你需要看懂的那些Java泛型知识

目录

1.泛型

1.1什么是泛型

1.2泛型的引入

1.3泛型的相关语法

1.4泛型类的使用

1.5裸类型

1.6泛型的编译

1.7泛型的上界

1.8泛型方法

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1.9泛型中的父子关系

2.通配符

2.1通配符的应用

2.2通配符的上界

2.2.1通配符上界的父子类关系

2.2.2通配符上界的特点

2.3通配符下界

2.3.1通配符下界的父子关系

2.3.2通配符下界的特点

3.包装类

3.1基本数据类型和对应的包装类

3.2装箱和拆箱

3.3自动装箱和自动拆箱


1.泛型

1.1什么是泛型

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。

1.2泛型的引入

通过一个Object类的数组来进行引入,易知,Object类是所有子类的父类,换言之,Object类型的数组可以存放任何类型的数组元素,那么现在的问题时,能够直接通过数组相对应的元素吗?

来通过代码来分析存在的问题 

当强制类型转换后正确代码如下:

以上代码阐明了两个事实:

①Object类存放时,可以存放任意类型的数据

②但是在获取时必须进行强制类型转换

我们就会进行思考,可不可以当我们需要哪种类型时就单独地对该种类型进行使用,而不需要传入多种类型的数据,也不需要进行强制类型的转换。所以,我们引入了泛型。而泛型的主要目的: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。

1.3泛型的相关语法

①格式:
class 泛型类名称 < 类型形参列表 > {
// 这里可以使用类型参数
}
示例:
class ClassName < T1 , T2 , ..., Tn > {
}
②用泛型代码对上述代码进行替换

 相关注意说明:

a.类名后的 <T> 代表占位符,表示当前类是一个泛型类

作为了解: 【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

b.不能new泛型类型的数组 (不能这样写:T[] ts = new T[5]

c.类型后加入 <String> 指定当前类型(注意这里应该是包装类)

1.4泛型类的使用

①格式:

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

示例:

MyArray < Integer > list = new MyArray < Integer > ();(后面这个<>号里的内容可以省略,后面会根据你前面<>里的内容来进行一个调用)

1.5裸类型

裸类型可以理解为,已经用了泛型的形式,但是在输入之前应该调用的时候,并没有进行传参的行为

代码解释这里的读出指的是非强制类型转换下的读出) 

1.6泛型的编译

①搽除机制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。

通过命令: javap -c 查看字节码文件,所有的 T 都是 Object

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 

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。

②不能实例化泛型类型数组

正确的方式应该是:

public MyArray () {
}
/**
* 通过反射创建,指定类型的数组
* @param clazz
* @param capacity
*/
public MyArray ( Class < T > clazz , int capacity ) {
array = ( T []) Array . newInstance ( clazz , capacity ); }

1.7泛型的上界

①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。

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

示例: public class MyArray<E extends Number> { ... }
    只接受 Number 的子类型作为 E 的类型实参
    MyArray < Integer > // 正常,因为 Integer 是 Number 的子类型
    MyArray < String > // 编译错误,因为 String 不是 Number 的子类型
②不同的类型进行比较时,引入Comparable接口进行比较
示例:public class MyArray < E extends Comparable < E >> { ... }
写一个泛型来求数组的最大值:

a.非静态进行比较的代码:(通过创建新的对象来调用方法)

class Alg<T extends Comparable<T>> {
    public  T findMax(T[] array) {
        T max = array[0];
        for (int i = 1; i < array.length; i++) {
            //if(max < array[i]) {//类型不同无法进行比较
            if(max.compareTo(array[i]) < 0) {
                max = array[i];
            }
        }
        return max;
    }
}
 public class TestDemo {
        public static void main(String[] args) {
            Alg<Integer> alg1 = new Alg<Integer>();
            Integer[] array = {1,2,4,6};
            System.out.println(alg1.findMax(array));
            Alg<Double> alg2 = new Alg<>();
            Double[] array2 = {1.1,2.2,4.56};
            System.out.println(alg2.findMax(array2));
        }

