【JAVA数据结构】包装类与认识泛型

男娘i 2023-10-15 20:06 93阅读 0赞

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> **内容分享：本期将会对包装类与泛型进行讲解**

# 包装类 #

在java中，由于基本类型不是继承于Object类，为了让代码可以支持基本类型，java就给每个基本类型都对应装配了一个包装类型

## 基本数据类型与对应的包装类 ##

<table style="width:500px;"> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><strong>基本数据类型</strong></td> 
   <td><strong>包装类</strong></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>byte</td> 
   <td>Byte</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>short</td> 
   <td>Short</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>int</td> 
   <td>Integer</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>long</td> 
   <td>Long</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>float</td> 
   <td>Float</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>double</td> 
   <td>Bouble</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>char</td> 
   <td>Character</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>boolean</td> 
   <td>Boolean</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

这里除了int和char不同，其他的包装类都是首字符大写即可。

## 装箱和拆箱 ##

public static void main(String[] args) {
            int a = 10;
            
            //显示装箱
            Integer b = Integer.valueOf(a);
            //显示拆箱
            int c = b.intValue();
            
            int i = 10;
            //自动装箱
            Integer j = i;
            //自动拆箱
            int d = j;
            
        }

在使用的过程中，装箱和拆箱的过程java为了减少开发者的负担就提供了自动机制，我们可以通过cmd来观察一下它的底层执行逻辑：

![21a1b64e97c84cc7b713fbdd9ccac57c.png][]

## 一道相关的面试题 ##

这里有一个代码问题：输出什么？

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);
    }

不观察它的源码可能就会以为是两个true，但其实答案是true，false

![945f738fffda48fa916578ad0f726ad4.png][]

这就需要我们观察上面说到的valueOf的源码了：

通过源码我们发现**当数字 >=-128 && <=127的时候就返回正常数字，越界了的话就会new一个新的对象，**返回的就是地址，第一个打印没越界，第二个打印越界了，所以一个true，一个false

![c466710b7fbe489ea915d442149a7d9a.png][]

# 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。

## 一个问题引入泛型 ##

我们需要实现一个类，类中包括一个数组成员，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？

class Myarray {
        public Object[] array = new Object[10];
        
        public void setArray(int pos, Object val) {
            this.array[pos] = val;
        }
        
        public Object getArray(int pos) {
            return this.array[pos];
        }
    }
    public class Test {
    
        public static void main(String[] args) {
            Myarray myarray = new Myarray();
            myarray.setArray(0, 1);
            myarray.setArray(1, "adsf");
            int a = (int)myarray.getArray(0);
            String b = (String)myarray.getArray(1);
        }

上面的代码实现后，我们发现一些问题：

虽然任何的数据类型是可以存放，但是如果在取出的时候不强制类型转换就会编译报错。

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。**

## 泛型使用形式 ##

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
    }

## 泛型的使用 ##

这时我们就可以将上面错误的代码改进了：

class Myarray<T> {
        public Object[] array = new Object[10];
    
        public void setArray(int pos, T val) {
            this.array[pos] = val;
        }
    
        public T getArray(int pos) {
            return (T)this.array[pos];
        }
    }
    public class Test {
    
        public static void main(String[] args) {
            Myarray<Integer> myarray = new Myarray<Integer>();
            myarray.setArray(0, 1);
            
            //这时就不用向下转型了
            int a = myarray.getArray(0);
        }

类名后的<T>表示占位符，表示的是当前类是一个泛型类，一般类型参数都用一个大写字母表示。

泛型的使用形式：

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

使用实例：

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

这里得注意一点：

**泛型只能接受类，所有的基本类型必须使用包装类**

## 泛型如何编译的 ##

说到泛型编译，那就得提到一个知识点：擦除机制

我们可以通过cmd观察一下有<T>的底层代码：

**通过cmd观察我们发现字节码文件中，所有T都变成了Objec**t

![d190ff6991c243fbb74222e9051a9c2b.png][]

**在编译的过程中，将所有的T替换成Object这种机制，就叫做擦除机制。java的泛型是在编译级别实现的。编译器生产的字节码文件在运行期间是不包含泛型的类型信息的。**

# 泛型的上界 #

**在定义泛型类的时候，有的时候我们需要对传入的类型变量进行一定的约束，就可以通过类型边界来约束。**

## 使用形式 ##

class 泛型类名称<类型形参 extends 类型边界> {
    ...
    }

## 栗子演示 ##

举个栗子：

这里NUmber就是传入的类型变量的约束，不能超过了NUmber的范围，Number就是上界

class Pgone<T extends Number> {
        
    }
    public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            Pgone<Integer> pgone = new Pgone<Integer>();
            Pgone<Double> pgone2 = new Pgone<Double>();
            
        }

这里我们如果T没有指定边界，那么可以认为T extends Object

这里举个一个比较复杂的栗子：

我们写一个泛型类 求一个数组中的最大值

//我们知道T一定是引用类型 T类型 一定是要可以比较的
    // 这里我们就要约束T 让他可以比较大小
    // T就要实现Comparable接口
    class Pig<T extends Comparable<T>> {
        public T findmax(T[] array) {
            T max = array[0];
            for(int i = 0; i < array.length; i++) {
                if(max.compareTo(array[i]) < 0) {
                    max = array[i];
                }
            }
            return max;
        }
    }
    
        public static void main(String[] args) {
            Pig<Integer> pig = new Pig<Integer>();
    
        }

在实现Comparable接口后我们就可以使用里面的compareTo方法来比较了。

**这里要注意如果传入的泛型没有实现Comparable接口，需要自己去实现一下：**

class Person implements Comparable<Person>{
        @Override
        public int compareTo(Person o) {
            return 0;
        }
    }
    
    class Pig<T extends Comparable<T>> {
        public T findmax(T[] array) {
            T max = array[0];
            for(int i = 0; i < array.length; i++) {
                if(max.compareTo(array[i]) < 0) {
                    max = array[i];
                }
            }
            return max;
        }
    }
    
        public static void main(String[] args) {
           Pig<Person> pig2 = new Pig<>();
        }

**这里的person类就是先实现了Comparable接口，在当做类型传参到Pig类中求最大值**

# 泛型方法 #

## 使用形式 ##

方法限定符 <类型形参列表> 返回值类型 方法名称(形参列表) { ... }

## 方式实例 ##

**我们在方法名前加上T即可。**

**在调用方法的时候，它会根据传入的参数类型自动判断类型**

class Util {
        public<T extends Comparable<T>> T swap(T[] array) {
            T max = array[0];
            for(int i = 0; i < array.length; i++) {
                if(max.compareTo(array[i]) < 0) {
                    max = array[i];
                }
            }
            return max;
        }
    }
    public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            Util util = new Util();
            Integer[] integer = new Integer[]{1,2,3,4,5,6,7,4};
            util.swap(integer);
        }

## 使用类型推导和不使用类型推导 ##

Integer[] a = { ... };
    intger.swap(a);

Integer[] a = { ... };
    integer.<Integer>swap(a);

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