文章目录

• 包装类
• • 基本数据类型和对应的包装类
  • 装箱和拆箱
  • 自动装箱和自动拆箱
  • 【面试题】 :
• 什么是泛型
• • 背景
  • 概念
  • 好处
  • 类型
• 引出泛型
• • 语法
  • 注意
• 泛型类
• • 语法
  • 类型推导(Type Inference)
• 裸类型(Raw Type) （了解）
• • 说明
• 泛型如何编译的
• • 擦除机制
  • 为什么不能实例化泛型类型数组
• 泛型的上界
• • 语法
  • 示例
  • 复杂示例
• 泛型方法
• • 定义语法
  • 示例
  • 使用示例-可以类型推导
  • 使用示例-不使用类型推导

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

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

public static void main(String[] args) {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。

public static void main(String[] args) {int a = 10;Integer b = a; // 自动装箱Integer c = (Integer)a; // 自动装箱int j = b; // 自动拆箱int k = (int)b; // 自动拆箱}

【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); // trueSystem.out.println(c == d); // false}

1. 在java中

• 通常用==来比较基本数据类型的大小
• 用equals()来比较引用数据类型的大小
• 如果使用==来比较引用数据类型，只有指向同一个对象时才返回true，否则尽管值相等也会返回false。

2. Integer a = 127;在编译时，会翻译成为Integer a = Integer.valueOf(127);

由上图可知，Integer的缓存区间为【-128，127】，所以当执行Integer b = 127;时，不会在new新的对象，a和b指向同一对象，故相等；而c和d不在区间范围内，需要new新的对象，所以尽管值相等，但并不指向同一对象。

什么是泛型

背景

JAVA 推出泛型以前，程序员可以构建一个元素类型为Object的集合，该集合能够存储任意的数据类型对象，而在使用该集合的过程中，需要程序员明确知道存储每个元素的数据类型，否则很容易引发ClassCastException异常。

概念

Java泛型（generics）是JDK5中引入的一个新特性，泛型提供了编译时类型安全监测机制，该机制允许我们可以在编译阶段约束操作的数据类型，并进行检查。
泛型的本质就是参数化类型，也就是所操作的数据类型被指定为一个参数。

好处

• 统一数据类型。
• 把运行时期的问题提前到了编译期间，避免了强制类型转换可能出现的异常，因为编译阶段类型就能确定下来。
• 集合体系的全部接口和实现类都是支持泛型的使用的。

类型

泛型可以在很多地方进行定义:

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？

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 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

• 任何类型数据都可以存放
• 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。

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;}@Overridepublic String toString() {return "MyArray{" +"array=" + Arrays.toString(array) +'}';}}public static void main(String[] args) {MyArray<String> myArray = new MyArray<>();myArray.setVal(0, "hello");myArray.setVal(1, "world");System.out.println(myArray.toString());MyArray<Integer> myArray2 = new MyArray<>();myArray2.setVal(0,10);myArray2.setVal(1,20);System.out.println(myArray2.toString());}// 执行结果MyArray{array=[hello, world, null, null, null, null, null, null, null, null]}MyArray{array=[10, 20, null, null, null, null, null, null, null, null]}

注意

1. 类名后的****代表占位符，表示当前类是一个泛型类

【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 – Element (在集合中使用，因为集合中存放的是元素)
• T – Type（表示Java 类，包括基本的类和我们自定义的类）
• K – Key（表示键，比如Map中的key）
• V – Value（表示值）
• N – Number（表示数值类型）
• ？ – （表示不确定的Java 类型）
• S、U、V – 第二、第三、第四个类型

2. 不能new泛型类型的数组（见下6.2）

public T[] array = new T[10];//errorpublic T[] array = (T[])new Object[10];// 正确，但并不好public Object[] array = new Object[10];// 正确

泛型类

语法

定义：修饰符 class 类名<泛型变量>{}例如：public class MyArray<T> {}使用：泛型类<类型实参> 变量名 = new 泛型类<类型实参>(构造方法实参);其中；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例如：MyArray<String> myArray = new MyArray<String>();

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：

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

裸类型(Raw Type) （了解）

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();

注意：裸类型是为了兼容老版本的 API 保留的机制，不要使用裸类型

泛型如何编译的

擦除机制

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，要理解好它需要一定的时间打磨。
通过命令：javap -c 查看字节码文件，所有的T都是Object。

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。
提出问题：

1. 那为什么，T[] ts = new T[5]; 是不对的，编译的时候，替换为Object，不是相当于：Object[] ts = new Object[5]吗？
2. 类型擦除，一定是把T变成Object吗？

为什么不能实例化泛型类型数组

class MyArray<T> {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<Integer> 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 Test.main(Test.java:74)

**【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;}

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

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<E extends Number> {...}

只接受 Number 的子类型作为 E 的类型实参

public static void main(String[] args) {MyArray<Integer> a; // 正常，因为 Integer 是 Number 的子类型MyArray<String> b; // 编译错误，因为 String 不是 Number 的子类型}// errorjava: 类型参数java.lang.String不在类型变量T的范围内Type parameter 'java.lang.String' is not within its bound; should extend 'java.lang.Number'

【**注意】：**没有指定类型边界 E，可以视为 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。

class Alg<T extends Comparable<T>> {public T findMax(T[] arr) {T max = arr[0];for (int i = 0; i < arr.length; i++) {if (arr[i].compareTo(max) > 0) {max = arr[i];}}return max;}}public static void main(String[] args) {Alg<Integer> alg = new Alg<>();Integer[] arr = {61, 34, 24, 73, 54, 32};System.out.println(alg.findMax(arr));// 73}

泛型方法

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) {...}

示例

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;}}

使用示例-可以类型推导

public static void main(String[] args) {Integer[] arr = {1, 2, 3, 4, 5, 6};Util.swap(arr, 0, 5);System.out.println(Arrays.toString(arr)); // [6, 2, 3, 4, 5, 1]String[] str = {"java", "mysql", "javaEE"};Util.swap(str, 0, 2);System.out.println(Arrays.toString(str)); // [javaEE, mysql, java]}

使用示例-不使用类型推导

public static void main(String[] args) {Integer[] arr = {1, 2, 3, 4, 5, 6};Util.<Integer>swap(arr, 0, 5);System.out.println(Arrays.toString(arr)); // [6, 2, 3, 4, 5, 1]String[] str = {"java", "mysql", "javaEE"};Util.<String>swap(str, 0, 2);System.out.println(Arrays.toString(str)); // [javaEE, mysql, java]}