达拉草201771010105《面向对象程序设计（java）》第十周学习总结

达拉草201771010105《面向对象程序设计（java）》第十周学习总结

实验十  泛型程序设计技术

实验时间 2018-11-1

第一部分：理论知识

       泛型：也称参数化类型(parameterizedtype)， 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）

       泛型程序设计（Genericprogramming）：编写 代码可以被很多不同类型的对象所重用。

       泛型类的定义：

       1.一个泛型类（genericclass）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。 如一个泛型类定义格式如下： classGenerics＜K,V＞ 其中的K和V是类中的可变类型参数。

      2. 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。

      3.泛型类可以有多个类型变量。例如: publicclassPair<T,U>{…}

      4.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。

      泛型方法：

       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。

       通配符类型;

        通配符 –“？”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：

       1.单独的？，用于表示任何类型。

       2.? extends type，表示带有上界。

       3.? super type，表示带有下界。

      泛型中＜TextendsObject＞,extends并不代表继 承，它是类型范围限制。

      泛型类不是协变的。

1、实验目的与要求

(1) 理解泛型概念；

(2) 掌握泛型类的定义与使用；

(3) 掌握泛型方法的声明与使用；

(4) 掌握泛型接口的定义与实现；

(5)了解泛型程序设计，理解其用途。

2、实验内容和步骤

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：

l  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；

l  在泛型类定义及使用代码处添加注释；

l  掌握泛型类的定义及使用。 

package pair1;

/**
 * @version 1.00 2004-05-10
 * @author Cay Horstmann
 */
public class Pair<T> //Pair类引入了一个类型变量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; }
}

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//泛型类
{
   /**
    * Gets the minimum and maximum of an array of strings.
    * @param a an array of strings
    * @return a pair with the min and max value, or null if a is null or empty
    */
   public static Pair<String> minmax(String[] a)
   {
      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);//调用泛型类对象
   }
}

程序运行结果如下：

测试程序2：

l  编辑、调试运行教材315页 PairTest2，结合程序运行结果理解程序；

l  在泛型程序设计代码处添加相关注释；

l  掌握泛型方法、泛型变量限定的定义及用途。

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 value, or null if a is 
      null or empty
   */
   public static <T extends Comparable> Pair<T> minmax(T[] a) //加了上界约束的泛型方法
   {
      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);
   }
}

程序运行结果如下;

测试程序3：

l  用调试运行教材335页 PairTest3，结合程序运行结果理解程序；

l  了解通配符类型的定义及用途。

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)//构造器
   {
      this.name = name;
      this.salary = salary;
      hireDay = LocalDate.of(year, month, day);
   }

   public String getName()//访问器
   {
      return name;
   }

   public double getSalary()//访问器
   {  
      return salary;
   }

   public LocalDate getHireDay()
   {  
      return hireDay;
   }

   public void raiseSalary(double byPercent)
   {  
      double raise = salary * byPercent / 100;
      salary += raise;
   }
}

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()//访问器
   { 
      double baseSalary = super.getSalary();
      return baseSalary + bonus;
   }

   public void setBonus(double b)//更改器
   {  
      bonus = b;
   }

   public double getBonus()
   {  
      return bonus;
   }
}

package pair3;

/**
 * @version 1.00 2004-05-10
 * @author Cay Horstmann
 */
public class Pair<T> //Pair类引入了一个类型变量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; }
}

package pair3;

/**
 * @version 1.01 2012-01-26
 * @author Cay Horstmann
 */
public class PairTest3
{
   public static void main(String[] args)
   {
      Manager ceo = new Manager("Gus Greedy", 800000, 2003, 12, 15);
      Manager cfo = new Manager("Sid Sneaky", 600000, 2003, 12, 15);
      Pair<Manager> buddies = new Pair<>(ceo, cfo);      
      printBuddies(buddies);

      ceo.setBonus(1000000);
      cfo.setBonus(500000);
      Manager[] managers = { ceo, cfo };

      Pair<Employee> result = new Pair<>();
      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)//表明带有上界
   {
      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)//表明带有下界
   {
      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)//表明带有下界
   {
      minmaxBonus(a, result);
      PairAlg.swapHelper(result); // OK--swapHelper captures wildcard type
   }
   // Can't write public static <T super manager> ...
}