b.静态进行比较的代码 (直接通过类来调用方法)

class Alg2 {
    public static<T extends Comparable<T>> T findMax(T[] array) {
        T max = array[0];
        for (int i = 1; i < array.length; i++) {
            if(max.compareTo(array[i]) < 0) {
                max = array[i];
            }
        }
        return max;
    }
}
    public class TestDemo {
        public static void main(String[] args) {
            Integer[]array= {1,2,3,4,5};
            System.out.println(Alg2.findMax(array));
            String []array1={"hello","hi","good"};
            System.out.println(Alg2.findMax(array1));
        }

1.8泛型方法

格式及示例:

方法限定符 < 类型形参列表 > 返回值类型 方法名称 ( 形参列表 ) { ... }
public class Util {
// 静态的泛型方法 需要在 static 后用 <> 声明泛型类型参数
public static < E > void numberSwap (int [] array, int i , int j ) {
E t = array [ i ];
array [ i ] = array [ j ];
array [ j ] = t ; } }

1.9泛型中的父子关系

因为泛型的搽除机制,因此这里所显示的并不是真正意义上的父子关系 

2.通配符

? 用于在泛型的使用,即为通配符

2.1通配符的应用

①通配符的理解:
通配符是用来解决泛型无法协变的问题的 ,协变指的就是如果 Student Person 的子类,那么 List<Student> 也应该是 List<Person> 的子类。但是 泛型是不支持这样的父子类关系 的。
②通配符与泛型的区别:
泛型 T 是确定的类型,当你传入时,类型便确定了下来,而通配符则是不确定的,更多的是用于扩充参数的范围。

2.2通配符的上界

①格式及示例:

<? extends 上界 >
<? extends Number > // 可以传入的实参类型是 Number 或者 Number 的子类  
eg. // 可以传入类型实参是 Number 子类的任意类型的 MyArrayList
public static void printAll ( MyArrayList <? extends Number > list ) {
...
}
// 以下调用都是正确的
printAll ( new MyArrayList < Integer > ());
printAll ( new MyArrayList < Double > ());
printAll ( new MyArrayList < Number > ());
// 以下调用是编译错误的
printAll ( new MyArrayList < String > ());
printAll ( new MyArrayList < Object > ());

2.2.1通配符上界的父子类关系

用代码来进行解释说明:

 ① 如果对list中添加数据的时候,报错!愿意很简单,list中存储的可能是Number也可能是Number的子类。此 时添加任何类型的数据都不可以,无法确定到底是哪种类型。

②Number a = list.get(0);可以通过,此时获取的元素肯定是Number的 子类

③但是不能这么写: Integer i = list.get(0); 你怎么知道,获取的就是 Integer而不是Double呢

2.2.2通配符上界的特点

通配符的上界适合读取数据,不适合写入数据

2.3通配符下界

①格式及示例:

<? super 下界>

<? super Integer > // 代表 可以传入的实参的类型是 Integer 或者 Integer 的父类类型
eg. // 可以传入类型实参是 Integer 父类的任意类型的 MyArrayList
public static void printAll ( MyArrayList <? super Integer > list ) {
...
}
// 以下调用都是正确的
printAll ( new MyArrayList < Integer > ());
printAll ( new MyArrayList < Number > ());
printAll ( new MyArrayList < Object > ());
// 以下调用是编译错误的
printAll ( new MyArrayList < String > ());
printAll ( new MyArrayList < Double > ())

2.3.1通配符下界的父子关系

MyArrayList <? super Integer > MyArrayList < Integer > 的父类类型
MyArrayList <?> MyArrayList <? super Integer > 的父类类型

2.3.2通配符下界的特点

特点:

可以存,读取要靠Object来进行

3.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。

3.1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

3.2装箱和拆箱

①装箱:

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

 ②拆箱:

拆箱操作,将 Integer 对象中的值取出,放到一个基本数据类型中

3.3自动装箱和自动拆箱

用一图解释自动装箱与拆箱

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