数据结构从入门到入土——初识泛型

2023-12-14 23:17:21

目录

一,包装类

1.基本数据类型和对应的包装类

2.装箱和拆箱

3.自动装箱和自动拆箱

二,什么是泛型?

三,引出泛型

语法

四,泛型类的使用

1.语法

2.类型推导(Type Inference)

五,裸类型(Raw Type)

六,泛型是如何编译的

1.擦除机制

2.为什么不能实例化泛型类型数组

七,泛型的上界

1.语法

2.示例

3.复杂示例

八,泛型方法

1.定义语法

2.示例

3.使用实例-可以类型推导

4.使用实例-不可以类型推导


一,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.基本数据类型和对应的包装类

基本数据类型包装类内存大小(单位:字节)
byteByte1
shortShort2
intInteger4
longLong8
floatFloat4
doubleDouble8
char

Character

2
booleanBoolean未定义
除了 Integer 和 Character, 其余基本类型的包装类都是首字母大写。

2.装箱和拆箱

int i = 10;

// 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

Integer?i =?10;隐式装箱

Integer ii = Integer.valueOf(i);//显示装箱

Integer ij = new Integer(i);

// 拆箱操作,将 Integer 对象中的值取出,放到一个基本数据类型中

int j = ii.intValue();

3.自动装箱和自动拆箱

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

int i = 10;

Integer ii = i; // 自动装箱

Integer ij = (Integer)i; // 自动装箱

int j = ii; // 自动拆箱

int k = (int)ii; // 自动拆箱

面试题
下列代码输出什么,为什么?

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);

}

答案:true? ?false

解析:

这里我们需要先了解Integer的源码

我们发现定义的i的值满足一定范围,点进而这个low和high的范围正好满足[-128,127],所以这个数组则有下标[0,255]这256个下标,而返回的这个数组的下标则满足i+(-(-128)),也就是i+128下标对应的元素,当i+128>255时则会产生新的对象,所以上述代码中c和d的地址已不相同,所以输出的值才会是false。

二,什么是泛型?

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。

三,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?
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 = newString[10];
2. 所有类的父类,默认为Object类。数组是否可以创建为Object?
代码示例:
class MyArray { 
public Object[] array = new Object[10]; 
public Object getPos(int pos) { 
return this.array[pos]; 
} 
public void setVal(int pos,Object val) { 
this.array[pos] = val; 
} 
} 
public class TestDemo { 
public static void main(String[] args) { 
MyArray myArray = new MyArray(); 
myArray.setVal(0,10); 
myArray.setVal(1,"hello");//字符串也可以存放 
String ret = myArray.getPos(1);//编译报错 
System.out.println(ret); 
} 
}
问题:以上代码实现后 发现
1. 任何类型数据都可以存放
2. 1号下标本身就是字符串,但是确编译报错。必须进行强制类型转换
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。

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> {

}

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

}

上述代码进行改写如下:

class MyArray<T> {
    Object[] array = new Object[10];

    public void setValue(int pos,T val) {
        array[pos] = val;
    }
    public T getValue(int pos) {
        return (T)array[pos];
    }
}
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyArray<Integer> myArray= new MyArray<Integer>();
        myArray.setValue(1,1);
        int i = myArray.getValue(1);
        MyArray<String> myArray1 = new MyArray<String>();
        myArray1.setValue(0,"hehe");
        String str = myArray1.getValue(0);
    }
}
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 1 处,不能 new 泛型类型的数组
意味着:
T [] ts = new T [ 5 ]; // 是不对的
3. 注释2处,类型后加入 <Integer> 指定当前类型
4. 注释3处,不需要进行强制类型转换
5. 注释4处,代码编译报错,此时因为在注释2处指定类当前的类型,此时在注释4处,编译器会在存放元素的时候帮助我们进行类型检查。
注:泛型是编译时期存在的,当程序运行起来过到jvm过后就没有泛型的概念了。

四,泛型类的使用

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
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!

2.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

五,裸类型(Raw Type)

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。
小结:
1. 泛型是将数据类型参数化,进行传递
2. 使用 <T> 表示当前类是一个泛型类。
3. 泛型目前为止的优点:数据类型参数化,编译时自动进行类型检查和转换

六,泛型是如何编译的

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。
通过命令:javap -c 查看字节码文件,所有的T都是Object。

文章来源:https://blog.csdn.net/SixLegs/article/details/134968281
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