Java学习【深入探索包装类和泛型】

在Java的学习中，包装类和泛型是两个重要的概念，它们不仅丰富了Java的数据类型，还提高了代码的可读性和安全性。下面，我们将深入探讨这两个主题。

🚀包装类

包装类是Java提供的一种特殊类，它们将Java的基本数据类型（如int、double、char等）封装成对象。这样做的好处是可以将基本数据类型作为对象来处理，使用对象所特有的属性和方法。

Java提供了8种基本数据类型的包装类：
Integer → int
Double → double
Byte → byte
Short → short
Long → long
Float → float
Character → char
Boolean → boolean

获取包装类对象的方式

使用valueOf()创建

以Integer为例，直接通过调用valueOf方法，把值传入到方法中

Integer i1 = Integer.valueOf(127);

下面看一个特殊的例子:

        Integer i1 = Integer.valueOf(127);
        Integer i2 = Integer.valueOf(127);
        System.out.println(i1 == i2); // true

        Integer i3 = Integer.valueOf(128);
        Integer i4 = Integer.valueOf(128);
        System.out.println(i3 == i4); // false

对于引用数据类型，因为" == " 是比较地址值的，i3 , i4不是同一个对象可以理解，但是为什么 i1 和 i2 是一样的呢？
在实际开发中，-128~127之间的数字用的比较多，为了节省内存，Java提前创建好了这些对象，用的时候直接调取，不会再创建新的对象

直接赋值

自动装箱和自动拆箱
当使用包装类的时候，该怎么去进行计算呢，首先要把对象转化为基本数据类型，再进行计算，再转化为引用数据类型，这样手动的去转化就非常麻烦，所以在JDK5的时候就出现了自动装箱和自动拆箱的机制
自动装箱：把基本数据类型变为对应的包装类
自动拆箱：把包装类转化为对应的基本数据类型

       //自动拆箱
        Integer i = 1;
        //自动装箱
        int j = i;
        System.out.println(i);
        System.out.println(j);
        System.out.println(i + j);

Integer成员方法

返回值为String类型

        //进制转换
        System.out.println(Integer.toBinaryString(10));//1010
        System.out.println(Integer.toOctalString(10));//12
        System.out.println(Integer.toHexString(10));//a

类型转换：

Integer i5 = Integer.parseInt("123");
        System.out.println(i5 + 1);

        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        String s = sc.nextLine();//键盘录入一行，遇到空格不会停止
        System.out.println(s);
        System.out.println(Integer.parseInt(s) + 1);

除了 Character，都有对应的转换方法

🚀泛型

在Java编程中，泛型是一个强大的工具，它允许我们在编写代码时定义灵活的、可重用的结构，而无需关心具体的数据类型。

引出泛型

问题：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意类型的数据，也可以根据成员方法访问返回数组中下标的值
如果是任意类型的话，可以考虑Object，因为它是所有类型的父类，接着试着实现一下这个问题

class MyArray{
    private Object[] arr = new Object[10];

    public void set(int index,Object value){
        arr[index] = value;
    }
    public Object get(int index){
        return arr[index];
    }
}

public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) {
        MyArray myArray = new MyArray();
        myArray.set(0,"AA");
        myArray.set(1,1);
        String s = (String) myArray.get(0);//因为返回的是Object类型，所以需要强制类型转换
        int i = (int)myArray.get(1);
        System.out.println(s+" "+i);
    }
}

上面的代码就实现了这个要求，但是此时发现一个弊端，如果数据过多的话就显得特别杂乱，各种类型都有，都需要强制类型转换
泛型的主要目的就是：指定当前容器要持有什么类型的对象，接着让编译器去检查类型，此时就是把类型作为参数传递，需要什么类型就传入什么类型
格式： <数据类型>
注意： 泛型只能支持引用数据类型

泛型的擦除：
类型擦除是Java编译器在编译泛型代码时的一个步骤。在编译过程中，编译器会将泛型信息从代码中擦除，并在需要的地方插入类型转换和类型检查代码。这样，运行时的字节码不包含任何泛型类型信息，只包含原始类型和必要的类型转换。

ArrayList<Integer> arrayList = new ArrayList<>();

例如在创建集合时，当数据真正的添加到集合里边的时候，集合还是会把它们当作Object类处理，只不过往外获取时会进行相应的强制类型转换

泛型类

当一个类中，某个变量的类型不确定，就可以定义带有泛型的类

格式：
修饰符 class 类名 <类型>{
}

class MyArray <E>{
    private Object[] arr = new Object[10];

    public void set(int index,E value){
        arr[index] = value;
    }
    public E get(int index){
        return (E) arr[index];//
    }
}

public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) {
        MyArray<Integer> myArray = new MyArray<>(); //已经确定好类型了
        //myArray.set(0,"Str");  自动类型检查，要与上面的类型一致
        myArray.set(0,1);
        int i = myArray.get(0);
        System.out.println(i);

        //创建String类型
        MyArray<String> myArray2 = new MyArray<>();
        myArray2.set(0,"hello");
        String str = myArray2.get(0);
        System.out.println(str);
    }
}

上面的MyArray就是一个泛型类，通过使用泛型，就对传入的数据类型进行了约束，同时，也实现了可以传入不同的类型参数

泛型方法

当一个类中只有一个方法中要用到不确定的类型，就只需要把这个方法定义为泛型方法即可

格式：
修饰符 <类型> 返回值类型 方法名（类型 变量名）{
}

class ListUtil{
    public void show(){
        System.out.println("其他方法···");
    }
    public static <E> void addAll(ArrayList<E> list,E e1,E e2,E e3){
        list.add(e1);
        list.add(e2);
        list.add(e3);
    }

    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        addAll(list,"a","b","c");
        System.out.println(list);
        
        ArrayList<Integer> list2 = new ArrayList<>();
        addAll(list2,1,2,3);
        System.out.println(list2);
    }
}

泛型接口

格式：
修饰符 interface 接口名<类型>{
}

例如Java中的List接口就是一个泛型接口：

泛型接口的使用方法：
1.实现类给出具体类型


2.实现类延续泛型，创建对象时再确定类型

泛型的继承和通配符

泛型不具备继承性，但数据具备继承性
什么意思呢

首先定义了两个具有继承关系的类，method方法里边所限定的类型是Fu 类型，它的子类型所创建的对象并不能使用该方法，如果想要子类型也能使用，就需要把方法定义为泛型方法，但是如果是其他类型也可以使用，怎么去限定只有这种具有继承关系的类才能使用
这时就可以使用通配符来实现

通配符：？
也表示不确定类型，但是可以限定类型，
? extend E: 表示可以传递E 或 E所有的子类类型
? super E: 表示可以传递E 或 E 所有的父类类型

泛型的上界

上面介绍的通过extend进行类型限制就是指定了泛型的上界，下面还有一种复杂的示例

例如：
写一个泛型类，定义一个方法，可以求数组的最大值

这时候就需要用到compareTo方法，就要实现comparable接口

public class Alg<E extends Comparable<E>> { //对泛型进行了限制，必须实现Comparable接口的类型才能传入
    public E findMax(E[] array){
        E max = array[0];
        for(int i = 0;i < array.length;i++){
            if(max.compareTo(array[i]) < 0){
                max = array[i];
            }
        }
        return max;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Integer[] arr = {1,2,3,4,5};
        Alg<Integer> alg = new Alg<>();
        int a = alg.findMax(arr);
        System.out.println(a); //5
    }
}

比如再定义一个Person类，因为它没有实现Comparable接口，所以泛型里边不能传入Student