博文正文开头格式：（2分）
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作业学习目标 |
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第一部分：总结第八章关于泛型程序设计理论知识（25分）
1、泛型程序设计概念
（1）JDK 5.0 中增加的泛型类型，是Java 语言中类型安全的一次重要改进。
（2）泛型：也称参数化类型(parameterized type)，就是在定义类、接口和方法时，通过类型参数指示将要处理的对象类型。（如ArrayList类）
（3）泛型程序设计（Generic programming）：编写代码可以被很多不同类型的对象所重用。
2、泛型类的声明及实例化的方法
（1）一个泛型类（generic class）就是具有一个或多个类型变量的类，即创建用类型作为参数的类。
（2）如一个泛型类定义格式如下：class Generics＜K,V＞其中的K和V是类中的可变类型参数。
（3）Pair类引入了一个类型变量T，用尖括号（<>）括起来，并放在类名的后面。
（4）泛型类可以有多个类型变量。例如:public class Pair<T, U> { … }
（5）类定义中的类型变量用于指定方法的返回类型以及域、局部变量的类型。
（6）泛型类的约束与局限性:
a）不能用基本类型实例化类型参数
b）运行时类型查询只适用于原始类型
c）不能抛出也不能捕获泛型类实例
d）参数化类型的数组不合法
e）不能实例化类型变量
f ）泛型类的静态上下文中类型变量无效
g）注意擦除后的冲突
3、泛型方法的定义
（1）泛型方法：除了泛型类外，还可以只单独定义一个方法作为泛型方法，用于指定方法参数或者返回值为泛型类型，留待方法调用时确定。
（2）泛型方法可以声明在泛型类中，也可以声明在普通类中。
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public class ArrayTool { public static<E> void insert(E[] e, int i) { //请自己添加代码 } public static<E> E valueAt(E[] e , int i) { //请自己添加代码 }} |
4、泛型接口的定义
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public interface IPool <T>{ T get(); int add(T t);} |
（1）泛型变量的限定
a）定义泛型变量的上界
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public class NumberGeneric< T extends Number> |
b）定义泛型变量的下界
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List<? superCashCard> cards = new ArrayList<T>(); |
5、泛型类型的继承规则
（1）Java中的数组是协变的（covariant），但这一原理不适用于泛型类型
（2）Java中泛型类不具协变性。
（3）泛型类可扩展或实现其它的泛型类。
6、通配符类型及使用方法
（1）“？”符号表明参数的类型可以是任何一种类型，它和参数T的含义是有区别的。T表示一种 未知类型，而“？”表示任何一种类型。这种通配符一般有以下三种用法：
a）单独的？，用于表示任何类型
b）? extends type，表示带有上界。
c ）? super type，表示带有下界。
（2）通配符的类型限定
a）Pair<? extends Employee>
b) Pair<? super Manager>
c) 无限定通配符:Pair<?>。 Pair<?>与Pair的不同在于：可以用任意Object 对象调用原始的Pair类的setObject方法。
第二部分：实验部分
实验1： 导入第8章示例程序，测试程序并进行代码注释。
测试程序1：
编辑、调试、运行教材311、312页代码，结合程序运行结果理解程序；
在泛型类定义及使用代码处添加注释；
掌握泛型类的定义及使用。
程序代码如下：
PairTets1:
package pair1;/** * @version 1.01 2012-01-26 * @author Cay Horstmann */public class PairTest1{ public static void main(String[] args) { String[] words = { "Mary", "had", "a", "little", "lamb" }; Pair<String> mm = ArrayAlg.minmax(words); System.out.println("min = " + mm.getFirst()); System.out.println("max = " + mm.getSecond()); }}class ArrayAlg{ /** * 获取字符串数组的最小值和最大值。. * @param a an array of strings * @return 一个具有最小值和最大值的对，如果A为空或空，则为null */ public static Pair<String> minmax(String[] a)//用具体的类型替换类型变量可以实例化泛型类型 { if (a == null || a.length == 0) return null; String min = a[0]; String max = a[0]; for (int i = 1; i < a.length; i++) { if (min.compareTo(a[i]) > 0) min = a[i]; if (max.compareTo(a[i]) < 0) max = a[i]; } return new Pair<>(min, max); }}Pair:
package pair1;/** * @version 1.00 2004-05-10 * @author Cay Horstmann */public class Pair<T> //定义了一个泛型类，该类引入了一个类型变量T{ private T first; private T second; //使用类型变量，类型变量指定方法的返回类型 public Pair() { first = null; second = null; } public Pair(T first, T second) { this.first = first; this.second = second; } public T getFirst() { return first; } public T getSecond() { return second; } public void setFirst(T newValue) { first = newValue; } public void setSecond(T newValue) { second = newValue; }}程序运行结果如下：
测试程序2：
编辑、调试运行教材315页 PairTest2，结合程序运行结果理解程序；
在泛型程序设计代码处添加相关注释；
了解泛型方法、泛型变量限定的定义及用途。
程序代码如下：
PairTest2:
package pair2;
import java.time.*;
/**
* @version 1.02 2015-06-21
* @author Cay Horstmann
*/
public class PairTest2
{
public static void main(String[] args)
{
LocalDate[] birthdays =
{
LocalDate.of(1906, 12, 9), // G. Hopper
LocalDate.of(1815, 12, 10), // A. Lovelace
LocalDate.of(1903, 12, 3), // J. von Neumann
LocalDate.of(1910, 6, 22), // K. Zuse
};
Pair<LocalDate> mm = ArrayAlg.minmax(birthdays);
System.out.println("min = " + mm.getFirst());
System.out.println("max = " + mm.getSecond());
}
}
class ArrayAlg
{
/**
Gets the minimum and maximum of an array of objects of type T.
