泛型类
认识泛型
所谓泛型指的是,在定义类、接口、方法时,同时声明了一个或者多个类型变量(如:< E >),称为泛型类、泛型接口、泛型方法、它们统称为泛型。
作用:泛型提供了在编译阶段约束所能操作的数据类型,并自动进行检查的能力!这样可以避免强制类型转换及其可能出现的异常。
泛型的本质:把具体的数据类型作为参数传给类型变量。
比如我们前面学过的ArrayList类就是一个泛型类,我们可以打开API文档看一下ArrayList类的声明。
public class ArrayList<E>{
}
ArrayList集合的设计者在定义ArrayList集合时,就已经明确ArrayList集合时给别人装数据用的,但是别人用ArrayList集合时候,装什么类型的数据他不知道,所以就用一个<E>
表示元素的数据类型。
当别人使用ArrayList集合创建对象时,new ArrayList<String>
就表示元素为String类型,new ArrayList<Integer>
表示元素为Integer类型。
我们总结一下泛型的作用、本质:
-
泛型的好处:在编译阶段可以避免出现一些非法的数据。
-
泛型的本质:把具体的数据类型传递给类型变量。
自定义泛型类
接下来我们学习一下自定义泛型类,但是有一些话需要给大家提前交代一下:泛型类,在实际工作中一般都是源代码中写好,我们直接用的,就是ArrayList这样的,自己定义泛型类是非常少的。
自定义泛型类的格式如下
//这里的<T,W>其实指的就是类型变量,可以是一个,也可以是多个。
public class 类名<T,W>{
}
接下来,我们自己定义一个MyArrayList泛型类,模拟一下自定义泛型类的使用。注意这里重点仅仅只是模拟泛型类的使用,所以方法中的一些逻辑是次要的,也不会写得太严谨。
//定义一个泛型类,用来表示一个容器
//容器中存储的数据,它的类型用<E>先代替用着,等调用者来确认<E>的具体类型。
public class MyArrayList<E>{
private Object[] array = new Object[10];
//定一个索引,方便对数组进行操作
private int index;
//添加元素
public void add(E e){
array[index]=e;
index++;
}
//获取元素
public E get(int index){
return (E)array[index];
}
}
接下来,我们写一个测试类,来测试自定义的泛型类MyArrayList是否能够正常使用
public class Test{
public static void main(String[] args){
//1.确定MyArrayList集合中,元素类型为String类型
MyArrayList<String> list = new MyArrayList<>();
//此时添加元素时,只能添加String类型
list.add("张三");
list.add("李四");
//2.确定MyArrayList集合中,元素类型为Integer类型
MyArrayList<Integer> list1 = new MyArrayList<>();
//此时添加元素时,只能添加String类型
list.add(100);
list.add(200);
}
}
关于自定义泛型类,你们把这个案例理解,对于初学者来说,就已经非常好了。
自定义泛型接口
在上一节中,我们已经学习了自定义泛型类,接下来我们学习一下泛型接口。泛型接口其实指的是在接口中把不确定的数据类型用<类型变量>
表示。定义格式如下:
//这里的类型变量,一般是一个字母,比如<E>
public interface 接口名<类型变量>{
}
比如,我们现在要做一个系统要处理学生和老师的数据,需要提供2个功能,保存对象数据、根据名称查询数据,要求:这两个功能处理的数据既能是老师对象,也能是学生对象。
首先我们得有一个学生类和老师类
public class Teacher{
}
public class Student{
}
我们定义一个Data<T>
泛型接口,T表示接口中要处理数据的类型。
public interface Data<T>{
public void add(T t);
public ArrayList<T> getByName(String name);
}
接下来,我们写一个处理Teacher对象的接口实现类
//此时确定Data<E>中的E为Teacher类型,
//接口中add和getByName方法上的T也都会变成Teacher类型
public class TeacherData implements Data<Teacher>{
public void add(Teacher t){
}
public ArrayList<Teacher> getByName(String name){
}
}
接下来,我们写一个处理Student对象的接口实现类
//此时确定Data<E>中的E为Student类型,
//接口中add和getByName方法上的T也都会变成Student类型
public class StudentData implements Data<Student>{
public void add(Student t){
}
public ArrayList<Student> getByName(String name){
}
}
再啰嗦几句,在实际工作中,一般也都是框架底层源代码把泛型接口写好,我们实现泛型接口就可以了。
泛型方法
同学们,接下来我们学习一下泛型方法。下面就是泛型方法的格式
public <泛型变量,泛型变量> 返回值类型 方法名(形参列表){
}
下图中在返回值类型和修饰符之间有定义的才是泛型方法。
在泛型类里面定义的方法不是泛型方法,例如get()方法,因为这个方法的泛型E不是自己定义的,而是泛型类声明的,给到该方法使用的
接下我们看一个泛型方法的案例
public class Test{
public static void main(String[] args){
//调用test方法,传递字符串数据,那么test方法的泛型就是String类型
String rs = test("test");
//调用test方法,传递Dog对象,那么test方法的泛型就是Dog类型
Dog d = test(new Dog());
}
//这是一个泛型方法<T>表示一个不确定的数据类型,由调用者确定
public static <T> test(T t){
return t;
}
}
泛型限定
接着,我们来学习一个泛型的特殊用法,叫做泛型限定。泛型限定的意思是对泛型的数据类型进行范围的限制。有如下的三种格式
- <?> 表示任意类型
- <? extends 数据类型> 表示指定类型或者指定类型的子类
- <? super 数据类型> 表示指定类型或者指定类型的父类
下面我们演示一下,假设有Car作为父类,BENZ,BWM两个类作为Car的子类,代码如下
class Car{}
class BENZ extends Car{}
class BWN extends Car{}
public class Test{
public static void main(String[] args){
//1.集合中的元素不管是什么类型,test1方法都能接收
