统已经创建好了对象，在用的时候我们能直接拿来用。

回归这一题，我们使用的对象都是系统默认的，是同一对象，使用==比较时，结果为true，表示指向同一对象。而到了128，这是新创建的一个对象，结果为false，表示指向不同对象。

2.什么是泛型

一般的类和方法，只能使用具体的类：要么是基本数据类型，要么是自定义类型。如果要编写可以应用于多种类型的代码，这时候就需要泛型。

泛型是在JDK1.5引入的新的语法，在以前的版本是没有的，泛型适用于很多种类型。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表的值。

思路：

我们以前学的数组，只能存放相同类型元素，例如：int[] array = new int[10]; String[] strs = new String[10];
所有类的父类，默认是Object类。那么数组是否可以创建Object?

//Object类型的数组
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 Test {
    public static void main(String[] args) {
        MyArray myArray = new MyArray();
        myArray.setVal(0,10);//可以存放数字
        myArray.setVal(1,"hello");//可以存放字符串
        String s = myArray.getPos(1);//此处编译会报错
        System.out.println(s);
    }
}

问题：以上代码实现后发现

任何类型数据都可以存放；
1号下表本身就是本身就是字符串，但是编译报错。必须强制类型转换。

这种情况下，我们能够存放任何类型的数据，但是很多情况下，我们还是希望存放同一种类型的数据，而不是一个数组存放各种各样类型的数据。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。

3.1语法

class 类名<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

}

我们将上面的代码，使用泛型的形式进行修改：

//使用泛型的形式对刚刚的代码进行修改
class MyArray<T> {
    public T[] array = (T[]) new Object[10];//底层实际上还是Object类
    
    public T getPos(int pos) {
        return this.array[pos];
    }
    public void setArray(int pos, T val) {
        this.array[pos] = val;
    }
}
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        MyArray<Integer> myArray = new MyArray<>();
        myArray.setArray(0,10);
        myArray.setArray(1,20);
        myArray.setArray(2,"nihao");//只能设置与<>内类型相匹配的对象
        int ret = myArray.getPos(0);
        System.out.println(ret);
    }
}

代码解释：

1. 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：

E表示Element
K表示Key
V表示Value
N表示Number
T表示Type
S，U，V等等表示第二、第三、第四个类型

2. T[] ts = new T[5];//是不对的，等会介绍；

3. 类型后加入<Integer>指定当前类型；

4.如果我们存放的类型和<>内的对不上，编译器会自己检查，编译会报错。

4.泛型类的使用

4.1语法

泛型类<泛型实参> 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

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

注意：泛型只能接受类，所有的基本数据类型都要经过装箱！

4.2类型推导

编译器会根据上下文推到出类型实参时，我们可以省略类型实参的填写。例如以下情况

MyArray<Integer> list = new MyArray<>();//后面的<>内我们可以写，也可以不写，编译器会根据上下文进行推导出来相应的类型。

5.裸类型

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】

泛型是将数据类型进行参数化，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。

6.泛型如何编译的

6.1擦除机制

通过命令：java -c查看字节码文件，所有的T都是Object.

在编译过程中，将所有的T代替为Object这种机制，我们称为擦除机制

Java的泛型机制实在编译级别实现的。编译器生成的字节码在运行期间并不包含泛型的相关信息。

【问题】

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？
类型擦除机制，一定是把T变成变成Object吗？

6.2为什么不能实例化泛型类型的数组

//为什么不能出现泛型类型的数组
class MyArray<T> {
    public T[] array = (T[]) new Object[10];//底层实际上还是Object类

    public T getPos(int pos) {
        return this.array[pos];
    }
    public void setArray(int pos, T val) {
        this.array[pos] = val;
    }
    public T[] getArray() {
        return array;
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        MyArray<Integer> myArray1 = new MyArray<>();
        Integer[] strings = myArray1.getArray();
    }
}

原因：替换后的方法：将Object[]分配给Integer[]引用，程序报错。

通俗的来讲，返回的Object数组中，可能存放任何数据类型，可能是Integer,可能是Long,也可能是自定义类型，运行的时候，直接转给Integer类型的数组，编译器认为这样不安全。

我们可以这样修改（了解即可）

//正确的做法应当是这样修改
class MyArray<T> {
    public T[] array;

    public MyArray() {
    }

    public MyArray(Class<T> clazz, int capacity) {
        array = ((T[])Array.newInstance(clazz,  capacity));
    }
        public T getPos(int pos) {
        return this.array[pos];
    }
    public void setArray(int pos, T val) {
        this.array[pos] = val;
    }
    public T[] getArray() {
        return array;
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        MyArray<Integer> myArray1 = new MyArray<>();
        Integer[] strings = 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定量做一定的约束，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> {

....

}

这接受Number的子类类型作为E的类型实参，如果E在实际应用中没有继承Number这个类，将不能使用这个泛型类。

7.3复杂示例

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

....

}

E必须是实现了Comparable这个接口。

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）{...}

8.2示例

public class Util{

//静态的泛型方法需要在static后用<>声名泛型类型参数

puclic static <E> void swap(E[] array, int i, int j) {

E t = array[i];

array[i] = array[j];

arrary[j] = t;

}

}

8.3使用示例

//可以类型推导的

Integer[] a = {...};

swap(a,0,9）；

String[] b = {...};

swap(b,0,9);

//不进行类型推导

Integer[] a = {...};

Util.<Integer>swap(a,0,9);

String[] b = {...};

Util.<String>swap(b,0,9);