@param a an array of objects of type T
@return a pair with the min and max values, or null if a is null or empty
*/
public static <T extends Comparable> Pair<T> minmax(T[] a)
{
if (a == null || a.length == 0) return null;
T min = a[0];
T max = a[0];
for (int i = 1; i < a.length; i++)
{
if (min.compareTo(a[i]) > 0) min = a[i];
if (max.compareTo(a[i]) < 0) max = a[i];
}
return new Pair<>(min, max);
}
}
Pair:
package pair2;
/**
* @version 1.00 2004-05-10
* @author Cay Horstmann
*/
public class Pair<T>
{
private T first;
private T second;
public Pair() { first = null; second = null; }
public Pair(T first, T second) { this.first = first; this.second = second; }
public T getFirst() { return first; }
public T getSecond() { return second; }
public void setFirst(T newValue) { first = newValue; }
public void setSecond(T newValue) { second = newValue; }
}
程序运行结果如下：
测试程序3：
用调试运行教材335页 PairTest3，结合程序运行结果理解程序；
了解通配符类型的定义及用途。
程序代码如下：
PairTest3:
package pair3;/** * @version 1.01 2012-01-26 * @author Cay Horstmann */public class PairTest3{ public static void main(String[] args) { var ceo = new Manager("Gus Greedy", 800000, 2003, 12, 15); var cfo = new Manager("Sid Sneaky", 600000, 2003, 12, 15); var buddies = new Pair<Manager>(ceo, cfo); printBuddies(buddies); ceo.setBonus(1000000); cfo.setBonus(500000); Manager[] managers = { ceo, cfo }; var result = new Pair<Employee>(); minmaxBonus(managers, result); System.out.println("first: " + result.getFirst().getName() + ", second: " + result.getSecond().getName()); maxminBonus(managers, result); System.out.println("first: " + result.getFirst().getName() + ", second: " + result.getSecond().getName()); } public static void printBuddies(Pair<? extends Employee> p)//通配符类型解决了不能将子类传递给父类 { Employee first = p.getFirst(); Employee second = p.getSecond(); System.out.println(first.getName() + " and " + second.getName() + " are buddies."); } public static void minmaxBonus(Manager[] a, Pair<? super Manager> result) { if (a.length == 0) return; Manager min = a[0]; Manager max = a[0]; for (int i = 1; i < a.length; i++) { if (min.getBonus() > a[i].getBonus()) min = a[i]; if (max.getBonus() < a[i].getBonus()) max = a[i]; } result.setFirst(min); result.setSecond(max); } public static void maxminBonus(Manager[] a, Pair<? super Manager> result) { minmaxBonus(a, result); PairAlg.swapHelper(result);// SavaHelp捕获通配符类型 }// 无法写入公共静态<T超级管理器> ...}class PairAlg{ public static boolean hasNulls(Pair<?> p) { return p.getFirst() == null || p.getSecond() == null; } public static void swap(Pair<?> p) { swapHelper(p); } public static <T> void swapHelper(Pair<T> p) { T t = p.getFirst(); p.setFirst(p.getSecond()); p.setSecond(t); }}Pair:
package pair3;/** * @version 1.00 2004-05-10 * @author Cay Horstmann */public class Pair<T> //定义了一个泛型类，该类引入了一个类型变量T{ private T first; private T second; //使用类型变量，类型变量指定方法的返回类型 public Pair() { first = null; second = null; } public Pair(T first, T second) { this.first = first; this.second = second; } public T getFirst() { return first; } public T getSecond() { return second; } public void setFirst(T newValue) { first = newValue; } public void setSecond(T newValue) { second = newValue; }}Employee:
