java数据结构--认识泛型

一、包装类

1.1 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

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; // 自动拆箱
int k = (int)ii; // 自动拆箱

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

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 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
}

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2处，类型后加入 <Integer> 指定当前类型

3. 注释3处，不需要进行强制类型转换

4. 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。

四、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<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！

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<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

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：

• 泛型是将数据类型参数化，进行传递
• 使用 <T> 表示当前类是一个泛型类。
• 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。

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

七、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 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

error: type argument String is not within bounds of type-variable EMyArrayList<String> 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 Object

7.3 复杂示例

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

E必须是实现了Comparable接口的

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