【数据结构】:不了解包装类和泛型的话,看这篇准没错

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包装类

基本类型对应的包装类

Java是一个面向对象的编程语言,但其基本数据类型(如int、char、boolean等)并不直接支持面向对象的特性。为了弥补这一不足,Java为每种基本数据类型设计了一个对应的类,这些类统称为包装类(Wrapper Class)。包装类均位于java.lang包中。
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装箱和拆箱

装箱(Boxing)和拆箱(Unboxing)是Java语言中关于基本数据类型(primitive types)和它们对应的包装类(wrapper classes)之间转换的两个重要概念。


装箱

  • 装箱是指将基本数据类型转换为对应的包装类对象的过程。
  • 例如,将 int 类型转换为 Integer 类型。
int a = 10;

Integer ii = Integer.valueOf(a);  //显示装箱 or 手动装箱
Integer jj = a;   //隐式装箱 or 自动装箱

我们查看这段代码的汇编代码可以发现,两种装箱底层都是调用的 valueOf() 方法image.png|669


拆箱

  • 拆箱是指将包装类对象转换为对应的基本数据类型的过程。
  • 例如,将 Integer 类型转换为 int 类型。
Integer ii = 10;

int a = ii;   //自动拆箱
int b = ii.intValue(a); //手动拆箱

我们查看这段代码的汇编代码可以发现,两种拆箱底层都是调用的 intValue() 方法
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阿里笔试题【Integer的比较】

//判断两次输出分别是什么
Integer a = 100;
Integer b = 100;
System.out.println(a==b);

Integer c = 200;
Integer d = 200;
System.out.println(c==d)

答案:true false
解析:

  • 这些赋值的过程都是在进行装箱,所以都调用了 valueOf() 方法
    image.png|451
  • if 判断条件可知,i 如果是在 [-128, 127] 之间,就是返回一个数组的值
  • 相反,若不在这个范围,就会随机实例化一个对象进行返回

  • 看题可知,100在范围之内,所以 a 和 b 都是返回 IntegerCache.cache[100-(-128)] = IntegerCache.cache[228],故 a == btrue
  • 而200不在范围内,所以 c 和 d 均随机实例化两个不同的对象,会占用内存中不同的位置,一定不会相等,故 c == dfalse

泛型

  • 属于一个语法
  • 简单来说就是适用于许多类型
  • 主要功能是把类型参数化,意味着可以传指定的类型参数

为什么要有泛型

举例:

  • 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控某个下标的值

  1. 实现这个类,我们先定义一个 Object[] 数组,Object 使得这个数组可以放下任何类型的数据
  2. 然后创建一个 setArray(int pos, Object obj) 方法,用来在第 pos 位上存放数据 obj
  3. 再创建一个 Object getArray(int pos) 方法,用来返回第 pos 位的值
  4. 可是在当你在 pos = 1 的地方,传入一个 obj = 10 之后,当准备创建一个 int a 来接收 array[1] 这个值的时候,程序确保错了
    在这里插入图片描述
  • 这是由于 getArray() 方法为了可以让数组能返回任意类型的数据,返回类型设置成了 Object
  • 而在要以 int 类型取出这个数据的时候,由于类型不匹配,导致报错
  • 若要成功接收,就需要强制类型转换,将 Object 的类型转化为 int
    image.png|414

  • 因为这样操作下来非常麻烦,所以泛型就出现了

  • 上面例子的代码为:
public class MyArray {  
    public Object[] array = new Object[10];  
  
    public void setArray(int pos, Object obj) {  
        array[pos] = obj;  
    }  
    public Object getArray(int pos) {  
        return array[pos];  
    }  
    public static void main(String[] args) {  
        MyArray myArray = new MyArray();  
        myArray.setArray(1,3);  
        int a = (int) myArray.getArray(1);  
    }
}

泛型语法

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 { }

class ClassName<T1, T2, ..., Tn> extends ParentClass<T1> { }

  • 上面例子用泛型来写:
public class MyArray<T> {  
    public Object[] array = new Object[10];  
  
    public void setArray(int pos, T obj) {  
        array[pos] = obj;  
    }  
    public T getArray(int pos) {  
        return (T) array[pos];  
    }  
    public static void main(String[] args) {  
        MyArray<Integer> myArray = new MyArray<>();  
        myArray.setArray(1,3);  
        Integer a = myArray.getArray(1);  
    }
}

  • 这里面存放数据的时候都是按照 T类型 来存放的,最后取出的时候是按照 Integer类型 来检查的,若索取出的值和实例化中 <> 内的类型一直,则可取出,反之报错

< >

  • 八种基本类型不能写在里面
  • 只能写包装类类型或者类类型,包装类可以,自己定义的类也可以

  • 小结:
    1. 泛型是讲数据类型参数化,进行传递
    2. 使用 表示当前类是一个泛型
    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
  • 在泛型编程中,上界通过 extends 关键字(在Java中)来指定,用于声明一个类型参数必须是某个特定类或接口(或其子类/实现类)的实例。这允许在编译时进行更严格的类型检查,防止类型不匹配的错误

public class MyArray<E extends Number> {   //只接受Number的子类型或Number本身作为E的类型实参
	... 
}


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,顾名思义,就是在定义方法时引入了类型参数的方法。这些类型参数在调用方法时会被具体的类型所实例化,从而允许同一个方法接受不同类型的参数并返回相应类型的结果。泛型方法的类型参数通常放在方法返回类型之前,并使用尖括号 <> 包围。

public <T extends Comparable<T>> T findMax(T[] array){  
    T max = array[0];  
    for(int i = 1; i < array.length; i++){  
        if(array[i].compareTo(max) > 0){  
            max = array[i];  
        }    
    }    
	return max;  
}

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