package pair3;import java.time.*;public class Employee{ private String name; private double salary; private LocalDate hireDay; public Employee(String name, double salary, int year, int month, int day) { this.name = name; this.salary = salary; hireDay = LocalDate.of(year, month, day); } public String getName() { return name; } public double getSalary() { return salary; } public LocalDate getHireDay() { return hireDay; } public void raiseSalary(double byPercent) { double raise = salary * byPercent / 100; salary += raise; }}Manager:
package pair3;public class Manager extends Employee{ private double bonus; /** @param name the employee's name @param salary the salary @param year the hire year @param month the hire month @param day the hire day */ public Manager(String name, double salary, int year, int month, int day) { super(name, salary, year, month, day); bonus = 0; } public double getSalary() { double baseSalary = super.getSalary(); return baseSalary + bonus; } public void setBonus(double b) { bonus = b; } public double getBonus() { return bonus; }}程序运行结果如下：
实验2：结对编程练习，将程序提交到PTA（2019面向对象程序设计基础知识测试题（2））
（1） 编写一个泛型接口GeneralStack，要求类中方法对任何引用类型数据都适用。GeneralStack接口中方法如下：
push(item); //如item为null，则不入栈直接返回null。
pop(); //出栈，如为栈为空，则返回null。
peek(); //获得栈顶元素，如为空，则返回null.
public boolean empty();//如为空返回true
public int size(); //返回栈中元素数量
（2）定义GeneralStack的子类ArrayListGeneralStack，要求：
ü 类内使用ArrayList对象存储堆栈数据，名为list；
ü 方法: public String toString()//代码为return list.toString();
ü 代码中不要出现类型不安全的强制转换。
（3）定义Car类，类的属性有：
private int id;
private String name;
方法：Eclipse自动生成setter/getter,toString方法。
（4）main方法要求
ü 输入选项，有quit, Integer, Double, Car 4个选项。如果输入quit，程序直接退出。否则，输入整数m与n。m代表入栈个数，n代表出栈个数。然后声明栈变量stack。
ü 输入Integer，打印Integer Test。建立可以存放Integer类型的ArrayListGeneralStack。入栈m次，出栈n次。打印栈的toString方法。最后将栈中剩余元素出栈并累加输出。
ü 输入Double ，打印Double Test。剩下的与输入Integer一样。
ü 输入Car，打印Car Test。其他操作与Integer、Double基本一样。只不过最后将栈中元素出栈，并将其name依次输出。
特别注意：如果栈为空，继续出栈，返回null
输入样例
Integer
5
2
1 2 3 4 5
Double
5
3
1.1 2.0 4.9 5.7 7.2
Car
3
2
1 Ford
2 Cherry
3 BYD
quit
输出样例
Integer Test
push:1
push:2
push:3
push:4
push:5
pop:5
pop:4
[1, 2, 3]
sum=6
interface GeneralStack
Double Test
push:1.1
push:2.0
push:4.9
push:5.7
push:7.2
pop:7.2
pop:5.7
pop:4.9
[1.1, 2.0]
sum=3.1
interface GeneralStack
Car Test
push:Car [id=1, name=Ford]
push:Car [id=2, name=Cherry]
push:Car [id=3, name=BYD]
pop:Car [id=3, name=BYD]
pop:Car [id=2, name=Cherry]
[Car [id=1, name=Ford]]
Ford
interface GeneralStack
代码如下：
package JavaTest;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Scanner;
interface GeneralStack<T>{ //泛型类接口GeneralStack<T>
public T push(T item); //如果item为null，则不入栈直接返回null。
public T pop(); //出栈，如为栈为空，则返回null。
public T peek(); //获得栈顶元素，如为空，则返回null.
