数据结构青铜到王者第一话---数据结构基本常识（2）

        续接上一话

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

        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

        我们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

这里给大家一个面试题：

        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);}

输出分别为：

                        true

                        false   

        这是因为用到了装箱，如下就是装箱的操作：

public static Integer valueOf(int i){if(i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)return IntegerCache.cache[i+(-IntegerCache.low)];return new Integer(i);
}

        这就可以得到一个初步的结论：i应该是在一个范围内的时候去数组里面直接拿值，不在这个范围内的时候，他就会返回因的对象，新对象之间直接用等号比较，结果当然是不一样的！！！

        其实，哪怕不看的话，我们也可以猜个八九不离十，因为都是和2的几次方相关的，经验多了也就会了！！！

 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、泛型的简单介绍

        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[] 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，但是却编译报错。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。

2.1基本语法

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> {public Object[] array =  new Object[10];public T getPos(int pos) {return (T)this.array[pos];}public void setVal(int pos,T val) {this.array[pos] = val;}}public class TestDemo {public static void main(String[] args) {MyArray<Integer> myArray = new MyArray<>();//1myArray.setVal(0,10);myArray.setVal(1,12);int ret = myArray.getPos(1);//2System.out.println(ret);myArray.setVal(2,"bit");//3}}

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

（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，类型后加入指定当前类型

（3）注释2处，不需要进行强制类型转换

（4）注释3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3处，编译器会在存放元素的时候帮助我们进行类型检查。

3、泛型的使用

3.1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：泛型只能接受类，所有的基本数据类型必须使用包装类！

3.2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

4、裸类型(Raw Type) （了解）

4.1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： 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

5、擦除机制

        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。

        编译完成以后，T被擦除为Object（编译期间用T进行类型的检查和转换）

Java泛型擦除机制之答疑解惑 - 知乎https://zhuanlan.zhihu.com/p/51452375

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。

6.1语法

 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> l1;        // 正常，因为 Integer 是 Number 的子类型
MyArray<String>  l2;        // 编译错误，因为 String 不是 Number 的子类型

（当没有指定的边界时，可以认为E extends Object）

复杂示例：

 public class MyArray<E extends Comparable<E>> {...}

（E必须是实现了Comparable接口的）

7、泛型方法

7.1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) { ... }

7.2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;}}

7.3使用示例-可以类型推导

 Integer[] a = { ... };swap(a, 0, 9);String[] b = { ... };swap(b, 0, 9);

7.4使用示例-不使用类型推导

 Integer[] a = { ... };Util.<Integer>swap(a, 0, 9);String[] b = { ... };Util.<String>swap(b, 0, 9);

三、List的介绍

1、什么是List

        在集合框架中，List是一个接口，继承自Collection。

        Collection也是一个接口（继承自Iterable），该接口中规范了后序容器中常用的一些方法，具体如下所示：

        Iterable也是一个接口，表示实现该接口的类是可以逐个元素进行遍历的，具体如下：

List的官方文档：

 List (Java Platform SE 8 )https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/util/List.html        站在数据结构的角度来看，List就是一个线性表，即n个具有相同类型元素的有限序列，在该序列上可以执行增删 改查以及变量等操作

2、常见接口介绍

        List中提供了好的方法，具体如下：

        虽然方法比较多，但是常用方法如下：

3、List的使用

#注：List是个接口，并不能直接用来实例化。

如果要使用，必须去实例化List的实现类。在集合框架中，ArrayList和LinkedList都实现了List接口。（ 具体使用参考下一话！！！）