201871010107-公海瑜《面向对象程序设计（java）》第十一周学习总结
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| 作业学习目标 |
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。 |
第一部分：总结第八章关于泛型程序设计理论知识
1.泛型：参数化类型，在定义类、接口、方法时通过类型参数指示将要处理的对象类型
2.泛型程序设计意味着编写的代码可以被许多不同类型的对象所重用
3.定义简单泛型类：
（1）一个泛型类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）以Pair类为例：public class Pair<T>
{
......
}
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，可以定义Pair类，其中第一个域和第二个域使用不同的类型：public class Pair<T,U> { ... }
（4）类定义中的类型变量指定方法的返回类型以及域和局部变量的类型
（5）实例化泛型对象时，一定要在类名后面指定类型参数的值，一共要有两次书写，例如：TestGeneric<String,String> t=new TestGeneric<String,String>();
4.泛型方法：
（1）定义泛型方法时注意，类型变量放在修饰符（public static）的后面，返回类型的前面
（2）泛型方法可以定义在普通类中，也可以定义在泛型类中
（3）当调用一个泛型方法时，在方法名前的尖括号中放入具体的类型
5.泛型接口的定义与实现：
（1）定义：public interface IPool<T>
{
T get();
int add(T t);
}
（2）实现：public class GenericPool<T> implements IPool<T> { ... }
public class GenericPool implements IPool<Account> { ... }
6.类型变量的限定：
（1）定义泛型变量的上界（用extends）
<T extends BoundingType>表示T是绑定类型的子类型。T和绑定类型可以是类，也可以是接口
一个类型变量或通配符可以有多个限定，例如：T extends Comparable & Serializable（限定类型用“&”分隔）
（2）定义泛型变量的下界（用super) 例如：<? super T>
7.泛型类的约束与局限:
（1）不能用基本类型实例化类型参数
（2）运行时类型查询只适用于原始类型
（3）不能抛出也不能捕获泛型类实例
（4）参数化类型的数组不合法
（5）不能实例化类型变量
（6）泛型类的静态上下文中类型变量无效
（7）注意擦除后的冲突
8.泛型类型的继承规则：Java中的数组是协变的，但泛型类不是协变的
9.通配符类型：（？，任何类型；T , 某一种类型）
（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
10.（1）通配符的类型限定： Pair<? extends Employee>
Pair<? super Manager>
（2）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：
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。
代码如下：
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 { /** * Gets the minimum and maximum of an array of strings. * @param a an array of strings * @return a pair with the min and max values, or null if a is null or empty */ public static Pair<String> minmax(String[] a) //使用泛型Pair类
{ 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); } }
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，用尖括号（<>）括起来，并放在类名的后面。
{ 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; } }
运行结果：
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 了解泛型方法、泛型变量限定的定义及用途。
代码如下：
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); //在Pair中定义一个LocalDate类的birthdays数组 System.out.println("min = " + mm.getFirst()); System.out.println("max = " + mm.getSecond()); } } class ArrayAlg //泛型类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) //使用extends关键字，定义泛型变量的上界,调用Comparable接口 { 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); } }
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; } }
运行结果：
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。
代码如下：
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) { 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); // 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); } }
package pair3; /** * @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; } }
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; } }
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; } }
实验结果如图：
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：
import java.util.ArrayList; import java.util.Scanner; interface GeneralStack<T> { public T push(T item); //若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{ //泛型接口GeneralStack ArrayList list=new ArrayList(); @Override public String toString() { return list.toString(); } @Override public Object push(Object item) {//入栈 if (list.add(item)){ return item; }else { return false; } } @Override public Object pop() {//出栈 if (list.size()==0){ return null; } return list.remove(list.size()-1); } @Override public Object peek() { //取栈顶元素 return list.get(list.size()-1); } @Override public boolean empty() { if (list.size()==0){ return true; }else { return false; } } @Override public int size() { return list.size(); } } class Car{ //Car类 private int id; private String name; @Override public String toString() { //Eclipse自动生成setter/getter,toString方法 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 Main { public static void main(String[] args) { @SuppressWarnings("resource") Scanner in=new Scanner(System.in); while (true){ String s=in.nextLine(); if (s.equals("Integer"))//为Integer { int count=in.nextInt(); int pop_time=in.nextInt(); System.out.println("Integer Test"); ArrayListGeneralStack arrayListGeneralStack = new ArrayListGeneralStack(); for (int i=0;i<count;i++){ System.out.println("push:"+arrayListGeneralStack.push(in.nextInt())); } for (int i=0;i<pop_time;i++){ System.out.println("pop:"+arrayListGeneralStack.pop()); } System.out.println(arrayListGeneralStack.toString()); int size=arrayListGeneralStack.size(); int sum=0; for (int i=0;i<size;i++){ sum=sum+(int)(arrayListGeneralStack.pop()); } System.out.println("sum="+sum); System.out.println("interface GeneralStack"); }else if(s.equals("Double"))//为Double { System.out.println("Double Test"); int count=in.nextInt(); int pop_time=in.nextInt(); ArrayListGeneralStack arrayListGeneralStack = new ArrayListGeneralStack(); for (int i=0;i<count;i++) { System.out.println("push:"+arrayListGeneralStack.push(in.nextDouble())); } for (int i=0;i<pop_time;i++) { System.out.println("pop:"+arrayListGeneralStack.pop()); } System.out.println(arrayListGeneralStack.toString()); int size=arrayListGeneralStack.size(); double sum=0; for (int i=0;i < size;i++){ sum = sum + (double)(arrayListGeneralStack.pop()); } System.out.println("sum="+sum); System.out.println("interface GeneralStack"); }else if (s.equals("Car")) { System.out.println("Car Test"); int count=in.nextInt(); int pop_time=in.nextInt(); ArrayListGeneralStack arrayListGeneralStack = new ArrayListGeneralStack(); for (int i=0;i<count;i++) { 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++) { System.out.println("pop:"+arrayListGeneralStack.pop()); } System.out.println(arrayListGeneralStack.toString()); if (arrayListGeneralStack.size()>0) { int size=arrayListGeneralStack.size(); for (int i=0;i<size;i++) { Car car=(Car) arrayListGeneralStack.pop(); System.out.println(car.getName()); } } System.out.println("interface GeneralStack"); }else if (s.equals("quit")) { break; } } } }
运行结果如图：
实验总结：
通过本周的学习，我对java的面向对象程序设计有了更深的理解，对泛型、泛型类的定义与使用、泛型方法的实现都有了基础的操作方法，也学习到了通配符的基本使用规则，对java整体上也有了更深层次的认识与掌握，继续加油。
//使用泛型Pair类