数据结构从入门到入土——初识泛型

目录

一,包装类

1.基本数据类型和对应的包装类

2.装箱和拆箱

3.自动装箱和自动拆箱

二,什么是泛型?

三,引出泛型

语法

四,泛型类的使用

1.语法

2.类型推导(Type Inference)

五,裸类型(Raw Type)

六,泛型是如何编译的

1.擦除机制

2.为什么不能实例化泛型类型数组

七,泛型的上界

1.语法

2.示例

3.复杂示例

八,泛型方法

1.定义语法

2.示例

3.使用实例-可以类型推导

4.使用实例-不可以类型推导


一,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.基本数据类型和对应的包装类

基本数据类型包装类内存大小(单位:字节)
byteByte1
shortShort2
intInteger4
longLong8
floatFloat4
doubleDouble8
char

Character

2
booleanBoolean未定义
除了 Integer 和 Character, 其余基本类型的包装类都是首字母大写。

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 i = 10;隐式装箱

Integer ii = Integer.valueOf(i);//显示装箱

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();

3.自动装箱和自动拆箱

可以看到在使用过程中,装箱和拆箱带来不少的代码量,所以为了减少开发者的负担,java 提供了自动机制

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

面试题
下列代码输出什么,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);

}

答案:true   false

解析:

这里我们需要先了解Integer的源码

我们发现定义的i的值满足一定范围,点进而这个low和high的范围正好满足[-128,127],所以这个数组则有下标[0,255]这256个下标,而返回的这个数组的下标则满足i+(-(-128)),也就是i+128下标对应的元素,当i+128>255时则会产生新的对象,所以上述代码中c和d的地址已不相同,所以输出的值才会是false。

二,什么是泛型?

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。
泛型是在 JDK1.5 引入的新的语法,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。

三,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 = newString[10];
2. 所有类的父类,默认为Object类。数组是否可以创建为Object?
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 
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。

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> {
    Object[] array = new Object[10];

    public void setValue(int pos,T val) {
        array[pos] = val;
    }
    public T getValue(int pos) {
        return (T)array[pos];
    }
}
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        MyArray<Integer> myArray= new MyArray<Integer>();
        myArray.setValue(1,1);
        int i = myArray.getValue(1);
        MyArray<String> myArray1 = new MyArray<String>();
        myArray1.setValue(0,"hehe");
        String str = myArray1.getValue(0);
    }
}
代码解释:
1. 类名后的 <T> 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. 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 <Integer> 指定当前类型
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。
注:泛型是编译时期存在的,当程序运行起来过到jvm过后就没有泛型的概念了。

四,泛型类的使用

1.语法

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
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.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

五,裸类型(Raw Type)

说明:

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 ();
注意: 我们不要自己去使用裸类型,裸类型是为了兼容老版本的 API 保留的机制
下面的类型擦除部分,我们也会讲到编译器是如何使用裸类型的。
小结:
1. 泛型是将数据类型参数化,进行传递
2. 使用 <T> 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

六,泛型是如何编译的

1.擦除机制

那么,泛型到底是怎么编译的?这个问题,也是曾经的一个面试问题。泛型本质是一个非常难的语法,要理解好他还是需要一定的时间打磨。
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。
有关泛型擦除机制的文章截介绍:https://zhuanlan.zhihu.com/p/51452375
提出问题:
1、那为什么,T[] ts = new T[5]; 是不对的,编译的时候,替换为Object,不是相当于:Object[] ts = new Object[5]吗?
2、类型擦除,一定是把T变成Object吗?

