201871010135 张玉晶《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。

 

1：总结第八章关于泛型程序设计理论知识

1. 泛型类的定义

   a. 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。

   b.  泛型：也称参数化类型，就是定义类，接口和方法时，通过类型参数指示将要处理的对象类型。

2. 定义简单的泛型类：

     a. public class Pair<T>     Pair类引入了一个类型变量T，用<>括起来，并放在类名的后面。

     b. 泛型类可以有多个类型变量     public  class Pair<T,U>

     c. 类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。

3. 泛型方法的声明：

     a. 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。

     b. 泛型方法可以声明在泛型类中，也可以在普通类中

         class ArrayAlg

        {  

                public static <T> getMiddle (T...a)   {...}

         }

4. 泛型接口的定义：

     a. 定义： public interface IPool <T>  {...}

     b. 实现： publoc class GenericPool <T>  implements IPool <T>  {...}

5. 泛型变量的限定

   a.  定义泛型变量的上界 ：  public class NumberGeneric <T extends Number>

            • 上述声明规定了NumberGeneric类所能处理的泛型变量类型需和Number有继承关系；

            •  extends 关键字所声明的上界既可以是一个类，也可以是一个接口；

            •  T 应该是绑定类型的子类型；

            •  一个类型变量或通配符可以有多个限定，限定类型用" &" 分割。    <T  extends Comparable  & Serializable>

    b. 定义泛型变量的下界 ：  public static <T > void sort (T[] a, Comparator <? super T> c)     {...}

              •   通过super关键字可以固定泛型参数 T 的类型为某种类型的 超类；

              •  当希望为一个方法的参数限定类型时，通常可以使用下限通配符

6. 通配符的类型

    通配符  " ? " 表示参数类型可以是任何一种类型。 

     用法：  a.  单独的 " ?" ,用于表示任何类型；

                  b.  ? ertends  type, 表示带有上界；

                  c. ？ super type，表示带有下界。

7. 泛型程序设计小结：

a.  定义一个泛型类时，在"<>" 定义形式类型参数        class  Test < K , V> ,   K,V 表示类型

b.  实例化泛型对象的时候， 一定要在类名后面指定类型参数的值（类型）， 一共要有两次书写，  Test <String , String> t = new Test <String, String>();

c.  泛型中 <T extends Object> , extends并不代表继承，它是类型范围的限制；

d.  泛型类不是协变的。 

                                   

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：

package Pair;
public class Pair<T> //泛型类Pair引入了一个泛型参数 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 Pair;
public class PairTest1
{
   public static void main(String[] args)
   {
      String[] words = { "Mary", "had", "a", "little", "lamb" };
      Pair<String> mm = ArrayAlg.minmax(words);  //使用泛型类Pair<String>定义泛型变量
      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)  //定义一个泛型方法
   {
      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);//返回Pair<String>类对象
   }
}

运行结果如下：

    

测试程序2：

package pair2;

import java.time.*;

import Pair.Pair;

/**
 * @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);  //使用泛型类Pair<String>定义泛型变量
      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)  //对泛型参数T设置了一个上界
   {
      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);  //返回Pair<>类对象
   }
}

运行结果如下：

    

测试程序3：

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;
   }
}

package pair3;

public class Manager extends Employee
{  
   private double bonus;
   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 Pair.Pair;
public class PairTest3
{
   public static void main(String[] args)
   {
       //创建Manager类对象
      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);  //  创建泛型类对象  
      printBuddies(buddies);

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

      Pair<Employee> result = new Pair<Employee>();  //  创建泛型类对象  
      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) //表示任何泛型Pair类型，它的参数类型是Employee子类。   ？表示通配符类型
   {
      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)  //<? super Manager> 限制为Manager的所有超类型
   {
      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)//使用无限定通配符用来测试一个Pair是否包含一个null引用
   {
      return p.getFirst() == null || p.getSecond() == null;
   }

   public static void swap(Pair<?> p) { swapHelper(p); }  // swap调用swapHelper方法

   public static <T> void swapHelper(Pair<T> p)  //swapHelper是一个泛型方法
   {
      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，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：

类内使用ArrayList对象存储堆栈数据，名为list；

 方法: public String toString()//代码为return list.toString();

 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

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。

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。

输入Double ，打印Double Test。剩下的与输入Integer一样。

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

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);;
        }}
    }
}

结果：

实验总结： 在本节中我知道了泛型类的定义，泛型方法的声明，泛型接口的定义，类型变量的限定，包括上界，下界，还有通配符类型。收获还是可以的，就是编程的时候遇到了一些困难，然后通过上网搜查和问同学，有的问题解决了，但有的问题还是懵懵懂懂。就是在PTA上交不上去，出现了一些未经检查或不安全的操作。就这个问题弄了好长的时间。