ArrayList<BWM> list1 = new ArrayList<>();
ArrayList<Benz> list2 = new ArrayList<>();
ArrayList<String> list3 = new ArrayList<>();
test1(list1);
test1(list2);
test1(list3);
//2.集合中的元素只能是Car或者Car的子类类型,才能被test2方法接收
ArrayList<Car> list4 = new ArrayList<>();
ArrayList<BWM> list5 = new ArrayList<>();
test2(list4);
test2(list5);
//2.集合中的元素只能是Car或者Car的父类类型,才能被test3方法接收
ArrayList<Car> list6 = new ArrayList<>();
ArrayList<Object> list7 = new ArrayList<>();
test3(list6);
test3(list7);
}
public static void test1(ArrayList<?> list){
}
public static void test2(ArrayList<? extends Car> list){
}
public static void test3(ArrayList<? super Car> list){
}
}
泛型擦除
最后,关于泛型还有一个特点需要给同学们介绍一下,就是泛型擦除。什么意思呢?也就是说泛型只能编译阶段有效,一旦编译成字节码,字节码中是不包含泛型的。而且泛型只支持引用数据类型,不支持基本数据类型。
把下面的代码的字节码进行反编译
下面是反编译之后的代码,我们发现ArrayList后面没有泛型
常用API
API(Application Programming interface)意思是应用程序编程接口,说人话就是Java帮我们写好的一些程序,如:类、方法等,我们直接拿过来用就可以解决一些问题。
“千里之行始于足下,多记、多查、多写代码、孰能生巧!”
Object类
第一个API就是Object类。Object类是Java中所有类的祖宗类,因此,Java中所有类的对象都可以直接使用Object类中提供的一些方法。
按照下图的提示,可以搜索到你想要找的类
我们找到Object类的下面两个方法
toString()方法
我们先来学习toString()方法。
public String toString()
调用toString()方法可以返回对象的字符串表示形式。
默认的格式是:“包名.类名@哈希值16进制”
假设有一个学生类如下:
public class Student{
private String name;
private int age;
public Student(String name, int age){
this.name=name;
this.age=age;
}
}
再定义一个测试类
public class Test{
public static void main(String[] args){
Student s1 = new Student("赵敏",23);
System.out.println(s1.toString());
}
}
如果,在Student类重写toString()方法,那么我们可以返回对象的属性值,代码如下
public class Student{
private String name;
private int age;
public Student(String name, int age){
this.name=name;
this.age=age;
}
@Override
public String toString(){
return "Student{name=‘"+name+"’, age="+age+"}";
}
}
equals(Object o)方法
接下来,我们学习一下Object类的equals方法
public boolean equals(Object o)
判断此对象与参数对象是否"相等"
我们写一个测试类,测试一下
public class Test{
public static void main(String[] args){
Student s1 = new Student("赵薇",23);
Student s2 = new Student("赵薇",23);
//equals本身也是比较对象的地址,和"=="没有区别
System.out.println(s1.equals(s2)); //false
//"=="比较对象的地址
System.out.println(s1==s2); //false
}
}
但是如果我们在Student类中,把equals方法重写了,就按照对象的属性值进行比较
public class Student{
private String name;
private int age;
public Student(String name, int age){
this.name=name;
this.age=age;
}
@Override
public String toString(){
return "Student{name=‘"+name+"’, age="+age+"}";
}
//重写equals方法,按照对象的属性值进行比较
@Override
public boolean equals(Object o) {
if (this == o) return true;
if (o == null || getClass() != o.getClass()) return false;
Student student = (Student) o;
if (age != student.age) return false;
return name != null ? name.equals(student.name) : student.name == null;
}
}
总结一下Object的toString方法和equals方法
public String toString()
返回对象的字符串表示形式。默认的格式是:“包名.类名@哈希值16进制”
【子类重写后,返回对象的属性值】
public boolean equals(Object o)
判断此对象与参数对象是否"相等"。默认比较对象的地址值,和"=="没有区别
【子类重写后,比较对象的属性值】
clone() 方法
Object类的clone()方法,克隆。意思就是某一个对象调用这个方法,这个方法会复制一个一模一样的新对象,并返回。
public Object clone()
克隆当前对象,返回一个新对象
想要调用clone()方法,必须让被克隆的类实现Cloneable接口。如我们准备克隆User类的对象, 代码如下
public class User implements Cloneable{
private String id; //编号
private String username; //用户名
private String password; //密码
private double[] scores; //分数
public User() {
}
