201871020225-牟星源《面向对象程序设计（java）》第十一周学习总结
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博文正文开头：
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项目 |
内容 |
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这个作业属于哪个课程 |
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这个作业的要求在哪里 |
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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) 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。
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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
* @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(T first, T second) { this.first = first; this.second = second; }
public T getSecond() { return second; }
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
* @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(T first, T second) { this.first = first; this.second = second; }
public T getSecond() { return second; }
public void setSecond(T newValue) { second = newValue; }
}
PairTest2.java
* @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());
}
}
{
/**
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
{
private String name;
private double salary;
private LocalDate hireDay;
{
this.name = name;
this.salary = salary;
hireDay = LocalDate.of(year, month, day);
}
{
return name;
}
{
return salary;
}
{
return hireDay;
}
{
double raise = salary * byPercent / 100;
salary += raise;
}
}
Manager.java
{
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;
}
{
double baseSalary = super.getSalary();
return baseSalary + bonus;
}
{
bonus = b;
}
{
return bonus;
}
}
Pair.java
* @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(T first, T second) { this.first = first; this.second = second; }
public T getSecond() { return second; }
public void setSecond(T newValue) { second = newValue; }
}
PairTest3.java
* @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);
cfo.setBonus(500000);
Manager[] managers = { ceo, cfo };
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());
}
{
Employee first = p.getFirst();
Employee second = p.getSecond();
System.out.println(first.getName() + " and " + second.getName() + " are buddies.");
}
{
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);
}
{
minmaxBonus(a, result);
PairAlg.swapHelper(result); // OK--swapHelper captures wildcard type
}
// can't write public static <T super manager> . . .
}
{
public static boolean hasNulls(Pair<?> p)
{
return p.getFirst() == null || p.getSecond() == null;
}
{
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：
import java.util.ArrayList;
import java.util.Scanner;
{
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;
}
}
public Object pop() {
if (list.size()==0){
return null;}
return list.remove(list.size()-1);
}
public Object peek() {
if(list.size()!=0)
return list.get(list.size()-1);
return null;
}
public boolean empty() {
if(list.size()==0)
return true;
return false;
}
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。
