【本节目标】以能阅读 java 集合源码为目标学习泛型了解包装类了解泛型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。1.1 基本数据类型和对应的包装类基本数据类型包装类byteByteshortShortintIntegerlongLongfloatFlotadoubleDoublecharCharacterboolenBoolen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 ii Integer.valueOf(i); 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();1.3 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; int k (int)ii; // 自动拆箱 // 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); }2 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。3 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. 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?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。3.1 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 ClassNameT1,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 ClassNameT1,T2...,Tn extends ParentClassT1{ // 可以只使用部分类型参数 }上述代码进行改写如下class MyArrayT{ public T[] arry (T[])new Object[10];//1 public T getPos(int pos){ return this.arry[pos]; } public void setVal(int pos,T val){ this.array[pos] val; } } public class TestDemo{ public static void main(String[] args){ MyArrayIntegermyArray new MyArray();//2 myArray.setVal(0,10); myArray.setVal(1,12); int ret myArray.getPos(1);//3 sout(ret); myArray.setVal(2,bit);//4 } }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 ElementK 表示 KeyV 表示 ValueN 表示 NumberT 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];//是不对的代码T[] array (T[])new Object[10];是否就足够好答案是未必的。3. 注释2处类型后加入指定当前类型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。4 泛型类的使用4.1 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4.2 示例MyArrayIntegerlist new MyArrayInteger();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4.3 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MyArrayInteger list new MyArray(); // 可以推导出实例化需要的类型实参为 Integer5. 裸类型(Raw Type) 了解5.1 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会学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6 泛型如何编译的6.1 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。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。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。有关泛型擦除机制的文章截介绍https://zhuanlan.zhihu.com/p/51452375提出问题1、那为什么T[] ts new T[5]; 是不对的编译的时候替换为Object不是相当于Object[] ts new Object[5]吗答案语法不允许直接实例化泛型数组new T[]不是擦除逻辑不对是 Java 语法层面直接禁止;就算擦除后看起来等价Object[]编译器也不允许你写new T[长度]。2、类型擦除一定是把T变成Object吗答案不一定分无界泛型 / 有界泛型两种情况情况 1无界类型参数T→ 擦除为 Object有界类型参数T extends 父类/接口→ 擦除为上界类型不是 Object6.2 为什么不能实例化泛型类型数组代码1class MyArryT{ public T[] array (T[])new Object[10]; public T getPos(int pos){ return this.array[pos]; } public void setVal(int pos,T val) { this.array[pos] val; } public T[] getArray() { return array; } } public static void main(String[] args) { MyArrayInteger myArray1 new MyArray(); Integer[] strings myArray1.getArray(); } /* Exception in thread main java.lang.ClassCastException: [Ljava.lang.Object; cannot be cast to [Ljava.lang.Integer; at TestDemo.main(TestDemo.java:31) */原因替换后的方法为将Object[]分配给Integer[]引用程序报错public Object[] getArray() { return array; }通俗讲就是返回的Object数组里面可能存放的是任何的数据类型可能是String可能是Person运行的时 候直接转给Integer类型的数组编译器认为是不安全的。正确的方式【了解即可】class MyArrayT { public T[] array; public MyArray() { } /** * 通过反射创建指定类型的数组 * param clazz * param capacity */ public MyArray(ClassT clazz, int capacity) { array (T[])Array.newInstance(clazz, capacity); } public T getPos(int pos) { return this.array[pos]; } public void setVal(int pos,T val) { this.array[pos] val; } public T[] getArray() { return array; } } public static void main(String[] args) { MyArrayInteger myArray1 new MyArray(Integer.class,10); Integer[] integers myArray1.getArray(); }7 泛型的上界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。7.1 语法class 泛型类名称类型形参 extends 类型边界 { ... }7.2 示例public class MyArrayE extends Number { ... }只接受 Number 的子类型作为 E 的类型实参MyArrayInteger l1; // 正常因为 Integer 是 Number 的子类型 MyArrayString l2; // 编译错误因为 String 不是 Number 的子类型error: type argument String is not within bounds of type-variable E MyArrayListString l2; ^ where E is a type-variable: E extends Number declared in class MyArrayList了解 没有指定类型边界 E可以视为 E extends Object7.3 复杂示例public class MyArrayE extends ComparableE { ... }E必须是实现了Comparable接口的8 泛型方法8.1 定义语法方法限定符 类型形参列表 返回值类型 方法名称(形参列表) { ... }8.2 示例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 swap(E[] array, int i, int j) { E t array[i]; array[i] array[j]; array[j] t; } }8.3 使用示例-可以类型推导Integer[] a { ... }; swap(a, 0, 9); String[] b { ... }; swap(b, 0, 9);8.4 使用示例-不使用类型推导Integer[] a { ... }; Util.Integerswap(a, 0, 9); String[] b { ... }; Util.Stringswap(b, 0, 9);