2.为什么不能实例化泛型类型数组

代码1:

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 T[] getArray() { 
return array;
} 
} 
public static void main(String[] args) { 
MyArray<Integer> 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。

public Object[] getArray() {

return array;

}

通俗讲就是: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,可能是Person,运行的时候,直接转给Integer类型的数组,编译器认为是不安全的。
正确的方式:

class MyArray<T> {

public T[] array;

public MyArray() {

}

/**

* 通过反射创建,指定类型的数组

* @param clazz

* @param capacity

*/

public MyArray(Class<T> clazz, int capacity) {

array = (T[])Array.newInstance(clazz, capacity);

}

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<Integer> myArray1 = new MyArray<>(Integer.class,10);

Integer[] integers = myArray1.getArray();

}

七,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。

1.语法

class 泛型类名称<类型形参 extends 类型边界> {

...

}

2.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 Number 的子类型

MyArray<String> l2; // 编译错误,因为 String 不是 Number 的子类型

error: type argument String is not within bounds of type-variable E
MyArrayList<String> l2;
^
where E is a type-variable:
E extends Number declared in class MyArrayList
了解: 没有指定类型边界 E,可以视为 E extends Object

3.复杂示例

写一个泛型类,求一个数组中的最大值

面对这样一个问题,我们可能首先会写出以下代码:

此时if处为什么会报错呢?

原因:T一定是一个引用类型,最终被擦除为Object类型,而T类型则一定要是可比较的,不然无法进行比较。

所以:怎么约束这个T一定是可以比较大小的?

很简单,只要让它extends一个Comparable

class Alg<T extends Comparable<T>> /*表示T一定是实现了Comparable接口的*/{
    public T FindMax(T[] array) {
        T Max = array[0];
        for (int i = 1; i < array.length; i++) {
            if (Max.compareTo(array[i]) < 0) /*Max如果比array[i]小,则返回的小于0*/{
                Max = array[i];
            }
        }
        return Max;
    }
}

八,泛型方法

1.定义语法

方法限定符 < 类型形参列表 > 返回值类型 方法名称 ( 形参列表 ) { ... }

简单来说:就是在一个普通的类里面实现泛型方法

2.示例

public 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 <E> void swap(E[] array, int i, int j) {

E t = array[i];

array[i] = array[j];

array[j] = t;

}

}

将上述代码以泛型方法的形式来写:

class Alg {
    public<T extends Comparable<T>> T FindMax(T[] array) {
        T Max = array[0];
        for (int i = 1; i < array.length; i++) {
            if (Max.compareTo(array[i]) < 0) /*Max如果比array[i]小,则返回的小于0*/{
                Max = array[i];
            }
        }
        return Max;
    }
}

3.使用实例-可以类型推导

Integer[] a = { ... };

swap(a, 0, 9);

String[] b = { ... };

swap(b, 0, 9);

同样以上述代码为例:

当我们要使用上述代码来获得一个数组中的最大值时

class Alg {
    public<T extends Comparable<T>> T FindMax(T[] array) {
        T Max = array[0];
        for (int i = 1; i < array.length; i++) {
            if (Max.compareTo(array[i]) < 0) /*Max如果比array[i]小,则返回的小于0*/{
                Max = array[i];
            }
        }
        return Max;
    }
}
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Alg alg = new Alg();
        Integer[] integers = new Integer[]{1,2,3,4,5};
        //int ret = alg.<Integer>FindMax(integers);//指定类型
        int ret = alg.FindMax(integers);//不指定类型
        //类型推导:根据实参传值来推导此时的类型
        //当可以类型推导时上两种写法均可
        System.out.println(ret);
    }
}

4.使用实例-不可以类型推导

Integer[] a = { ... };

Util.<Integer>swap(a, 0, 9);

String[] b = { ... };

Util.<String>swap(b, 0, 9);


完.

