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 |
1.2 装箱和拆箱
public static void main(String[] args) {
int i1=10;
Integer i2=i1;//自动装箱
Integer i3 = Integer.valueOf(i1);//主动装箱
Integer j1=10;
int j2=j1;//自动拆箱
int j3=j1.intValue();//主动拆箱
}
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。
我们通过反汇编来了解一下自动装箱和自动拆箱
了解了装箱和拆箱,我们来通过一段代码来深度了解一下:
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);
}
为了解决这个问题,我们从Integer的底层代码来思考
得出结论:
在区间[-128,127)内直接比较两数大小,
在区间外产生了新的对象,比较的产生新对象的地址。
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。
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?
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[] objects=new Object[10];
public void setObjects(int pos,Object val){
this.objects[pos]=val;
}
public Object getPosval(int pos){
return this.objects[pos];
}
}
public class TestGenerics {
public static void main(String[] args) {
MyArray myArray=new MyArray();
myArray.setObjects(0,1);
myArray.setObjects(1,3.14);
myArray.setObjects(2,"xiaoming");
myArray.setObjects(3,"true");
System.out.println(myArray.getPosval(0));
System.out.println(myArray.getPosval(1));
String s=(String) myArray.getPosval(2);
System.out.println(s);
//虽然可以存放任何类型数据 ,但是在取出时必须强制转换,非常的麻烦
}
}
我们发现使用Object修饰的数组确实可以存放不同类型的数据,但是引发了一个新的问题
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> {
}
对上述代码进行改写如下:
class MyArray<T>{类名后的<T>代表占位符,表示当前类是一个泛型类
public Object[] objects=new Object[10];
public void setVal(int pos,T val){
this.objects[pos]=val;
}
public T getPosval(int pos){
return (T)this.objects[pos];
}
}
public class TestGenerics {
public static void main(String[] args) {
MyArray<Integer> myArray1=new MyArray();
myArray1.setVal(0,1);
myArray1.setVal(1,2);
MyArray<Double> myArray2=new MyArray<>();
myArray2.setVal(0,3.14);
MyArray<String> myArray3=new MyArray<>();
myArray3.setVal(0,"xiaoming");
System.out.println(myArray1.getPosval(0));
System.out.println(myArray1.getPosval(1));
System.out.println(myArray2.getPosval(0));
System.out.println(myArray3.getPosval(0));
}
}
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)
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。
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。
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
class Alg<T extends Comparable<T> >{
}
例如:找到数组中的最大值的代码如下
class Alg1<T extends Comparable<T> >{
public T finMax(T[] array){
T max = array[0];
for (int i = 0; i <array.length ; i++) {
//if(max<array[i]){//泛型类不能直接通过> < ==来比较
if(max.compareTo(array[i])<0) {
max=array[i];
}
}
return max;
}
}
public class TestGenerics {
public static void main(String[] args) {
Alg1 alg=new Alg1();
Integer[] array = {1,2,3,14,5};
System.out.println(alg.finMax(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) { ... }
8.2 示例
//泛型方法
class Alg2{
public<T extends Comparable> T finMax(T[] array){
T max = array[0];
for (int i = 0; i <array.length ; i++) {
//if(max<array[i]){
if(max.compareTo(array[i])<0) {
max=array[i];
}
}
return max;
}
}
//泛型方法
// //静态的泛型方法 需要在static后用<>声明泛型类型参数
class Alg3{
public static <T extends Comparable> T finMax(T[] array){
T max = array[0];
for (int i = 0; i <array.length ; i++) {
//if(max<array[i]){
if(max.compareTo(array[i])<0) {
max=array[i];
}
}
return max;
}
}