201871010128-杨丽霞《面向对象程序设计（Java）》第十二周学习总结
201871010128-杨丽霞《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) 掌握Vetor、Stack、Hashtable三个类的用途及常用API； (2) 掌握ArrayList、LinkList两个类的用途及常用API； (3) 了解java集合框架体系组成； (4) 掌握Java GUI中框架创建及属性设置中常用类的API； (5) 了解Java GUI中2D图形绘制常用类的API； |
第一部分：总结第九章、第十章理论知识（40分）
9.1 Java中的集合框架
- 集合框架实现了对基本数据结构的封装。
集合是一种包含多个元素，并提供对所包含元素操作方法的类，其包含的元素可以由同一类型的对象组成，也可以由不同类型的对象组成。
集合类的使用：
Java的集合类包含在java.util包中。import java.util.*;
Jdk版本中的集合类：vector,stack,hashtable
2.集合框架中的基本接口
9.2集合类及集合类的特点和作用
集合的两个顶级接口分别为:Collection和Map
Collection下有两个比较常用的接口分别是List（列表）和Set（集），其中List可以存储重复元素，元素是有序的（存取顺序一致），可以通过List脚标来获取指定元素;而Set不可以有重复元素，元素是无序的。
List接口中，比较常用的类有三个：ArrayList、Vactor、LinkedList。
ArrayList ：线程不安全的，对元素的查询速度快。
Vector ：线程安全的，多了一种取出元素的方式：枚举（Enumeration），但已被ArrayList取代。
LinkedList ：链表结构，对元素的增删速度很快。
Set接口中，比较常用的类有两个：HashSet、TreeSet：
HashSet:要保证元素唯一性，需要覆盖掉Object中的equals和hashCode方法（因为底层是通过这两个方法来判断两个元素是否是同一个）。
TreeSet：以二叉树的结构对元素进行存储，可以对元素进行排序。
排序的两种方式：
1、元素自身具备比较功能，元素实现Comparable接口，覆盖compareTo方法。
2、建立一个比较器对象，该对象实现Comparator接口，覆盖compare方法，并将该对象作为参数传给TreeSet的构造函数（可以用匿名内部类）。
Map接口其特点是：元素是成对出现的，以键和值的形式体现出来，键要保证唯一性：常用类有：HashMap，Hashtable ，TreeMap。
HashMap：线程不安全等的，允许存放null键null值。
Hashtable：线程安全的，不允许存放null键null值。
TreeMap：可以对键进行排序（要实现排序方法同TreeSet）。
Collection和Map两个接口对元素操作的区别：
存入元素：
Collection接口下的实现类通过add方法来完成，而Map下是通过put方法来完成。
取出元素：
Collection接口下：List接口有两种方式：1、get(脚标)；2、通过Iterator迭代方式获取元素；而Vactor多了一种枚举（Enumeration）的方式。Set接口通过迭代的方式获取元素。
Map接口下：先通地keySet获取键的系列，然后通过该系列使用Iterator迭代方式获取元素值
9.3 映射
映射的基本操作
java类库为映射提供了两个实现：HashMap和TreeMap。这两个类都实现了Map接口。每当往映射中添加对象时，必须同时提供一个键，这里，键是一个字符串，对应的值是Employee对象。
而且，键必须是唯一的，不能对同一个键存放两个值。
更新映射项
（1）可以用getOrDefault方法（2）调用putIfAbsent方法，只有当键原先存在时才会放入一个值。merge方法可以简化这个操作。
映射视图
集合框架可以得到映射的视图。这是实现了Collection接口或某个子接口的对象
9.4 视图与包装
通过使用视图（views）可以获得其他的实现了集合接口和映射表接口的对象。映射表类的keySet方法就是一个这样的实例。初看起来，好像这个方法创建了一个新集，并将映射表中的所有键都填进去，然后返回这个集。但是，情况并非如此。取而代之的是：keySet方法返回一个实现Set接口的类对象，这个类的方法对原映射表进行操作。这种集合称为视图。
Arrays类的静态方法asList将返回一个包装了普通Java数组的List包装器。这个方法可以将数组传递给一个期望得到列表或几个变元的方法。返回的对象不是ArrayList。
它是一个视图对象，带有访问底层数组的get和set方法。改变数组大小的所有方法（例如，与迭代器有关的add和remove方法）都会抛出一个Unsupported OperationException异常。
从Java SE 5.0开始，asList方法声明为一个具有可变数量参数的方法。除了可以传递一个数组之外，还可以将各个元素直接传递给这个方法。
9.5 算法
排序与混排
Collections类中的sort方法可以对实现了List接口的集合进行排序。这个方法假定列表元素实现了Comparable接口。如果想采用其他方式对列表进行排序，可以将Compaator对象作为第二个参数传递给sort方法。
如果想按照降序对列表进行排序，可以使用一种非常方便的静态方法Collections.reverseOrder()。这个方法将返回一个比较器，比较器则返回b.compareTo(a)。这个方法将根据元素类型的compareTo方法给定排序顺序。
第十章 图形程序设计
10.1 AWT与Swing概述
1.Java的抽象窗口工具箱（Abstract Window Toolkit, AWT)包含在java.awt包中，它提供了许多用来设计GUI的组件类和容器类
AWT库处理用户界面元素的方法：把图形元素的创建和行为委托给本地GUI工具箱进行处理。AWT库使用缺陷。菜单、滚动条和文本域等用户界面元素，在不同的平台上，操作行为上存在一些微妙的差异
2.Swing库具有更丰富且方便的用户界面元素集合。Swing对底层平台的依赖很少，因此与平台相关的bug很少。Swing会带来交叉平台上的统一视觉体验。Swing类库被放在javax.swing包里
3.AWT与Swing的关系
大部分AWT组件都有其Swing的等价组件。
Swing组件的名字一般是在AWT组件名前面添加一个字母“J”，如：JButton,JFrame,JPanel等。
10.2 创建框架
1、什么是组件
构成图形用户界面的元素
用图形表示(能在屏幕上显示，能和用户进行交互)Button、Checkbox、Scrollbar、Choice、Frame