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);
   }
}

程序运行结果如下：

实验2：编程练习：

编程练习1：实验九编程题总结

l  实验九编程练习1总结（从程序总体结构说明、模块说明，目前程序设计存在的困难与问题三个方面阐述）。

l  实验九编程练习2总结（从程序总体结构说明、模块说明，目前程序设计存在的困难与问题三个方面阐述）。

 1 import java.io.BufferedReader;
  2 import java.io.File;
  3 import java.io.FileInputStream;
  4 import java.io.FileNotFoundException;
  5 import java.io.IOException;
  6 import java.io.InputStreamReader;
  7 import java.util.ArrayList;
  8 import java.util.Arrays;
  9 import java.util.Collections;
 10 import java.util.Scanner;
 11 
 12 public class Moom{
 13     private static ArrayList<Mest> studentlist;
 14     public static void main(String[] args) {
 15         studentlist = new ArrayList<>();
 16         Scanner scanner = new Scanner(System.in);
 17         File file = new File("D:\身份证号.txt");
 18         try {
 19             FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
 20             BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(fis));
 21             String temp = null;
 22             while ((temp = in.readLine()) != null) {
 23                 
 24                 Scanner linescanner = new Scanner(temp);
 25                 
 26                 linescanner.useDelimiter(" ");    
 27                 String name = linescanner.next();
 28                 String number = linescanner.next();
 29                 String sex = linescanner.next();
 30                 String age = linescanner.next();
 31                 String province =linescanner.nextLine();
 32                 Mest student = new Mest();
 33                 student.setName(name);
 34                 student.setnumber(number);
 35                 student.setsex(sex);
 36                 int a = Integer.parseInt(age);
 37                 student.setage(a);
 38                 student.setprovince(province);
 39                 studentlist.add(student);
 40 
 41             }
 42         } catch (FileNotFoundException e) {
 43             System.out.println("学生信息文件找不到");
 44             e.printStackTrace();
 45         } catch (IOException e) {
 46             System.out.println("学生信息文件读取错误");
 47             e.printStackTrace();
 48         }
 49         boolean isTrue = true;
 50         while (isTrue) {
 51            
 52             System.out.println("1:字典排序");
 53             System.out.println("2:输出年龄最大和年龄最小的人");
 54             System.out.println("3:寻找老乡");
 55             System.out.println("4:寻找年龄相近的人");
 56             System.out.println("5:退出");
 57             String m = scanner.next();
 58             switch (m) {
 59             case "1":
 60                 Collections.sort(studentlist);              
 61                 System.out.println(studentlist.toString());
 62                 break;
 63             case "2":
 64                  int max=0,min=100;
 65                  int j,k1 = 0,k2=0;
 66                  for(int i=1;i<studentlist.size();i++)
 67                  {
 68                      j=studentlist.get(i).getage();
 69                  if(j>max)
 70                  {
 71                      max=j; 
 72                      k1=i;
 73                  }
 74                  if(j<min)
 75                  {
 76                    min=j; 
 77                    k2=i;
 78                  }
 79                  
 80                  }  
 81                  System.out.println("年龄最大："+studentlist.get(k1));
 82                  System.out.println("年龄最小："+studentlist.get(k2));
 83                 break;
 84             case "3":
 85                  System.out.println("家庭住址：");
 86                  String find = scanner.next();        
 87                  String place=find.substring(0,3);
 88                  for (int i = 0; i <studentlist.size(); i++) 
 89                  {
 90                      if(studentlist.get(i).getprovince().substring(1,4).equals(place)) 
 91                          System.out.println("province"+studentlist.get(i));
 92                  }             
 93                  break;
 94                  
 95             case "4":
 96                 System.out.println("年龄：");
 97                 int yourage = scanner.nextInt();
 98                 int near=agematched(yourage);
 99                 int value=yourage-studentlist.get(near).getage();
100                 System.out.println(""+studentlist.get(near));
101                 break;
102             case "5":
103                 isTrue = false;
104                 System.out.println("退出程序!");
105                 break;
106                 default:
107                 System.out.println("输入错误");
108 
109             }
110         }
111     }
112         public static int agematched(int age) {      
113         int j=0,min=53,value=0,k=0;
114          for (int i = 0; i < studentlist.size(); i++)
115          {
116              value=studentlist.get(i).getage()-age;
117              if(value<0) value=-value; 
118              if (value<min) 
119              {
120                 min=value;
121                 k=i;
122              } 
123           }    
124          return k;         
125       }
126 
127 }