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:/a/245474.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系我们进行投诉反馈qq邮箱809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

Mybatis的foreach标签的使用以及参数的含义

Mybatis的foreach标签的使用以及参数的含义 语法格式&#xff1a; 属性说明&#xff1a; collection属性的注意点&#xff1a;

【UE5.1】套用小白人蓝图,让玩家控制MetaHuman移动

效果 步骤 1. 新建一个工程&#xff0c;创建Basic关卡&#xff0c;添加第三人称游戏资源到内容浏览器 2. 打开Quixel Bridge 选择高质量&#xff0c;然后添加创建好的MetaHuman到内容浏览器 启用所有缺失 立即重启 添加完毕后内容浏览器会多出“MetaGumans”文件夹&#xff0…

字符处理 C语言xdoj52

问题描述 从键盘输入一个字符&#xff0c;若为小写字母&#xff0c;则输出其对应的大写字母&#xff1b;若为大写字母&#xff0c;则输出对应的小写字母&#xff1b;其他字符原样输出。 输入说明 输入一个字符 输出说明 输出一个字符 输入样例 样例1输入 a 样例…

再回首感知损失在low-level上的应用

《Perceptual Losses for Real-Time Style Transfer and Super-Resolution》是李飞飞团队在2016年发表于ECCV的文章。我近几年的工作中&#xff0c;所训练的模型都离不开感知损失。不得不感慨&#xff0c;大佬之所以是大佬&#xff0c;就是因为他们开创性的工作很多年后依然为人…

生成树基本实验

背景 某公司的二层交换网络中&#xff0c;为了提高网络可靠性&#xff0c;故在二层交换网络中增加冗余链路。为了阻 止冗余链路可能带来的广播风暴&#xff0c;MAC地址漂移等负面影响&#xff0c;需要在交换机之间部署生成树 协议。 实验 一.配置stp en 开启 stp en stp …

2021实战面试

1、Rem , em , px , % , vw 之间的区别 PX: px像素&#xff08;Pixel&#xff09;。相对长度单位。像素px是相对于显示器屏幕分辨率而言的。 em: 1,子元素字体大小的em是相对于父元素字体大小 2,元素的width/height/padding/margin用em的话是相对于该元素的font-size rem:1rem是…

计算机毕业设计 SpringBoot的供应商管理系统 Javaweb项目 Java实战项目 前后端分离 文档报告 代码讲解 安装调试

&#x1f34a;作者&#xff1a;计算机编程-吉哥 &#x1f34a;简介&#xff1a;专业从事JavaWeb程序开发&#xff0c;微信小程序开发&#xff0c;定制化项目、 源码、代码讲解、文档撰写、ppt制作。做自己喜欢的事&#xff0c;生活就是快乐的。 &#x1f34a;心愿&#xff1a;点…

Kafka-集群架构设计

Kafka的Zookeeper元数据梳理 zookeeper整体数据 Kafka将状态信息保存在Zookeeper中&#xff0c;这些状态信息记录了每个Kafka的Broker服务与另外的Broker服务 有什么不同。通过这些差异化的功能&#xff0c;共同体现出集群化的业务能力。这些数据&#xff0c;需要在集群中各个…

道路清障车行业分析:中国市场发展趋势研究

清障车全名为道路清障车&#xff0c;又称拖车、道路救援车、拖拽车&#xff0c;具有起吊、拽拉和托举牵引等多项功能&#xff0c;清障车主要用于道路故障车辆&#xff0c;城市违章车辆及抢险救援等。清障车按类别主要分为&#xff1a;拖吊连体型、拖吊分离型&#xff0c;一拖一…

leetcode---904. 水果成篮 -- 【滑动窗口/c++】

原题&#xff1a;904. 水果成篮 - 力扣&#xff08;LeetCode&#xff09; 题目解析&#xff1a; 本题中的fruit数组中的元素表示的是数的种类。如示例1&#xff0c;fruit【1,2,1】就表示下标0处有1号类型的树&#xff0c;下标1处有2号类型的树&#xff0c;下标2处有1号类型的…

