今天我们学习一下泛型的有关知识
目录
1. 什么是泛型
2.泛型
2.1语法
3.使用泛型类
3.1语法
3.2 示例
4.裸类型
5.泛型是如何编译的
5.1 擦除机制
5.2 为什么不能实例化泛型类型数组
6.泛型的上界
7.泛型方法
8.通配符
9.包装类
装箱和拆箱
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。
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
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:
我们用所有类的父类,Object类 来创建数组试试
代码示例
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
String ret = (String) myArray.getPos(1);
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,但是编译报错。必须进行强制类型转换
思考: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,我们引出泛型,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。
2.1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 {
}
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 extends ParentClass {
// 可以只使用部分类型参数
}
上述代码进行改写如下:
/**
* :占位符,代表当前类是一个泛型类
* @param
*/
class MyArray {
public T[] array = (T[])new Object[10];//1
public T getPos(int pos) {
return this.array[pos];
}
public void setVal(int pos,T val) {
this.array[pos] = val;
}
}
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
/**
* 1. 指定当前类中,使用的类型是Integer类型
* 2.泛型在编译期间做了2件事:存放元素的时候进行类型检查,取元素的时候进行类型转换
* 3.<引用类型>
*/
MyArray myArray = new MyArray<>();//2
myArray.setVal(0,10);
myArray.setVal(1,12);
Integer ret = myArray.getPos(1);//3
System.out.println(ret);
//MyArray myArray2 = new MyArray<>();//如果没有这句就报错
myArray2.setVal(2,"bit");//4
}
}
注:
1. 类名后的
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
可以有多个
2. 注释1处,不能new泛型类型的数组
意味着:
T[] ts = new T[5];//是不对的
3. 注释2处,类型后加入
4. 注释3处,不需要进行强制类型转换
5. 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<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
3.2 示例
MyArray list = new MyArray();
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!
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 list = new MyArray<>(); // 可以推导出实例化需要的类型实参为 String
4.裸类型
裸类型是为了兼容老版本的 API 保留的机制
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();
5.泛型是如何编译的5.1 擦除机制
那么,泛型到底是怎么编译的?
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。
为什么报错?
class MyArray {
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 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 TestDemo.main(TestDemo.java:31)
*/
原因:替换后的方法为:将Object[]分配给Integer[]引用,程序报错。
数组和泛型之间的一个重要区别是它们如何强制执行类型检查。
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,运行的时
候,直接转给Intefer类型的数组,编译器认为是不安全的。
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 {
...
}
含义是:只接受 Number 的子类型作为 E 的类型实参
补充:如果没有指定上界, 可以视为 E extends Object
更复杂的一种情况
public class MyArray> {
...
}
E必须是实现了Comparable接口的
7.泛型方法方法限定符 <类型形参列表> 返回值类型 方法名称(形参列表) { ... }
特殊:如果是静态的泛型方法 需要在static后用<>声明泛型类型参数
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 void swap(E[] array, int i, int j) {
E t = array[i];
array[i] = array[j];
array[j] = t;
}
}
8.通配符
通配符的符号是一个 ?
通配符是用来解决泛型无法协变的问题的
首先什么是协变呢?如果 Student 是 Person 的子类,那么 List
该是 List
由于泛型 T 是确定的类型,一旦你传了我就定下来了,所以我们需要通配符,通配符更为灵活或者说是不确定,更多的是用于扩充参数的范围
public static void fun(Message> temp){
...
}
此时使用通配符"?"描述的是它可以接收任意类型,但是由于不确定类型,所以无法修改
它只能获取,但不能修改
在"?"的基础上又产生了两个子通配符:
- ? extends 类:设置泛型上限
- ? super 类:设置泛型下限
通配符上界
extends 上界>
extends Number>//可以传入的实参类型是Number或者Number的子类
通配符的上界,一般用来读取数据,不能写入数据
通配符下界
super 下界>
super Integer>//代表 可以传入的实参的类型是Integer或者Integer的父类类型
9.包装类
这个我们之前就已经接触过
基本数据类型对应的包装类型
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 |
装箱和拆箱
int a =10;
Integer b = a;//自动装箱
Integer c = Integer .valueOf(a);//手动装箱
Integer d = 10;
int e = d;//自动拆箱
double f = b.doubleValue();//手动拆箱
我们补充一个面试题
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