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【数据结构】包装类和泛型

news 来源：原创 2025/9/15 14:26:07

1.包装类

1.1 基本数据类型和对应的包装类

1.2 装箱和拆箱

1.3 自动装箱和自动拆箱

2.泛型

2.1泛型的概念

2.2引出泛型

3.语法

4.泛型类的使用

5.泛型的上界

1.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。

1.1 基本数据类型和对应的包装类

1.2 装箱和拆箱

nt 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 ii = Integer.valueOf(i);
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();

1.3 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;

接下来我们看一道题

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);
}

我们可以发现第一个等号输出true第二个输出false，这是为什么呢？

原因是,包装类的数据有一定地限制范围.下面我们看源码:

public static Integer valueOf(int i) {if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];return new Integer(i);//超出范围之后就会new一个新的对象出来}
private static class IntegerCache {static final int low = -128;//范围的最小值为-128static final int high;static final Integer[] cache;static Integer[] archivedCache;static {// high value may be configured by propertyint h = 127;//定义h=127String integerCacheHighPropValue =VM.getSavedProperty("java.lang.Integer.IntegerCache.high");if (integerCacheHighPropValue != null) {try {h = Math.max(parseInt(integerCacheHighPropValue), 127);// Maximum array size is Integer.MAX_VALUEh = Math.min(h, Integer.MAX_VALUE - (-low) -1);} catch( NumberFormatException nfe) {// If the property cannot be parsed into an int, ignore it.}}high = h;//范围的最大值为127

由于128超出了if语句的条件限制,所以就会new一个新的对象出来,它们指向的是不同的引用,而 == 比较的就是两个对象的地址是否想相同,所以第二个返回false.

2.泛型

2.1泛型的概念

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，因此在JDK1.5引入的新的语法---泛型，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。

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

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);}
}

上述的数组可以存放任何类型的数据,但是更多情况下,我们还是希望能够只有一种数据类型,所以,泛型的目的就是指定当前容器要持有什么类型的对象,让编译器做检查.此时就需要把类型作为参数传递.

3.语法

基础语法

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> { 
}

其他写法：

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 
}

我们对上述代码进行改写

class MyArray<T> {public Object[] array = new Object[10];public T getPos(int pos) {return (T)this.array[pos];}public void setVal(int pos,T val) {this.array[pos] = val;}
}
public class TestDemo {public static void main(String[] args) {MyArray<Integer> myArray = new MyArray<>();//1myArray.setVal(0,10);myArray.setVal(1,12);int ret = myArray.getPos(1);//2System.out.println(ret);myArray.setVal(2,"String");//3}
}

代码解释:

类名后的 < T >代表占位符,表示当前类型是一个泛型.
类型的指定一般用一个大写字母来表示,常见的有:
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
注释1处，类型后加入<Integer> 指定当前类型
注释2处，不需要进行强制类型转换
注释3处，代码编译报错，此时因为在注释2处指定类当前的类型,输入的String类型不是int类型

4.泛型类的使用

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！

5.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。

class 泛型类名称<类型形参 extends 类型边界> {...
}
示例
public class MyArray<E extends Number> {...
}MyArray<Integer> l1; // 正常，因为 Integer 是 Number 的⼦类型 
MyArray<String> l2; // 编译错误，因为 String 不是 Number

1.包装类

1.1 基本数据类型和对应的包装类

1.2 装箱和拆箱

1.3 自动装箱和自动拆箱

2.泛型

2.1泛型的概念

2.2引出泛型

3.语法

4.泛型类的使用

5.泛型的上界

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