Java 泛型與包裝類別範例分析

1、什麼是泛型

泛型的本質是為了參數化類型（在不創建新的類型的情況下，透過泛型指定的不同類型來控制形參具體限制的類型）。

先看以下的例子：

我們以前學過的數組，只能存放指定類型的元素。如：int[] array=new int[10];String[] array=new String[10];而Object類別是所有類別的父類，那麼我們是否可以建立Obj陣列呢？

class Myarray{
    public Object[] array=new Object[10];
    public void setVal(int pos,Object val){
        this.array[pos]=val;
    }
    public Object getPos(int pos){
        return this.array[pos];
    }
}
public class TestDemo{
    public static void main(String[] args) {
        Myarray myarray=new Myarray();
        myarray.setVal(1,0);
        myarray.setVal(2,"shduie");//字符串也可以存放
        String ret=(String)myarray.getPos(2);//虽然我们知道它是字符串类型，但是还是要强制类型转换
        System.out.println(ret);
    }
}

以上程式碼實作後，我們發現：

• 任何類型的資料都能存放

• 2號下標本來就是字串，但是必須進行強制型別轉換

以此引出泛型，泛型的目的是：指定目前的容器要持有什麼類型的對象，讓編譯器自己去檢查。

2、泛型的語法

class 泛型類別名稱< 型別形參考列表>{

  //這裡可以使用型別參數

}

泛型的使用：

泛型類別<型別實參> 變數名稱=new 泛型類別<型別實參>（建構方法實參）

MyArray  list=new MyArray<>();

【註】

• #型別後的<>代表佔位符，表示目前類別是泛型類別

• 在實例化泛型時，<>中不能是簡單的類型，需要是包裝類別

• <>不參與泛型的型別組成

• 不能new泛型的陣列

• 使用泛型不需要進行強制型別轉換

#一個簡單的泛型：

//此处T可以随便写为任意标识，常见的如T、E、K、V等形式的参数常用于表示泛型
//在实例化泛型类时，必须指定T的具体类型
public class Test<T>{ 
    //key这个成员变量的类型为T,T的类型由外部指定  
   private T key;
 
    public Test(T key) { //泛型构造方法形参key的类型也为T，T的类型由外部指定
        this.key = key;
    }
 
    public T getKey(){ //泛型方法getKey的返回值类型为T，T的类型由外部指定
        return key;
    }
}

擦除機制：編譯時會將<>中的型別擦除掉，所以<>中的東西不參與類型的組成。會將T擦除為Object。

為什麼不能實例化泛型類型的陣列？

陣列和泛型之間的一個重要區別是它們如何強制執行類型檢查。數組在運行時儲存和檢查類型信息，而泛型是在編譯時檢查類型錯誤。

傳回的Object數組裡面，可能存放著任何類型的數據，如string，透過int類型的數組來接收，編譯器認為是不安全的。

3、泛型的上界

語法：

class 泛型類別名稱{

# }

範例：

public class MyArray{} //E只能是Number或Number的子類別

public class MyArray>{}

//E一定實作了Comparable介面的類別

##【註】沒有指定邊界的E，可以看作E extends Object

4、萬用字元

？用於在泛型的使用，即為通配符。通配符用來解決反泛型無法協變的問題。

如下兩段程式碼：

代码一：
public static<T> void printList1(ArrayList<T> list){
   for(T x:list){
      System.out.println(x);
   }
}
 
代码二：
public static<T> void printList2(ArrayList<?> list){
   for(Object x:list){
      System.out.println(x);
   }
}

程式碼2中使用了通配符，和程式碼1相比，此時傳入程式碼1的具體是什麼資料類型，我們是不清楚的。

（1）通配符的上界

語法：

//可以傳入的實參類型為Number或Number的子類別

範例：對於以下關係，我們需要寫一個方法來列印儲存了Animal或Animal子類別的list。

Animal

Cat extends Animal
Dog extends Animal

程式碼一：

public static <t extends Animal> void print1(List<T> list>{
    for(T animal:list){
        System.out.println(animal);//调用了T的toString
    }
}

此時T型別是Animal的子類或自己。

程式碼二：透過通配符實作

public static void print2(List<? extends Animal> list){
    for(Animal animal:list){
       Syatem.out.println(animal);//调用了子类的toString方法
    }
}

兩種程式碼的差異：

• #對於泛型實作的方法來說，對T進行了限制，只能是Animal的子類別。傳入Cat，就是Cat。

• 對於通配符實作的方法來說，相當於對Animal進行了規定，允許傳入Animal的子類別。具體哪個子類，此時並不清楚。如：傳入Cat，實際上宣告的類型是Animal，使用多態才能呼叫Cat的toString方法

通配符上界→父子類別關係：

#//需要使用通配符來確定父子類型

MyArrayList是MyArrayList或MyArrayList的父類別

##MyArrayList<?> ;? extends Number>的父類別

 ArrayList<Integer> arrayList1 = new ArrayList<>();
 ArrayList<Double> arrayList2 = new ArrayList<>();
 List<? extends Number> list = arrayList1;
 //list.add(1,1);//报错，此时list的引用的子类对象有很多，再添加的时候，任何子类型都可以，为了安全，java不让这样进行添加操作。
 Number a = list.get(0);//可以通过
 Integer i = list.get(0);//编译错误，只能确定是Number子类

【註】

不能加，list中儲存的可能是Number也可能是Number的子類，無法確定類型。
通配符上界適合讀取，不適合寫入。
（2）通配符的下界

語法：

< ? super Integer>//可以傳入的參數型別是Integer或Integer的父類別

通配符下界的父子類別關係：

MyArrayList是MyArrayList的父类类型

MyArrayList<？>是MyArrayList的父类

通配符下界适合写入元素，不适合读取。

5、包装类

在Java中，由于基本类型不是继承自Object，为了在泛型中可以支持基本类型，每个基本类型都对应了一个包装类。除了Integer和Character，其余基本类型的包装类都是首字母大写。

拆箱和装箱：

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 ii=i;  //自动装箱
//Integer ii=Integer.valueOf(i);
Integer ij= new Integer(i);//显示装箱
 
//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();//显示的拆箱
int jj=ii;//隐式的拆箱

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