智能优化算法应用:基于狮群算法3D无线传感器网络(WSN)覆盖优化 - 附代码

智能优化算法应用&#xff1a;基于狮群算法3D无线传感器网络(WSN)覆盖优化 - 附代码 文章目录 智能优化算法应用&#xff1a;基于狮群算法3D无线传感器网络(WSN)覆盖优化 - 附代码1.无线传感网络节点模型2.覆盖数学模型及分析3.狮群算法4.实验参数设定5.算法结果6.参考文献7.MA…

TSINGSEE青犀基于EasyCVR与AI技术的高校实验室视频可视化监管方案

一、行业背景 实验室作为科研、教学过程中的一个重要场所&#xff0c;其管理也十分至关重要。尤其是高校实验室安全问题&#xff0c;教育部《高等学校实验室安全规范》中说明&#xff0c;需要进一步加强高校实验室的安全管理工作&#xff0c;实现规范化、常态化的管理体制&…

C++ Qt开发:如何使用信号与槽

在Qt中&#xff0c;信号与槽&#xff08;Signal and Slot&#xff09;是一种用于对象之间通信的机制。是Qt框架引以为傲的一项机制&#xff0c;它带来了许多优势&#xff0c;使得Qt成为一个强大且灵活的开发框架之一。信号与槽的关联通过QObject::connect函数完成。这样的机制使…

【Linux】:线程(二)互斥

互斥与同步 一.线程的局部存储二.线程的分离三.互斥1.一些概念2.上锁3.锁的原理4.死锁 一.线程的局部存储 例子 可以看到全局变量是所有线程共享的&#xff0c;如果我们想要每个线程都单独访问g_val怎么办呢&#xff1f;其实我们可以在它前面加上__thread修饰。 这就相当于把g…

leetcode -- 209 长度最小的子数组[滑动窗口/c++]

原题链接&#xff1a;209. 长度最小的子数组 - 力扣&#xff08;LeetCode&#xff09; 算法原理&#xff1a; 滑动窗口其实就是同向双指针&#xff0c;因为计算结果的单调性&#xff0c;在符合条件的情况下&#xff0c;左右指针不必往回回溯&#xff0c;而实现优化的效果。 滑…

Python type函数:动态创建类

之前学习过使用 type() 函数可以查看变量的类型&#xff0c;但如果想使用 type() 直接查看某个类的类型呢&#xff1f;看如下程序&#xff1a; class Role:pass r Role() # 查看变量r的类型 print(type(r)) # <class __main__.Role> # 查看Role类本身的类型 print(type(…

SpringBoot之数组,集合,日期参数的详细解析

1.4 数组集合参数 数组集合参数的使用场景&#xff1a;在HTML的表单中&#xff0c;有一个表单项是支持多选的(复选框)&#xff0c;可以提交选择的多个值。 多个值是怎么提交的呢&#xff1f;其实多个值也是一个一个的提交。 后端程序接收上述多个值的方式有两种&#xff1a; 数…

打造绿色计算数智动力 HashData 入选“绿色计算最具价值解决方案”

12月13日-14日&#xff0c;由绿色计算产业联盟(GCC)、边缘计算产业联盟&#xff08;ECC&#xff09;联合举办“2023计算产业生态大会”&#xff08;CIEC 2023&#xff09;在北京举行。作为计算领域的权威会议&#xff0c;本次大会邀请了多位两院院士、众多产业专家&#xff0c;…

Python自动化测试系列[v1.0.0][多种数据驱动实现附源码]

前情提要 请确保已经熟练掌握元素定位的常用方法及基本支持&#xff0c;请参考Python自动化测试系列[v1.0.0][元素定位] 数据驱动测试是自动化测试中一种重要的设计模式&#xff0c;这种设计模式可以将测试数据和测试代码分开&#xff0c;实现数据与代码解耦&#xff0c;与此同…

C++随记

#include<bits/stdc.h> using namespace std; int main() { char* p "C Language"; cout<<p<<\n; cout<<p1<<\n; cout<<*p<<\n; cout<<*(p2)<<\n; } 随记 C Language Language C L 输出结果是p会输入整个字符…