201871010117-石欣钰《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(25分)

(1) 理解泛型概念;

i. 从java5开始,引入了参数化类型(Parameterized Type)的概念,改造了所有的Java集合,使之都实现泛型,允许程序在创建集合时就可以指定集合元素的类型,比如List<String>就表名这是一个只能存放String类型的List;

ii. 泛型(Generic):就是指参数化类型,上面的List<String>就是参数化类型,因此就是泛型,而String就是该List<String>泛型的类型参数;

(2) 掌握泛型类的定义与使用;

 1) 不仅Java的集合都定义成了泛型,用户自己也可以定义任意泛型的类、接口,只要在定义它们时用<>来指定类型参数即可;

    2) 例如:public class Fruit<T> { ... },其中<T>指定了该泛型的类型参数,这个T是一个类型参数名,用户可以任意命名(就像方法参数的形参名一样),只有在定义该泛型的对象时将T替换成指定的具体类型从而产生一个实例化的泛型对象,例如:Fruit<String> fruit = new Fruit<>(...);

(3) 了解泛型方法的声明与使用;

定义泛型方法语法格式如下:

      

       调用泛型方法语法格式如下:

 

       说明一下,定义泛型方法时,必须在返回值前边加一个<T>,来声明这是一个泛型方法,持有一个泛型T,然后才可以用泛型T作为方法的返回值。

       Class<T>的作用就是指明泛型的具体类型,而Class<T>类型的变量c,可以用来创建泛型类的对象。

       为什么要用变量c来创建对象呢?既然是泛型方法,就代表着我们不知道具体的类型是什么,也不知道构造方法如何,因此没有办法去new一个对象,但可以利用变量c的newInstance方法去创建对象,也就是利用反射创建对象。

       泛型方法要求的参数是Class<T>类型,而Class.forName()方法的返回值也是Class<T>,因此可以用Class.forName()作为参数。其中,forName()方法中的参数是何种类型,返回的Class<T>就是何种类型。在本例中,forName()方法中传入的是User类的完整路径,因此返回的是Class<User>类型的对象,因此调用泛型方法时,变量c的类型就是Class<User>,因此泛型方法中的泛型T就被指明为User,因此变量obj的类型为User。

       当然,泛型方法不是仅仅可以有一个参数Class<T>,可以根据需要添加其他参数。

       为什么要使用泛型方法呢?因为泛型类要在实例化的时候就指明类型,如果想换一种类型,不得不重新new一次,可能不够灵活;而泛型方法可以在调用的时候指明类型,更加灵活。

(4) 掌握泛型接口的定义与实现;

1.泛型接口的定义

public interface IPool <T>
{
     T get();
     int add(T t);
}

例子;

public interface List<E> {
void add(E x);
Iterator<E> iterator();
...
}
public interface Map<K, V> {
Set<K> setSet();
V put(K key, V value);

2。泛型接口要注意的事项

A. 接口上自定义泛型的具体数据类型是在实现一个接口的时候指定的。

B. 如果接口上自定义的泛型,在实现接口的时候没有指定具体的数据类型,就默认为Object类型。

C. 如果实现一个接口的时候,还不明确目前要操作的数据类型,要等到创建接口实现类对象的时候才去指定泛型的具体数据类型。该怎么实现呢?

interface Dao<T> {
public void add(T t);
}

public class Demo<T> implements Dao<T> {

@Override
public void add(T t) {
...
}

public static void main(String[] args) {
Demo<String> d = new Demo<String>();
}

}
总结起来就是,如果要延长接口自定义泛型 的具体数据类型,那么格式如下:

修饰符 class 类名<声明自定义泛型> implements 接口名<声明自定义泛型> { ... }

(5) 理解泛型程序设计,理解其用途。

在没有泛型之前,当我们将一个对象放进集合中,集合会立刻忘记该对象的类型,它会把所有对象都当作Object类型来处理。所以从集合中取出对象的时候,我们通常需要进行强制类型转换,这种做法不仅造成代码的臃肿,而且容易引起异常。

在增加了泛型支持后:

集合可以记住元素的类型,并且在编译的时候检查元素类型,避免引起ClassCastException异常。将运行时的异常提前至了编译时。
所有的强制转换都是自动和隐式的,提高代码的重用率。
使代码更加简洁,程序更加健壮。

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 == 0return 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; }
}

 程序运行结果如下:

 

 

 

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。

程序代码如下:

PairTest2:

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;
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:

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; }
}

程序运行结果如下:

 

 

 

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。

 程序代码如下:

PairTest3:

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"80000020031215);
      var cfo = new Manager("Sid Sneaky"60000020031215);
      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)//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 == 0return;
      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:

package pair3;
 
/**
 * @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; }
}

Employee:

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:

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;
   }
}

 程序运行结果如下:

 

 

 

实验2结对编程练习,将程序提交到PTA2019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要求类方法对任何引用类型数据都适用。GeneralStack接口中方法如下:

push(item);            //itemnull,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GeneralStackArrayListGeneralStack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

private int id;

private String name;