public boolean empty(); //如为空返回true
public int size(); //返回栈中元素数量
}
class ArrayListGeneralStack implements GeneralStack{ //创建一个实现GeneralStack接口的类
ArrayList l =new ArrayList();
@Override //重写toString方法
public String toString() {
return l.toString();
}
@Override //重写压栈方法
public Object push(Object item) {
if (l.add(item)){
return item;
}else {
return false;
}
}
@Override //重写出栈方法
public Object pop() {
if (l.size()==0){ //判断栈为空时，返回null
return null;
}
return l.remove(l.size()-1);
}
@Override //重写获取栈顶元素的函数
public Object peek() {
return l.get(l.size()-1);
}
@Override
public boolean empty() { //栈为空时，直接返回boolean值
if (l.size()==0){
return true;
}else {
return false;
}
}
@Override //重写得到栈中元素个数的函数
public int size() {
return l.size();
}
}
class Car{ //定义一个Car类
private int id; //两个私有属性
private String name;
@Override
public String toString() {
return "Car [" + "id=" + id + ", name=" + name + ']';
}
public int getId() {
return id;
}
public void setId(int id) {
this.id = id;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public Car(int id, String name) {
this.id = id;
this.name = name;
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Scanner in =new Scanner(System.in);
while (true){
String v = in .nextLine();
//输入选项，有quit, Integer, Double, Car 4个选项。
if (v.equals("Double")){ //输入Double ，打印Double Test。
System.out.println("Double Test");
int count=in.nextInt();
int pop_time=in.nextInt();
ArrayListGeneralStack arrayListGeneralStack = new ArrayListGeneralStack();//建立可以存放Double类型的ArrayListGeneralStack。
for (int i=0;i<count;i++){ //入栈次数
System.out.println("push:"+arrayListGeneralStack.push(in.nextDouble()));
}
for (int i=0;i<pop_time;i++){ //出栈次数
System.out.println("pop:"+arrayListGeneralStack.pop());
}
System.out.println(arrayListGeneralStack.toString()); //打印栈的toString方法
double sum=0;
int size=arrayListGeneralStack.size();
for (int i=0;i<size;i++){
sum+=(double)arrayListGeneralStack.pop(); //最后将栈中剩余元素出栈并累加输出。
}
System.out.println("sum="+sum);
System.out.println("interface GeneralStack");
}else if (v.equals("Integer")){ //输入Integer，打印Integer Test。
System.out.println("Integer Test");
int count=in.nextInt();
int pop_time=in.nextInt();
ArrayListGeneralStack arrayListGeneralStack = new ArrayListGeneralStack();//建立可以存放Integer类型的ArrayListGeneralStack。
for (int i=0;i<count;i++){ //入栈次数
System.out.println("push:"+arrayListGeneralStack.push(in.nextInt()));
}
for (int i=0;i<pop_time;i++){ //出栈次数
System.out.println("pop:"+arrayListGeneralStack.pop());
}
System.out.println(arrayListGeneralStack.toString()); //打印栈的toString方法。
int sum=0;
int size=arrayListGeneralStack.size();
for (int i=0;i<size;i++){
sum+=(int)arrayListGeneralStack.pop(); //最后将栈中剩余元素出栈并累加输出。
}
System.out.println("sum="+sum);
System.out.println("interface GeneralStack");
}else if (v.equals("Car")){ //输入Car，打印Car Test。
System.out.println("Car Test");
int count=in.nextInt();
int pop_time=in.nextInt();
ArrayListGeneralStack arrayListGeneralStack = new ArrayListGeneralStack(); //创建可以存放Car类型的ArrayListGeneralStack。
for (int i=0;i<count;i++){ //入栈次数
int id=in.nextInt();
String name=in.next();
Car car = new Car(id,name);
System.out.println("push:"+arrayListGeneralStack.push(car));
}
for (int i=0;i<pop_time;i++){ //出栈次数
System.out.println("pop:"+arrayListGeneralStack.pop());
}
System.out.println(arrayListGeneralStack.toString()); //定义toString方法
if (arrayListGeneralStack.size()>0){ //栈不为空
int size=arrayListGeneralStack.size();
for (int i=0;i<size;i++){
Car car=(Car) arrayListGeneralStack.pop();//将栈中元素出栈，并将其name依次输出。
System.out.println(car.getName());
}
}
System.out.println("interface GeneralStack");
}else if (v.equals("quit")){ //如果输入quit，程序直接退出。
break;
}
}
in.close();
}
}
实验总结：（15分）
此课程在本学期学习中，前期问题教多，作为计算机专业学生，前提课程Java程序设计必不可少，没有良好的编程能力作为基础，此课程进行中，困难重重。但是在后期，不管我们每个人学习情况如何，我们基本对这些问题解决掉了，取长补短，达到了平衡状态。实践是解决任何理论问题的最好方法，理论必不可少，加强实践能力，理论才能融会贯通。