【数据结构-JAVA】包装类 泛型

news/2024/11/28 4:34:13/

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
byteByte
shortShort
intInteger
longLong
float Float
doubleDouble
charCharacter
booleanBoolean

 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 IntegerMyArray<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);}
}


http://www.ppmy.cn/news/3427.html

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