方法:Eclipse自动生成setter/getter,toString方法。

4main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mnm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IntegerDouble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:

 

package JavaTest;

 

import java.util.ArrayList;
import java.util.Scanner;

interface GeneralStack<T>{ //泛型类接口GeneralStack<T>
public T push(T item); //如果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{ //创建一个实现GeneralStack接口的类
ArrayList l =new ArrayList();
@Override //重写toString方法
public String toString() {
return l.toString();
}

@Override //重写压栈方法
public Object push(Object item) {
if (l.add(item)){
return item;
}else {
return false;
}
}

@Override //重写出栈方法
public Object pop() {
if (l.size()==0){ //判断栈为空时,返回null
return null;
}
return l.remove(l.size()-1);
}

@Override //重写获取栈顶元素的函数
public Object peek() {
return l.get(l.size()-1);
}

@Override
public boolean empty() { //栈为空时,直接返回boolean值
if (l.size()==0){
return true;
}else {
return false;
}
}

@Override //重写得到栈中元素个数的函数
public int size() {
return l.size();
}
}

class Car{ //定义一个Car类
private int id; //两个私有属性
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 Test {
public static void main(String[] args) {
Scanner in =new Scanner(System.in);
while (true){
String v = in .nextLine();
//输入选项,有quit, Integer, Double, Car 4个选项。
if (v.equals("Double")){ //输入Double ,打印Double Test。 
System.out.println("Double Test");
int count=in.nextInt();
int pop_time=in.nextInt();
ArrayListGeneralStack arrayListGeneralStack = new ArrayListGeneralStack();//建立可以存放Double类型的ArrayListGeneralStack。
for (int i=0;i<count;i++){ //入栈次数
System.out.println("push:"+arrayListGeneralStack.push(in.nextDouble()));
}
for (int i=0;i<pop_time;i++){ //出栈次数
System.out.println("pop:"+arrayListGeneralStack.pop());
}
System.out.println(arrayListGeneralStack.toString()); //打印栈的toString方法
double sum=0;
int size=arrayListGeneralStack.size();
for (int i=0;i<size;i++){
sum+=(double)arrayListGeneralStack.pop(); //最后将栈中剩余元素出栈并累加输出。
}
System.out.println("sum="+sum);
System.out.println("interface GeneralStack");
}else if (v.equals("Integer")){ //输入Integer,打印Integer Test。
System.out.println("Integer Test");
int count=in.nextInt();
int pop_time=in.nextInt();
ArrayListGeneralStack arrayListGeneralStack = new ArrayListGeneralStack();//建立可以存放Integer类型的ArrayListGeneralStack。
for (int i=0;i<count;i++){ //入栈次数
System.out.println("push:"+arrayListGeneralStack.push(in.nextInt()));
}
for (int i=0;i<pop_time;i++){ //出栈次数
System.out.println("pop:"+arrayListGeneralStack.pop());
}
System.out.println(arrayListGeneralStack.toString()); //打印栈的toString方法。
int sum=0;
int size=arrayListGeneralStack.size();
for (int i=0;i<size;i++){
sum+=(int)arrayListGeneralStack.pop(); //最后将栈中剩余元素出栈并累加输出。
}
System.out.println("sum="+sum);
System.out.println("interface GeneralStack");
}else if (v.equals("Car")){ //输入Car,打印Car Test。
System.out.println("Car Test");
int count=in.nextInt();
int pop_time=in.nextInt();
ArrayListGeneralStack arrayListGeneralStack = new ArrayListGeneralStack(); //创建可以存放Car类型的ArrayListGeneralStack。
for (int i=0;i<count;i++){ //入栈次数
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++){ //出栈次数
System.out.println("pop:"+arrayListGeneralStack.pop());
}
System.out.println(arrayListGeneralStack.toString()); //定义toString方法
if (arrayListGeneralStack.size()>0){ //栈不为空
int size=arrayListGeneralStack.size();
for (int i=0;i<size;i++){
Car car=(Car) arrayListGeneralStack.pop();//将栈中元素出栈,并将其name依次输出。
System.out.println(car.getName());
}
}
System.out.println("interface GeneralStack");
}else if (v.equals("quit")){ //如果输入quit,程序直接退出。
break;
}
}
in.close();
}

}

 

 

 

 实验总结;本周学习的内容是java的泛型程序设计技术。泛型是java5的新特性,泛型的本质是参数化类型,也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数。这种参数类型可以用在类、接口和方法的创建中,分别称为泛型类、泛型接口、泛型方法。通过老师的讲解和动手实验,我掌握了泛型类的定义与使用, 了解了泛型方法的声明与使用,但是在结队编程的过程中也遇到了很多问题。在之后的学习中,我们有问题可以一起克服,慢慢去探索未知道路。

 

 

posted @ 2019-11-11 20:32  石欣钰  阅读(126)  评论(1编辑  收藏  举报