 1 public  class Mest implements Comparable<Mest> {
 2 
 3     private String name;
 4     private String number ;
 5     private String sex ;
 6     private int age;
 7     private String province;
 8    
 9     public String getName() {
10         return name;
11     }
12     public void setName(String name) {
13         this.name = name;
14     }
15     public String getnumber() {
16         return number;
17     }
18     public void setnumber(String number) {
19         this.number = number;
20     }
21     public String getsex() {
22         return sex ;
23     }
24     public void setsex(String sex ) {
25         this.sex =sex ;
26     }
27     public int getage() {
28 
29         return age;
30         }
31         public void setage(int age) {
32            
33         this.age= age;
34         }
35 
36     public String getprovince() {
37         return province;
38     }
39     public void setprovince(String province) {
40         this.province=province ;
41     }
42 
43     public int compareTo(Mest o) {
44        return this.name.compareTo(o.getName());
45     }
46 
47     public String toString() {
48         return  name+"	"+sex+"	"+age+"	"+number+"	"+province+"
";
49     }
50     
51 }

程序总体结构说明和模块说明：程序分一个主类和一个Mest类,Mest类实现Comparable接口。

目前程序设计存在的困难与问题：对编写程序还有很多不懂得地方，文件捕获错误的代码用的不是很熟练。

l  实验九编程练习2总结（从程序总体结构说明、模块说明，目前程序设计存在的困难与问题三个方面阐述）。

  1 package MM;
  2 
  3 import java.util.Random;
  4 import java.util.Scanner;
  5 
  6 import java.io.FileNotFoundException;
  7 
  8 import java.io.PrintWriter;
  9 
 10 public class Demo{
 11     public static void main(String[] args)
 12     {
 13         
 14         MNM counter=new MNM();//与其它类建立联系
 15     PrintWriter out=null;
 16     try {
 17         out=new PrintWriter("D:/text.txt");
 18          
 19     }catch(FileNotFoundException e) {
 20         e.printStackTrace();
 21     }
 22     int sum=0;
 23 
 24     for(int i=0;i<10;i++)
 25     {
 26     int a=new Random().nextInt(100);
 27     int b=new Random().nextInt(100);
 28     Scanner in=new Scanner(System.in);
 29     //in.close();
 30     
 31     switch((int)(Math.random()*4))
 32     
 33     {
 34     
 35     case 0:
 36         System.out.println( ""+a+"+"+b+"=");
 37         
 38         int M = in.nextInt();
 39         out.println(a+"+"+b+"="+M);
 40         if (M == counter.add(a, b)) {
 41             sum += 10;
 42             System.out.println("答案正确");
 43         }
 44         else {
 45             System.out.println("答案错误");
 46         }
 47         
 48         break ;
 49     case 1:
 50         if(a<b)
 51                         {
 52                                  int temp=a;
 53                                  a=b;
 54                                  b=temp;
 55                              }//为避免减数比被减数大的情况
 56 
 57          System.out.println(""+a+"-"+b+"=");
 58          /*while((a-b)<0)
 59          {  
 60              b = (int) Math.round(Math.random() * 100);
 61              
 62          }*/
 63         int N= in.nextInt();
 64         
 65         out.println(a+"-"+b+"="+N);
 66         if (N == counter.reduce(a, b)) {
 67             sum += 10;
 68             System.out.println("答案正确");
 69         }
 70         else {
 71             System.out.println("答案错误");
 72         }
 73          
 74         break ;
 75     
 76       
 77 
 78     
 79     case 2:
 80         
 81          System.out.println(""+a+"*"+b+"=");
 82         int c = in.nextInt();
 83         out.println(a+"*"+b+"="+c);
 84         if (c == counter.multiply(a, b)) {
 85             sum += 10;
 86             System.out.println("答案正确");
 87         }
 88         else {
 89             System.out.println("答案错误");
 90         }
 91         break;
 92     case 3:
 93         
 94         
 95         System.out.println(""+a+"/"+b+"=");
 96         while(b==0)
 97         {  b = (int) Math.round(Math.random() * 100);
 98         }
 99      int c0= in.nextInt();
100      out.println(a+"/"+b+"="+c0);
101      if (c0 == counter.devision(a, b)) {
102          sum += 10;
103          System.out.println("答案正确");
104      }
105      else {
106          System.out.println("答案错误");
107      }
108     
109      break;
110      
111 
112     }
113     }
114     System.out.println("totlescore:"+sum);
115     out.println(sum);
116     
117     out.close();
118     }
119     }

