java数据结构集合复习之包装类和泛型

前言: 这是我最一年学习java的一部分的回顾总结

1.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。

1.1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();

装箱（Boxing）：是将基本数据类型转换为对应的包装类对象的过程。
拆箱（Unboxing）：则是将包装类对象转换为对应的基本数据类型的过程。

注意: 装箱和拆箱在 Java 中自动进行，这为开发者提供了便利，但也需要注意一些性能和空指针异常的问题。例如，如果一个包装类对象为 null ，在进行拆箱操作时就会抛出空指针异常。

1.3 自动装箱和自动拆箱

从上面装箱拆箱使用过程中,可以发现有不少的代码量,为了减少开发者的负担,java提供的自动机制

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

思考:
下面代码输出的是什么,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);
}

我们先看结果
a == b是true
c == d是false

进入debug可以发现
a和b对象的地址是一样的
c和d对象的地址是不一样的

原因:
在 Java 中，对于值在 -128 到 127 之间的 Integer 对象，会进行缓存。当使用 Integer.valueOf() 方法创建对象时，如果值在这个范围内，会直接从缓存中获取已有的对象，所以 a 和 b 指向的是同一个对象，a == b 结果为 true 。

而对于值不在 -128 到 127 之间的 Integer 对象，每次使用 Integer.valueOf() 方法创建都会生成新的对象。所以 c 和 d 是两个不同的对象，c == d 结果为 false 。

2.泛型

2.1什么是泛型?

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。

在 Java 中，泛型是一种参数化类型的机制。
泛型使得可以在定义类、接口和方法时使用类型参数，从而增强了代码的类型安全性和可读性，并减少了类型转换的需求。
增强类型安全：通过指定泛型类型，编译器可以在编译阶段就检查类型的正确性。例如，如果定义了一个泛型集合 List< String > ，那么就不能向其中添加非 String 类型的元素，否则会在编译时出错。
提高代码的可读性：使得代码的意图更加清晰。当看到一个泛型类或方法的定义时，能很容易明白其处理的数据类型。
减少类型转换：使用泛型可以避免繁琐的类型转换。
例如，定义一个泛型类 Box

通俗来讲，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。

2.2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?
   例如:

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。

2.3泛型类的语法

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 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 static void main(String[] args) {
        MyArray<String> myArray = new MyArray();
        String ret = myArray.getPos(1);
        myArray.setVal(2,"byte");
        myArray.setVal(1,1);
    }

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. 不能new泛型类型的数组
   例如:

T[] ts = new T[5];//是不对的

3. 类型后加入 < Integer > 指定当前类型

MyArray<String> myArray = new MyArray();

4. 不需要进行强制转换

String ret = myArray.getPos(1);

5. 代码编译报错,编译器会在存放元素的时
   候帮助我们进行类型检查。

myArray.setVal(1,1);

2.4泛型类的使用

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

2.5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

总结:

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

2.6泛型的上界

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