目录
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 一道面试题
2. 泛型
2.1 什么是泛型
3. 泛型是如何编译的
3.1 擦除机制
4. 泛型的上界
5. 泛型方法
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。如此一来,基本数据类型也能面向对象编程了。
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,也叫装包,把基本数据类型变为对应的包装类。
public static void main(String[] args) {
int a = 10;
//Integer val = a; //自动装箱
//Integer val = (Integer)a;//自动装箱
Integer val = Integer.valueOf(a); //显示装箱
//Integer val = new Integer(a); //显示装箱
System.out.println(val);
}
拆箱,也叫拆包,把包装类转变成基本数据类型。
public static void main(String[] args) {
Integer val = 100;
int i = val; //自动拆箱
//int i = (int)val; //自动拆箱
System.out.println(i);
int j = val.intValue(); //显示拆箱,拆成 int 类型
System.out.println(j);
double k = val.doubleValue(); //显示拆箱,拆成 double 类型
System.out.println(k);
float l = val.floatValue(); //显示拆箱,拆成 float 类型
System.out.println(l);
}
1.3 一道面试题
下面代码输出什么?
public static void main(String[] args) {
Integer a = 100;
Integer b = 100;
System.out.println(a == b);
Integer c = 200;
Integer d = 200;
System.out.println(c == d);
}
输出
true
false
IntegerCache 是 Integer 中的内部类,low 的值为 -128,而 high 的值为 127,cache 是一个数组:
在 valueOf 这个方法中,如果i ∈[-128,127],则返回 cache 数组里的元素:
但如果 i 超出范围,那么就会返回 new 一个对象。根据前面所学我们知道,== 比较的是地址,所以比较的结果才会使 false。
2. 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。
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。
在介绍泛型之前,能不能实现一个类,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 ?
class MyArray{
public Object[] obj = new Object[3];
public Object getPos(int pos){
return obj[pos];
}
public void setObj(int pos,Object val){
obj[pos] = val;
}
}
public class Text {
public static void main(String[] args) {
MyArray myArray = new MyArray();
myArray.setObj(0,100);
myArray.setObj(1,"hello");
myArray.setObj(2,10.5);
int a = (int)myArray.getPos(0); //拆箱
String b = (String)myArray.getPos(1); //拆箱
double c = (double)myArray.getPos(2); //拆箱
System.out.println(a);
System.out.println(b);
System.out.println(c);
}
}
上述数组的确可以存储任何类型的数据,但读取时,却需要强转。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持有特定类型的对象。此时,需要把类型,作为参数传递。需要什么类型,就传入什么类型:
class MyArray<T>{
public T[] obj = (T[])new Object[3]; //*
public T getPos(int pos){
return obj[pos];
}
public void setObj(int pos,T val){
obj[pos] = val;
}
}
public class Text {
public static void main(String[] args) {
//实例化对象的同时,指定当前泛型类的指定参数类型是 Integer
MyArray<Integer> myArray = new MyArray<Integer>(); //**
//就可以存储指定的数据类型
myArray.setObj(0,100); //#
myArray.setObj(1,121);
myArray.setObj(2,141);
int a = myArray.getPos(0); //***
System.out.println(a);
System.out.println("==========================");
//实例化对象的同时,指定当前泛型类的指定参数类型是 String ,第二个< >的内容可以省略
MyArray<String> myArray1 = new MyArray<>();
myArray1.setObj(0,"haha");
myArray1.setObj(1,"heihei");
myArray1.setObj(2,"hehe");
String b = myArray1.getPos(1);
System.out.println(b);
}
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 - 第二、第三、第四个类型
2. 注释 * 处,不能 new 泛型类型的数组,即泛型类当中,不能实例化一个泛型类数组:
T[] ts = new T[3];//是不对的
3. 泛型是把类型作为参数传递,泛型只能接受类,所有的基本数据类型必须使用包装类!注释 ** 处,< >里指定的参数类型必须是引用类型,而不能是基本数据类型
4. 注释 *** 处,不需要进行强制类型转换,编译器会自动帮我们数据转换
5. 注释 # 处,编译器会在存放元素的时候帮助我们进行类型检查
第四、第五点是泛型在编译时完成的。
3. 泛型是如何编译的
3.1 擦除机制
那么,泛型到底是怎么编译的?
IDEA 点击 View -> Show ByteCode :
可以看到,在编译完成之后,编译器将所有的 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。
官方中,对于泛型类的数组声明是不写成这样的:public T[] obj = (T[])new Object[3];
官方的正确写法:
class MyArray<T>{
//public T[] obj = (T[])new Object[3];
public Object[] obj = new Object[3]; //在 Java 官方中,泛型类中的数组声明
public T getPos(int pos){
return (T)obj[pos];
}
public void setObj(int pos,T val){
obj[pos] = val;
}
}
4. 泛型的上界
由于泛型的擦除机制会将传入的类型变量擦除成 Object 类,但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。
class 泛型类名称 <类型形参 extends 类型边界> {
......
}
类型边界有两种,一是接口,意味着指定的参数类型一定实现了该接口,二是某一具体类,意味着形参是该类的子类,或是该类本身。
示例1:
类型边界为接口:找到数组中的最大值
class Alg<E extends Comparable>{
public E findMax(E[] arrays){
E max = arrays[0];
for (int i = 1; i < arrays.length; i++) {
if(max.compareTo(arrays[i]) < 0){
max = arrays[i];
}
}
return max;
}
}
public class Text {
public static void main(String[] args) {
Alg<Integer> alg = new Alg<>();
Integer[] arr = {1,2,5,7,24,62,555,36,77,42,31,59,92};
Integer max = alg.findMax(arr);
System.out.println(max);
}
}
示例2:
类型边界为 Number 类:
通过查询帮助手册可知,Number 有以下我们所熟悉的包装类:
5. 泛型方法
基本语法:
方法限定符 <类型形参列表 extends 边界类型>返回值类型 方法名称(形参列表) {
......
}
class Alg1 {
public<E extends Comparable<E>> E findMax1(E[] arrays){
E max = arrays[0];
for (int i = 1; i < arrays.length; i++) {
if(max.compareTo(arrays[i]) < 0){
max = arrays[i];
}
}
return max;
}
}
public class Text {
public static void main(String[] args) {
Alg1 alg1 = new Alg1();
Integer[] arr = {1,2,5,7,24,62,555,36,77,42,31,59,92};
Integer max = alg1.<Integer>findMax1(arr);
//也可以省略:Integer max = alg1.findMax1(arr);
System.out.println(max);
}
}
也可以使用泛型的静态方法:
class Alg2 {
public static <E extends Comparable<E>> E findMax1(E[] arrays){
E max = arrays[0];
for (int i = 1; i < arrays.length; i++) {
if(max.compareTo(arrays[i]) < 0){
max = arrays[i];
}
}
return max;
}
}
public class Text {
public static void main(String[] args) {
Integer[] arr = {1,2,5,7,24,62,555,36,77,42,31,59,92};
Integer max = Alg2.findMax1(arr);
System.out.println(max);
}
}