201271050130-滕江南《面向对象程序设计（java）》第十一周学习总结

项目	内容
《面向对象程序设计（java）》	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	理解泛型概念； 掌握泛型类的定义与使用； 掌握泛型方法的声明与使用； 掌握泛型接口的定义与实现； 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。

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

public interface IPool <T> 
2 {
3      T get();
4      int add(T t); 
5 }

1）泛型变量的限定

a）定义泛型变量的上界

public class NumberGeneric< T extends Number>

b）定义泛型变量的下界 

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; }
}

实验结果如下：

 测试程序2：

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

2.在泛型程序设计代码处添加相关注释；

3.掌握泛型方法、泛型变量限定的定义及用途。

PairTest2

package pair2;

import java.time.LocalDate;

//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);//实例化对象mm
      System.out.println("min = " + mm.getFirst());
      System.out.println("max = " + mm.getSecond());
   }
}

class ArrayAlg
{
   /**
      获取T类型对象数组的最小值和最大值。
      @param T类型的对象数组
      @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 <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类与上面程序相同，此处不做重复定义。

测试程序3：

1.用调试运行教材335页 PairTest3，结合程序运行结果理解程序；

2.了解通配符类型的定义及用途。

PairTest3:

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)//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类与上面程序相同，此处不做重复定义。

运行结果如下：

实验2：结对编程练习

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();
    @Override
    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() {
        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{
    private int id;
    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 Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc=new Scanner(System.in);
        while (true){
            String s=sc.nextLine();
            if (s.equals("Double")){
                System.out.println("Double Test");
                int count=sc.nextInt();
                int pop_time=sc.nextInt();
                ArrayListGeneralStack arrayListGeneralStack = new ArrayListGeneralStack();
                for (int i=0;i<count;i++){
                    System.out.println("push:"+arrayListGeneralStack.push(sc.nextDouble()));
                }
                for (int i=0;i<pop_time;i++){
                    System.out.println("pop:"+arrayListGeneralStack.pop());
                }
                System.out.println(arrayListGeneralStack.toString());
                double sum=0;
                int size=arrayListGeneralStack.size();
                for (int i=0;i<size;i++){
                    sum+=(double)arrayListGeneralStack.pop();
                }
                System.out.println("sum="+sum);
                System.out.println("interface GeneralStack");
            }else if (s.equals("Integer")){
                System.out.println("Integer Test");
                int count=sc.nextInt();
                int pop_time=sc.nextInt();
                ArrayListGeneralStack arrayListGeneralStack = new ArrayListGeneralStack();
                for (int i=0;i<count;i++){
                    System.out.println("push:"+arrayListGeneralStack.push(sc.nextInt()));
                }
                for (int i=0;i<pop_time;i++){
                    System.out.println("pop:"+arrayListGeneralStack.pop());
                }
                System.out.println(arrayListGeneralStack.toString());
                int sum=0;
                int size=arrayListGeneralStack.size();
                for (int i=0;i<size;i++){
                    sum+=(int)arrayListGeneralStack.pop();
                }
                System.out.println("sum="+sum);
                System.out.println("interface GeneralStack");
            }else if (s.equals("Car")){
                System.out.println("Car Test");
                int count=sc.nextInt();
                int pop_time=sc.nextInt();
                ArrayListGeneralStack arrayListGeneralStack = new ArrayListGeneralStack();
                for (int i=0;i<count;i++){
                    int id=sc.nextInt();
                    String name=sc.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;
            }
        }
  
    }
}

实验总结：

         通过本周的学习，掌握了泛型基本概念，使得在编写面向程序对象增加了极大的效力和灵活性。不会强行对值类型进行装箱和拆箱，或对引用类型进行向下强制类型转换，所以性能得到提高。通过知道使用泛型定义的变量的类型限制，编译器可以在一个高得多的程度上验证类型假设，所以泛型提高了程序的类型安全。泛型类和泛型方法同时具备可重用性、类型安全和效率，这是非泛型类和非泛型方法无法具备的。泛型通常用与集合以及作用于集合的方法一起使用。在写代码这方面，学会了自己去调试书上的代码，虽然在编译过程中还是会存在错误和问题，但是通过对比一点一点发现自己的问题，也是一种进步。最后一题是结对编程题，因为不认识班里的同学不知道该找谁结对，所以也没有去沟通联系。只能求助自己班里的同学，帮忙写出了代码，但是我基本只有看、问的份。虽然会有挫败感，但是一点一点进步吧。刚开始会慢，后面一定会追赶上来的！