一、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
注意: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
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 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
装箱和拆箱带来不少的代码量,为了减少开发者的负担,java 提供了自动机制,即自动装箱和拆箱
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
二、认识泛型
2.1 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。
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?
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。数组是否可以创建为Object?
示例:
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
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。
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 }
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); int ret = myArray.getPos(1);//2 System.out.println(ret); myArray.setVal(2,"bit");//3 } }
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:
2. 注释2处,类型后加入 <Integer> 指定当前类型
3. 注释3处,不需要进行强制类型转换
4. 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。
2.3 泛型类的使用
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
示例:
MyArrayInteger> list = new MyArrayInteger>();
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!
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
2.4 泛型的擦除机制
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
2.5 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。
语法:
class 泛型类名称类型形参 extends 类型边界> {
...
}
示例 :
public class MyArrayE extends Number> {
...
}
只接受 Number 的子类型作为 E 的类型实参
MyArrayInteger> l1; // 正常,因为 Integer 是 Number 的子类型
MyArrayString> l2; // 编译错误,因为 String 不是 Number 的子类型
了解: 没有指定类型边界 E,可以视为 E extends Object
三、裸类型(Raw Type)
3.1 定义
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
3.2 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