篇章二 数据结构——前置知识（二）

目录

1. 包装类

1.1 包装类的概念

1.2 基本数据类型和对应的包装类

1.3 装箱和拆箱

1.4 自动装箱和自动拆箱

1.5 练习 —— 面试题

2. 泛型

2.1 如果没有泛型——会出现什么情况？

2.2 语法

2.3 裸类型

1.没有写<> 但是没有报错为什么？

2. 裸类型

2.4 泛型如何编译的 —— 擦除机制

2.5 泛型的上界

1. 复杂示例

2.6 泛型方法

1. 语法

2.示例

3.复杂示例

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1. 包装类

1.1 包装类的概念

Java 八种基本类型 所对应的 类类型

为什么要有包装类？

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。

1.2 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

1.3 装箱和拆箱

装箱：把基本数据类型 变为包装类型的过程叫做 装箱

拆箱：把包装类型 变为基本数据类型的过程叫做 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 i1 = Integer.valueOf(i);
Integer i2 = 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 = i1.intValue();

1.4 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。

public static void main(String[] args) {int a = 10;Integer b = a;Integer c = (Integer) a;int j = b;int k = (int)b;
}

1.5 练习 —— 面试题

public static void main(String[] args) {Integer a = 100;Integer b = 100;System.out.println(a == b); // trueInteger c = 200;Integer d = 200;System.out.println(c == d); // false
}

Integer 底层实现 维护了一个数组，在 -128 到 127 之间的值直接从数组拿值，其余数字直接new一个新对象，所以出现这种情况。

2. 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，就是对类型实现了化参数。

2.1 如果没有泛型——会出现什么情况？

        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。 

2.2 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> {
}

上述图中代码进行改写如下：

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<>();// 2myArray.setVal(0,10);myArray.setVal(1,12);int ret = myArray.getPos(1);// 3System.out.println(ret);myArray.setVal(2,"bit");// 4 报错}
}

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 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> 指定当前参数类型

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。

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！

2.3 裸类型

1.没有写<> 但是没有报错为什么？

泛型是 JDK5 引入的，为了兼容老版本。

2. 裸类型

裸类型是一个泛型类但没有带着类型实参，例如   下面块引用中 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。

2.4 泛型如何编译的 —— 擦除机制

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

2.5 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。

没有指定类型边界 E，可以视为 E extends Object

常见报错形式：

error: type argument String is not within bounds of type-variable E
      MyArrayList<String> l2;
                  ^
where E is a type-variable:
      E extends Number declared in class MyArrayList

1. 复杂示例

// 写一个泛型类 可以求数组最大值
class Alg<E extends Comparable<E>> {public E findMax(E[] array) {E max = array[0];for (int i = 1; i < array.length; i++) {if (max.compareTo(array[i]) < 0) {max = array[i];}}return max;}
}
public class TestGeneric {public static void main(String[] args) {Integer[] array = {1,2,3,4,5,6,7,8,10};Alg<Integer> alg = new Alg<Integer>();int a = alg.findMax(array);System.out.println(a);}
}

E 必须是实现了 Comparable 接口的。

2.6 泛型方法

1. 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) { ... }

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;}
}

因为此处要明确是泛型 <E> ，而不是一个 E 类型

使用示例-可以类型推导

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

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);

3.复杂示例

class Alg2 {public <E extends Comparable<E>> E findMax(E[] array) {E max = array[0];for (int i = 1; i < array.length; i++) {if (max.compareTo(array[i]) < 0) {max = array[i];}}return max;}
}public class TestGeneric {public static void main(String[] args) {Integer[] array = {1,2,3,4,5,6,7,8,10};Alg2 alg2 = new Alg2();int ret = alg2.findMax(array);System.out.println(ret);}
}

E 必须是实现了 Comparable 接口的。