201871020225牟星源《面向对象程序设计（java）》第十一周学习总结

201871020225-牟星源《面向对象程序设计（java）》第十一周学习总结

博文正文开头：

项目	内容
这个作业属于哪个课程	https://www.cnblogs.com/nwnu-daizh/
这个作业的要求在哪里	https://www.cnblogs.com/nwnu-daizh/p/11815810.html
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) 了解泛型方法的声明与使用； (4) 掌握泛型接口的定义与实现； (5) 理解泛型程序设计，理解其用途。

随笔博文正文：

第一部分：总结第八章关于泛型程序设计理论知识

1.泛型：也称参数化类型，即在定义类、接口和方法时，通过类型参数指示将要处理的对象类型。eg:ArrayList类

2.泛型程序设计（Generic programming）：编写的代码可以被多个不同类型的对象所重用。

注：类型参数的优点：改善程序的可读性，增强类型的使用安全性

3.泛型类的定义：eg:public class Pair<T>

注：（1）Pair类引入了一个类型变量T，用<>括起来，置于类名后面；

　　（2）可以有多个类型变量，用，隔开.

　　（3）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。

4.泛型方法

　　（1）泛型方法：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）可以声明在泛型类中，也可以声明在普通类中。

5.泛型变量的限定

　　（1）定义上界：public class NumberGeneric<T extends Number>

　　注:a.说明NumberGeneric类能处理的泛型变量需要和Number有继承关系

　　　 b.extends所申明的上界可以是一个类，也可以是一个接口

　　　 c.<T extends Bounding Type>表示T应是绑定类型的子类型

　　　 d.一个类型变量或通配符可以有多个限定，限定类型用&分割   

eg:<T extends Comparable &Serializable>

　　（2）定义下界：List<? super CashCard>cards=new ArrayList<T>

　　注：a.super可以固定泛型参数的类型为某类型的超类

　　　　b.若一个方法的参数为限定类型时，可以使用下限通配符

　　　　　eg:public static <T> void sort(T[] A,Comparator<? super T> c){...

6.泛型类的约束与局限性:

（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

7.泛型类型的继承规则

（1）数组是协变的（covariant），但不适用于泛型类型 原因：避免破坏要提供类型的安全泛型

（2）泛型类不具协变性。

（3）泛型类可扩展或实现其它的泛型类。

8.通配符类型

（1）“？”表明参数的类型可以是任何一种类型

（2）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。

（3）通配符的类型限定 

　　a.Pair<? extends Employee>

b.Pair<? super Manager>

c.无限定通配符:Pair<?>。

　　　注：Pair<?>与Pair的不同：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。

实验1：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。

具体代码如下：

Pair.java

package pair1;

/**
 * @version 1.00 2004-05-10
 * @author Cay Horstmann
 */
public class Pair<T> /*定义了一个泛型类和一个类型变量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; }
}

PairTest1.java

 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" };//定义一个字符型数组
      Pair<String> mm = ArrayAlg.minmax(words);//调用泛型类mm
      System.out.println("min = " + mm.getFirst());//输出min=mm的返回值
      System.out.println("max = " + mm.getSecond());//与上述反应相同
   }
}
class ArrayAlg    //定义了一个泛型类
{
   /**
    * Gets the minimum and maximum of an array of strings.
    * @param a an array of strings
    * @return a pair with the min and max values, or null if a is null or empty
    */
   public static Pair<String> minmax(String[] a)
   {
      if (a == null || a.length == 0) return null;  //先对数组进行判断，若为空，则返回null
      String min = a[0];    //先将数组a的第一个值赋给min
      String max = a[0];    //与上述操作相同
      for (int i = 1; i < a.length; i++)  //进行一个循环
      {
         if (min.compareTo(a[i]) > 0) min = a[i];   //在这里使用compareTo方法，进行大小的判断并进行复制操作
         if (max.compareTo(a[i]) < 0) max = a[i];   //与上一句用法相同
      }
      return new Pair<>(min, max);  //在最后返回了泛型类的值
   }
}

运行结果如下：

 

实验1：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。

具体代码如下：

Pair.java

package pair2;

/**
 * @version 1.00 2004-05-10
 * @author Cay Horstmann
 */
public class Pair<T> /*定义了一个泛型类和一个类型变量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; }
}

PairTest2.java

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;/*空引用*/
      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);
   }
}

运行结果如下：

 

