【数据结构】包装类泛型
创始人
2025-05-30 05:03:11

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·、泛型

1. 什么是泛型

2. 引出泛型

3. 泛型语法

4. 泛型类的使用


一、包装类

1. 基本数据类型和对应的包装类

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。
基本数据类型 包装类
byteByte
shortShort
intInteger
longLong
floatFloat
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。

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()

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

二·、泛型

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。

2. 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 = 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. 泛型语法

class 泛型类名称<类型形参列表> {
// 这里可以使用类型参数
}
class ClassName {
}
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 extends ParentClass {
// 可以只使用部分类型参数
}
上述代码进行改写如下:
class MyArray {public T[] array = (T[])new Object[10];//1public T getPos(int pos) {return this.array[pos];}public void setVal(int pos,T val) {this.array[pos] = val;}
}
public class TestDemo {public static void main(String[] args) {MyArray myArray = new MyArray<>();//2myArray.setVal(0,10);myArray.setVal(1,12);int ret = myArray.getPos(1);//3System.out.println(ret);myArray.setVal(2,"bit");//4}
}
代码解释: 1. 类名后的 代表占位符,表示当前类是一个泛型类 2. 注释1处,不能new泛型类型的数组 意味着: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。
【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

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
MyArray list = new MyArray();
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
MyArray list = new MyArray<>(); // 可以推导出实例化需要的类型实参为 Integer

5. 为什么不能实例化泛型类型数组

代码:
class MyArray {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) {MyArray 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:
class MyArray {public T[] array;public MyArray() {}
/**
* 通过反射创建,指定类型的数组
*/public MyArray(Class 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) {MyArray myArray1 = new MyArray<>(Integer.class,10);Integer[] integers = myArray1.getArray();
}

6. 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。

语法:

class 泛型类名称<类型形参 extends 类型边界> {
...
}
【示例】
public class MyArray {
...
}
只接受 Number 的子类型作为 E 的类型实参
MyArray l1; // 正常,因为 Integer 是 Number 的子类型
MyArray l2; // 编译错误,因为 String 不是 Number 的子类型
没有指定类型边界 E,可以视为 E extends Object(Object是所有类的父类)
【较为复杂的示例】
public class MyArray> {
...
}

7. 泛型方法

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) { ... }
【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  void swap(E[] array, int i, int j) {
E t = array[i];
array[i] = array[j];
array[j] = t;
}
}

使用

//可以类型推导
Integer[] a = { ... };
swap(a, 0, 9);
String[] b = { ... };
swap(b, 0, 9);//不使用类型推导
Integer[] a = { ... };
Util.swap(a, 0, 9);
String[] b = { ... };
Util.swap(b, 0, 9);

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