> 文档中心 > 【数据结构】Java的泛型

【数据结构】Java的泛型

在正式进入内容之前说明一下:泛型的内容太多,也太复杂。这里因为Java中写数据结构的时候会使用到,所以加上。关于泛型我找了挺多文章,再结合自己的理解,尽可能将其讲清楚。不求会使用泛型,只要求后面数据结构出现泛型的时候能够知道是在干什么即可

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 {......}

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 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 {......}

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{    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

类名变量名=new 类名();

注意:

  1.  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
  2. 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
  3. 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 {......}

还是以上面的泛型类为例,现在改成如下情况:

class Fc{    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应该也是Fc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

假设,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

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

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

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