Java详细分析讲解泛型

目录

• 1.泛型概念
• 2.泛型的使用
• 2.1泛型类语法
• 2.2泛型方法语法
• 2.3泛型接口语法
• 2.4泛型在main方法中的使用
• 3.擦除机制
• 4.泛型的上界
• 5.通配符
• 5.1通配符的上界
• 5.2通配符的下界
• 6.包装类
• 6.1装箱和拆箱

1.泛型概念

泛型就是将类型参数化

所谓类型参数化就是将类型定义成参数的形式，然后在使用此类型的时候的时候再传入具体的类型

到这我们可以看出来：泛型在定义的时候是不知道具体类型的，需要在使用的时候传入具体的类型，泛型可以用在类、接口和方法中，这样做的好处是一个泛型可以适用多种情况

2.泛型的使用

2.1泛型类语法

public class 类名<T> {……}

<T>表示这是一个泛型类，T是type的首字母大写，除此之外的名称还有：

E：element

K：key

V：vlaue

N：number

<>中可以有多个类型参数，中间使用逗号隔开

2.2泛型方法语法

public<泛型类型> 返回值 方法名(泛型类型 参数) {……}

2.3泛型接口语法

public interface 接口名<泛型类型> {……}

2.4泛型在main方法中的使用

下面写一个泛型类来引出后面的内容

class Fc<T>{
    private T a;
    public T get (T data) {
        this.a=data;
        return a;
    }
}

前面说过泛型是在使用的时候再传入具体的类型，所以在实例化上面泛型类的时候要指定类型。具体方式如下

类名<具体类型>变量名=new 类名<具体类型>();

注意：

• 等号右边<>中可以不写具体类型，编译器可以根据上下文推导出此处的类型
• <>中只能写入类，所以如果是基本数据类型，就需要写入其对应的包装类，包装类除int是Integer，char包装类是Character外，其余均是首字母大写
• Java中不能创建泛型数组，至于原因要从Java中泛型的机制说起

3.擦除机制

Java实现泛型是依靠这个擦除机制的，这个机制目前来讲过于复杂，只说结果

Java编译器在编译的时候会去掉类型参数，而对于泛型类型来说，如果指定上界会用上界类型进行替换，没有指定上界则会以Object来进行替换

所以在编译的时候泛型类型都被替换成了Object，编译后的class文件是不包含任何泛型信息的，即泛型信息不会进入到运行时阶段

但Java的数组需要进行运行期类型检查，而由于类型擦除，造成数组运行期类型检查不能正常进行，破坏了Java数组运行期类型检查的机制

4.泛型的上界

所谓泛型的上界就是对传入的类型变量进行约束，指定哪些类型可以传入，哪些不行，语法如下：

class 类名<类型参数extends类型边界> {……}

还是以上面的泛型类为例，现在改成如下情况：

class Fc<E extends Number >{
    private E a;
    public E get (E data) {
        this.a=data;
        return a;
    }
}

那么此时Fc就只能传入Number或者其子类

5.通配符

通配符就是“?”在泛型中使用，它是用来解决泛型无法协变的问题，那什么是协变？

假设有两个类A和B，A继承B，那么泛型Fc<A>应该也是Fc<B>的子类，但泛型不支持这样的父子关系

基于上面的情况，所以需要使用通配符

直接写两个类，A继承B

class B {
}
class A extends B {
}

现在把<B>改成<?>

5.1通配符的上界

通配符也可以指定界限，语法和泛型的上界类似

<? extends 类型边界>

假设<? extends Number>，那么可以传入的是Number及其子类

但需要注意的是：通配符的上界只能用来读取数据，不能用来写入数据

因为我们只知道里面可以传入什么类型的数据，但具体是什么类型我们不知道，所以也就无法对数据进行修改，但是读取则可以直接用父类对象来进行接收读取出来的数据

5.2通配符的下界

下界使用的是super

<? super 类型边界>

<? super Integer>表示可以传入Integer或者其父类

通配符下界可以进行写入数据，但不能用来读取数据

原因也很简单，里面可以传的类都是Integer或者它的父类，写进去的数据可以进行转化，但读取数据用哪一个父类对象接收则不好确定了

6.包装类

由于Java中基本数据类型不是继承Object类，所以为了泛型能够支持基本数据类型，每一个基本数据类型都有各自的包装类

6.1装箱和拆箱

装箱就是把基本数据类型改为对应的包装类类型，拆箱就是和装箱相反的操作

Java中提供了自动装箱和拆箱机制，但还是先来看下手动装箱和拆箱的操作

//手动装箱
int i=10;
Integer j=Integer.valueOf(i);  //第一种操作
Integer j=new Integer(i);      //第二种操作
//手动拆箱
int a=j.intValue();

自动装箱和拆箱的话代码就要少的多

int i=10;
Integer j=i;  //自动装箱
int a=j;      //自动拆箱

关于int的包装类有一个比较有趣的地方，装箱使用了valueOf方法，其源码如下：

可以看到传给方法的参数首先是和IntegerCache进行比较，如果参数的值是在某个范围中，那么返回的是数组里面的元素，否则返回新的对象

那我们来看看这个IntegerCache

也就是说-128<=i<=127的时候返回的是类中的数组的元素，那么就会有一个情况如下：

原因和上面所讲一样

泛型结束，后面数据结构的时间复杂度和空间复杂度这两个概念就不写了，下一篇直接到顺序表