 1 package MM;
 2 
 3 public class MNM{
 4     public int add(int a,int b)
 5     {
 6         return a+b;
 7     }
 8     public int reduce(int a,int b)
 9     {
10         if((a-b)>0)
11         return a-b;
12         else return 0;
13     }
14     public int multiply(int a,int b)
15     {
16         return a*b;
17     }
18     public int devision(int a,int b)
19     {
20         if(b!=0)
21         return  a/b;
22         else  return 0;
23         
24     }
25 }

程序总体结构：Demo类实现MNM类的功能。

模块说明：随机生成100以内的加减乘除四则运算，输入答案，程序检查答案是否正确。

目前程序设计存在的困难与问题：对于除法运算还存在输出一些问题。

编程练习2：采用泛型程序设计技术改进实验九编程练习2，使之可处理实数四则运算，其他要求不变。

package MM;
   
  import java.util.Random;
  import java.util.Scanner;
  
  import java.io.FileNotFoundException;
  
  import java.io.PrintWriter;
  
  public class Demo{
     public static void main(String[] args)
  {
     
         MNM counter=new MNM();//与其它类建立联系
     PrintWriter out=null;
    try {
         out=new PrintWriter("D:/text.txt");
         
    }catch(FileNotFoundException e) 
    {       
         e.printStackTrace();
      }
     int sum=0;
 
      for(int i=0;i<10;i++)
      {
     int a=new Random().nextInt(100);
      int b=new Random().nextInt(100);
      Scanner in=new Scanner(System.in);
     //in.close();
     
      switch((int)(Math.random()*4))
     
     {
      
      case 0:
        System.out.println( ""+a+"+"+b+"=");
          
         int M = in.nextInt();
          System.out.println(a+"+"+b+"="+M);
          if (M == counter.add(a, b)) {
              sum += 10;
            System.out.println("答案正确");
         }
          else {
            System.out.println("答案错误");
         }
         
        break ;
     case 1:
          if(a<b)
                        {
                                   int temp=a;
                                 a=b;
                                  b=temp;
                              }//为避免减数比被减数大的情况
  
         System.out.println(""+a+"-"+b+"=");
         /*while((a-b)<0)
           {  
              b = (int) Math.round(Math.random() * 100);
              
         }*/
         int N= in.nextInt();
        
         System.out.println(a+"-"+b+"="+N);
          if (N == counter.reduce(a, b)) 
          {
             sum += 10;
            System.out.println("答案正确");
         }
          else {
             System.out.println("答案错误");
        }
           
          break ;
     
      
     case 2:
         System.out.println(""+a+"*"+b+"=");
         int c = in.nextInt();
        System.out.println(a+"*"+b+"="+c);
        if (c == counter.multiply(a, b)) {
             sum += 10;
              System.out.println("答案正确");
          }
         else {
            System.out.println("答案错误");
          }
          break;
      case 3:
          
          while(b==0)
          {  b = (int) Math.round(Math.random() * 100);//满足分母不为0
          }
          while(a%b!=0)
          {
                a = (int) Math.round(Math.random() * 100);
                b = (int) Math.round(Math.random() * 100);
          }
         System.out.println(""+a+"/"+b+"=");
          while(b==0)
          {  b = (int) Math.round(Math.random() * 100);
          }
      int c0= in.nextInt();
      System.out.println(a+"/"+b+"="+c0);
      if (c0 == counter.devision(a, b)) {
          sum += 10;
          System.out.println("答案正确");
      }
     else {
          System.out.println("答案错误");
      }
     
     break;
      
 
     }
     }
     System.out.println("totlescore:"+sum);
     System.out.println(sum);
    
     out.close();
    }
     }

package MM;
  
  public class MNM <T>{
      private T a;
      private T b;
      public void MNM()
      {
          a=null;
          b=null;
      }
      public MNM(T a,T b) 
      {
          this.a=a;
          this.b=b;
      }
      public MNM() {
        // TODO 自动生成的构造函数存根
    }
    public int add(int a,int b)
      {
          return a+b;
      }
      public int reduce(int a,int b)
      {
         if((a-b)>0)
         return a-b;
         else return 0;
     }
     public int multiply(int a,int b)
     {
         return a*b;
     }
    public int devision(int a,int b)
     {
         if(b!=0&&a%b==0)
         return  a/b;
         else 
             return 0;
         
    }
    }

程序运行结果如下：

实验总结：

       在这一周的学习中我们主要学习的是泛型程序设计，泛型接口的定义，泛型变量的限定以及通配符类型及使用方法，然后这周的编程练习主要是对之前的程序进行改进，通过编程练习将这周学过泛型程序设计运用到程序中。