Java泛型与包装类实例分析

1、什么是泛型

泛型的本质是为了参数化类型（在不创建新的类型的情况下，通过泛型指定的不同类型来控制形参具体限制的类型）。

先看以下的例子：

我们以前学过的数组，只能存放指定类型的元素。如：int[] array=new int[10];String[] array=new String[10];而Object类是所有类的父类，那么我们是否可以创建Obj数组呢？

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);
    }
}

以上代码实现后，我们发现：

• 任何类型的数据都能存放

• 2号下标本来就是字符串，但是必须进行强制类型转换

以此引出泛型，泛型的目的就是：指定当前的容器要持有什么类型的对象，让编译器自己去检查。

2、泛型的语法

class 泛型类名称< 类型形参列表>{

  //这里可以使用类型参数

}

泛型的使用：

泛型类<类型实参> 变量名=new 泛型类<类型实参>（构造方法实参）

MyArray  list=new MyArray<>();

【注】

• 类型后的<>代表占位符，表示当前类是一个泛型类

• 在实例化泛型时，<>中不能是简单的类型，需要是包装类

• <>不参与泛型的类型组成

• 不能new泛型类型的数组

• 使用泛型不需要进行强制类型转换

一个简单的泛型：

//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{ 
    //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;
    }
}

擦除机制：编译时会将<>中的类型擦除掉，所以<>中的东西不参与类型的组成。会将T擦除为Object。

为什么不能实例化泛型类型的数组？

数组和泛型之间的一个重要区别是它们如何强制执行类型检查。数组在运行时存储和检查类型信息，而泛型是在编译时检查类型错误。

返回的Object数组里面，可能存放着任何类型的数据，如string，通过int类型的数组来接收，编译器认为是不安全的。

3、泛型的上界

语法：

class 泛型类名称{

}

例：

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

public class MyArray>{}

//E一定实现了Comparable接口的类

【注】没有指定边界的E，可以看作 E extends Object

4、通配符

？ 用于在泛型的使用，即为通配符。通配符用来解决反泛型无法协变的问题。

如下两段代码：

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

代码2中使用了通配符，和代码1相比，此时传入代码1的具体是什么数据类型，我们是不清楚的。

（1）通配符的上界

语法：

//可以传入的实参类型为Number或Number的子类

例：对于以下关系，我们需要写一个方法来打印存储了Animal或者Animal子类的list。

Animal
Cat extends Animal
Dog extends Animal

代码一：

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

此时T类型是Animal的子类或自己。

代码二：通过通配符实现

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

两种代码的区别：

• 对于泛型实现的方法来说，对T进行了限制，只能是Animal的子类。传入Cat，就是Cat。

• 对于通配符实现的方法来说，相当于对Animal进行了规定，允许传入Animal的子类。具体哪个子类，此时并不清楚。如：传入Cat，实际上声明的类型是Animal，使用多态才能调用Cat的toString方法

通配符上界→父子类关系：

//需要使用通配符来确定父子类型

MyArrayList是MyArrayList或者MyArrayList的父类

MyArrayList是MyArrayList的父类

 ArrayList arrayList1 = new ArrayList<>();
 ArrayList arrayList2 = new ArrayList<>();
 List 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

【注】

• 不能对其进行添加，list中存储的可能是Number也可能是Number的子类，无法确定类型。

• 通配符上界适合读取，不适合写入。

（2）通配符的下界

语法：

//可以传入的参数类型是Integer或者Integer的父类

通配符下界的父子类关系：

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