包装类和泛型


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。

装箱和拆箱

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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();

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。

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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

Integer 的缓存机制

Java 对 -128 到 127 之间的 Integer 对象进行了缓存(默认范围),以提高性能。

  • 直接赋值或 valueOf() 会优先使用缓存对象:
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Integer a = 100;  // 从缓存获取
Integer b = 100;  // a == b 为 true
Integer c = 200;  // 超出缓存范围,新建对象
Integer d = 200;  // c == d 为 false(比较引用地址)
  • 通过 new 创建 会强制生成新对象(不推荐):
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Integer e = new Integer(100);  // 始终新建对象
Integer f = new Integer(100);  // e == f 为 false

有缓存机制的包装类

  • Integer
    缓存范围:-128 到 127(默认)
  • Short
    缓存范围:-128 到 127(不可调整)
  • Long
    缓存范围:-128 到 127(不可调整)
  • Byte
    缓存全部可能值:Byte 范围是 -128 到 127,所有值均被缓存。
  • Character
    缓存范围:0 到 127(ASCII 字符)
  • Boolean
    缓存全部值:TRUE 和 FALSE 两个静态实例

无缓存机制的包装类
Float 和 Double: 由于浮点数的精度问题和取值范围过大,没有缓存机制,每次装箱都会创建新对象。

泛型

泛型的定义

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。
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。

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。
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。

语法

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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
}
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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<>();//1
myArray.setVal(0,10);
myArray.setVal(1,12);
int ret = myArray.getPos(1);//2
System.out.println(ret);
myArray.setVal(2,"bit");//3
}
}
  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
  1. 注释2处,类型后加入 指定当前类型
  2. 注释3处,不需要进行强制类型转换
  3. 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。

泛型类的使用

语法

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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!

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

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

裸类型(Raw Type)

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

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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

  1. 泛型是将数据类型参数化,进行传递
  2. 使用 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

泛型如何编译的

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,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。

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

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class 泛型类名称<类型形参 extends 类型边界> {
...
}

示例

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class MyArray<T extends Number> {
public T getPos(int pos) {
return (T)this.array[pos];
}
public void setVal(int pos,T val) {
this.array[pos] = val;
}
}

只接受 Number 的子类型作为 E 的类型实参

了解: 没有指定类型边界 E,可以视为 E extends Object

复杂示例

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

E必须是实现了Comparable接口的

泛型方法

泛型方法,是在调用方法的时候指明泛型的具体类型。

语法

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修饰符 <类型形参列表> 返回值类型 方法名(形参列表) {
// 方法体
}

示例

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public static <T> void printArray(T[] array) {
for (T t : array) {
System.out.println(t);
}
}

调用

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printArray(new Integer[]{1, 2, 3});
printArray(new String[]{"a", "b", "c"});
<Integer>printArray(new Integer[]{1, 2, 3});
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