public User(String id, String username, String password, double[] scores) {
this.id = id;
this.username = username;
this.password = password;
this.scores = scores;
}
//...get和set...方法自己加上
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
return super.clone();
}
}
接着,我们写一个测试类,克隆User类的对象。并观察打印的结果
public class Test {
public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
User u1 = new User(1,"zhangsan","wo666",new double[]{99.0,99.5});
//调用方法克隆得到一个新对象
User u2 = (User) u1.clone();
System.out.println(u2.getId());
System.out.println(u2.getUsername());
System.out.println(u2.getPassword());
System.out.println(u2.getScores());
}
}
我们发现,克隆得到的对象u2它的属性值和原来u1对象的属性值是一样的。
上面演示的克隆方式,是一种浅克隆的方法,浅克隆的意思:拷贝出来的对象封装的数据与原对象封装的数据一模一样(引用类型拷贝的是地址值)。如下图所示
还有一种拷贝方式,称之为深拷贝,拷贝原理如下图所示
下面演示一下深拷贝User对象
public class User implements Cloneable{
private String id; //编号
private String username; //用户名
private String password; //密码
private double[] scores; //分数
public User() {
}
public User(String id, String username, String password, double[] scores) {
this.id = id;
this.username = username;
this.password = password;
this.scores = scores;
}
//...get和set...方法自己加上
@Override
protected Object clone() throws CloneNotSupportedException {
//先克隆得到一个新对象
User u = (User) super.clone();
//再将新对象中的引用类型数据,再次克隆
u.scores = u.scores.clone();
return u;
}
}
Objects类
Objects是一个工具类,提供了一些方法可以对任意对象进行操作。主要方法如下
下面写代码演示一下这几个方法
public class Test{
public static void main(String[] args){
String s1 = null;
String s2 = "xsyhello";
//这里会出现NullPointerException异常,调用者不能为null
System.out.println(s1.equals(s2));
//此时不会有NullPointerException异常,底层会自动先判断空,所以调用Objects的equals方法更安全
System.out.println(Objects.equals(s1,s2));
//判断对象是否为null,等价于==
System.out.println(Objects.isNull(s1)); //true
System.out.println(s1==null); //true
//判断对象是否不为null,等价于!=
System.out.println(Objects.nonNull(s2)); //true
System.out.println(s2!=null); //true
}
}
基本类型包装类
为什么要学习包装类呢?因为在Java中有一句很经典的话,万物皆对象。Java中的8种基本数据类型还不是对象,所以要把它们变成对象,变成对象之后,可以提供一些方法对数据进行操作。
Java中8种基本数据类型都用一个包装类与之对一个,如下图所示
//目标:掌握包装类的使用。
// Integer a1 = new Integer(12);过时了
Integer a2 = Integer.valueof(12);
System.out.println(a2);//12
我们学习包装类,主要学习两点:
-
- 创建包装类的对象方式、自动装箱和拆箱的特性;
-
- 利用包装类提供的方法对字符串和基本类型数据进行相互转换
创建包装类对象
我们先来学习,创建包装类对象的方法,以及包装类的一个特性叫自动装箱和自动拆箱。我们以Integer为例,其他的可以自己学,都是类似的。
//1.创建Integer对象,封装基本类型数据10
Integer a = new Integer(10);
//2.使用Integer类的静态方法valueOf(数据)
Integer b = Integer.valueOf(10);
//3.还有一种自动装箱的写法(意思就是自动将基本类型转换为引用类型)
Integer c = 10;
//4.有装箱肯定还有拆箱(意思就是自动将引用类型转换为基本类型)
int d = c;
//5.装箱和拆箱在使用集合时就有体现
ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
//添加的元素是基本类型,实际上会自动装箱为Integer类型
list.add(100);
//获取元素时,会将Integer类型自动拆箱为int类型
int e = list.get(0);
包装类数据类型转换
在开发中,经常使用包装类对字符串和基本类型数据进行相互转换。
- 把字符串转换为数值型数据:包装类.parseXxx(字符串)
public static int parseInt(String s)
把字符串转换为基本数据类型
- 将数值型数据转换为字符串:包装类.valueOf(数据);
public static String valueOf(int a)
把基本类型数据转换为
- 写一个测试类演示一下
//1.字符串转换为数值型数据
String ageStr = "29";
int age1 = Integer.parseInt(ageStr);
String scoreStr = 3.14;
double score = Double.prarseDouble(scoreStr);
//2.整数转换为字符串,以下几种方式都可以(挑中你喜欢的记一下)
Integer a = 23;
String s1 = Integer.toString(a);
String s2 = a.toString();
String s3 = a+"";
String s4 = String.valueOf(a);