实验1：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。

具体代码如下：

Employee.java

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.java

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;
   }
}

Pair.java

package pair3;

/**
 * @version 1.00 2004-05-10
 * @author Cay Horstmann
 */
public class Pair<T> /*定义了一个泛型类和一个类型变量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; }
}

PairTest3.java

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<Manager>(ceo, cfo);     
      printBuddies(buddies);

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

      Pair<Employee> 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);
   }
}

运行结果如下：

 

实验2：结对编程练习

（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

具体代码如下：

package tuxing;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Scanner;

interface GeneralStack<T>
{
     public T push(T item);          //如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
 {
    
  ArrayList list = new ArrayList();
  public String toString()
  {
   return list.toString();
  }
 @Override
 public Object push(Object item) {
   if (list.add(item)){
             return item;
         }else {
             return false;
         }
     }

 @Override
 public Object pop() {
   if (list.size()==0){
            return null;}
   return list.remove(list.size()-1);
 }

 @Override
 public Object peek() {
  if(list.size()!=0)
       return list.get(list.size()-1);
  return null;
 }

 @Override
 public boolean empty() {
  if(list.size()==0)
   return true;
  return false;
 }

 @Override
 public int size() {
  // TODO Auto-generated method stub
  return list.size();
 }
 
 }
 
class Car
{
 private int id;
 private String name;
 
  @Override
     public String toString() {
         return "Car [" + "id=" + id +", name=" + getName()  +']';
     }
 
     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.setName(name);
     }
}
public class Main {
   
 public static void main(String[] args) {
  Scanner in = new Scanner(System.in);
  while(true){
  String c = in.nextLine();
  if(c.equals("Integer"))
  {
   System.out.println("Integer Test");
   int m=in.nextInt();
   int n=in.nextInt();
      ArrayListGeneralStack array = new ArrayListGeneralStack();
      for(int i=0;i<m;i++)
      {
       System.out.println("push:"+array.push(in.nextInt()));
      }
      for(int i=0;i<n;i++)
      {
      System.out.println("pop:"+array.pop());
      }
      System.out.println(array.toString());
      int sum=0;
      int size=array.size();
      for(int i=0;i<size;i++)
      {
       sum+=(int)array.pop();
      }
      System.out.println("sum="+sum);
            System.out.println("interface GeneralStack");
  }
  else if(c.equals("Double"))
  {
   System.out.println("Double Test");
   int m = in.nextInt();
   int n = in.nextInt();
   ArrayListGeneralStack array = new ArrayListGeneralStack();
   for (int i=0;i<m;i++)
   {
    System.out.println("push:"+array.push(in.nextDouble()));
   }
   for(int i=0;i<n;i++)
   {
    System.out.println("pop:"+array.pop());
   }
   System.out.println(array.toString());
   double sum=0;
   int size=array.size();
   for(int i =0;i<size;i++)
   {
    sum+=(double)array.pop();
   }
   System.out.println("sum="+sum);
   System.out.println("interface GeneralStack");
  }
  else if(c.equals("Car"))
  {
   System.out.println("Cat Test");
   int m=in.nextInt();
   int n=in.nextInt();
   ArrayListGeneralStack array = new ArrayListGeneralStack();
   for(int i=0;i<m;i++)
   {
    int id = in.nextInt();
    String name = in.next();
    Car car = new Car(id, name);
    System.out.println("push"+array.push(car));
   }
   for(int i =0;i<n;i++)
   {
    System.out.println("pop"+array.pop());
   }
   System.out.println(array.toString());
   int size=array.size();
   for(int i=0;i<size;i++)
   {
    Car car=(Car) array.pop();
    System.out.println(car.getName());
   }
   
   System.out.println("interface GeneralStack");
  }
  else if (c.equals("quit")){
          System.exit(0);;
        }}
 }
}

 

运行结果如下：

 

第三部分：实验总结：（15分）

   这周我们学习了第八章泛型程序设计中的相关知识点，定义了简单的泛型类，通过上课时老师的讲解，对不会的知识点有了进一步的掌握，对Java这个知识点有了更深入的了解。通过这周的实验对上周的反思，我发现了很多不足。首先问题看到之后的思路不清晰，其次代码编写不够，这周泛型设计的学习，了解到泛型类具备可重用性、类型安全和效率等性质，是程序性能得到提升。课下我还需通过网课及练习继续努力提升编程能力。