通常把由Component类的子类或间接子类创建的对象称为一个组件。
例：Button button = new Button();
例：TextField textField = new TextField();
例：Label label = new Label();
- 容器是Java中能容纳和排列组件的组件。
常用的容器是框架（Frame,JFrame)
例Frame fra = new Frame(“这是一个窗口”)；
java.awt.Frame 类的常用API
void setResizable(boolean b) 缩放框架
void setTitle(String s) 设置框架标题void setIconImage(Image image) 将Image用作框架图标
Container类提供了一个方法add(),用来在容器类组件对象中添加其他组件。
例：fra.add(button);
fra.add(textField);
3.添加组件
容器本身也是一个组件，可以把一个容器添加到另一个容器里，实现容器嵌套。
创建空框架
在Java中，常采用框架Frame）创建初始界面，即GUI的顶层窗口 AWT库中有一个基于对等体的Frame类。 该类的Swing版本为JFrame,JFrame是Frame子类
框架定位与框架属性定位：
常用Component类的setLocation和setBounds方法
常用属性
Title：框架标题
IconImage：框架图标
4.用户也可以自行创建一个组件类，此时需要重载paintComponent()。
用户的自建组件也可添加到内容窗格paintComponent(Graphics g)定义在JComponent类中，该方法在窗口需要重新绘图时(如扩大窗口或极小化窗口),被系统自动调用.
paintComponent()方法被调用时，系统就自动产生一个Graphics类型的参数，传递给paintComponent方法中的参数g。
10.5 处理2D图形
一、Frame
1）Container getContentPane（）:返回这个Frame的内容窗格对象
2）void repaint（）：“尽可能快的”重新绘制组件（绘制2D图像时，即使缩小窗口后在恢复，图形仍在）
3）void paintComponent（Graphics g）：覆盖这个方法来绘制自己的组件（这是继承JComponent时，如果集成式JPane，应该重写paint（Graphics g）的方法）
4）void pack（）：调整窗口大小，要考虑到其组件的首选大小
10.6 使用颜色
与颜色有关的常用方法：
（1）用类Color的构造方法Color（int R, int G,int B）创建一个颜色对象，参数R,G,B分别表示红色、绿色和蓝色，它们的取值是从0到255。
（2）用类Graphics的方法setColor(Color c)，参数c的取值参见表12-1。
（3）用类Component的方法setBackground(Color c)设置背景颜色。因为小程序是组件类的子类，直接可用setBackground()方法改变背景色。
（4）用类Graphics的方法getColor()获取颜色
Java绘图中，显示文字的方法主要有三种：
（1）drawString(String str,int x,int y)：在指定的位置显示字符串。
（2）drawChars(char data[],int offset,int length, int x, int y)：在指定的位置显示字符数组中的文字，从字符数组的offset位置开始，最多显示length个字符。
（3）drawBytes(byte data[],int offset,int length,int x,int y), 在指定的位置显示字符数组中的文字，从字符数组的offset位置开始，最多显示length个字符。
第二部分：实验部分
实验1：测试程序1（6分）
l 使用JDK命令运行编辑、运行以下三个示例程序，结合运行结果理解程序；
掌握Vetor、Stack、Hashtable三个类的用途及常用API。
//示例程序1 import java.util.Vector; class Cat { private int catNumber; Cat(int i) { catNumber = i; } void print() { System.out.println("Cat #" + catNumber); } } public class Cats{ public static void main(String[] args){ Vector<Cat> cats= new Vector<Cat>(); for(int i=0; i<7; i++) cats.addElement(new Cat(i)); for(int i=0; i<cats.size(); i++) (cats.elementAt(i)).print(); } } //示例程序2 import java.util.*; public class Stacks { static String[] months={"金","银","铜","铁"}; public static void main(String[] args){ Stack<String> stk = new Stack<String> (); for(int i=0; i<months.length; i++) stk.push(months[i]); System.out.println(stk); System.out.println("element 2=" + stk.elementAt(2)); while(!stk.empty()) System.out.println(stk.pop()); } } //示例程序3 import java.util.*; class Counter { int i = 1; public String toString() { return Integer.toString(i); } } public class Statistics { public static void main(String[] args) { Hashtable ht = new Hashtable(); for (int i = 0; i < 10000; i++) { Integer r = new Integer((int) (Math.random() * 20)); if(ht.containsKey(r)) ((Counter)ht.get(r)).i++; else ht.put(r, new Counter()); } System.out.println(ht); } }
运行截图如下：
总结：
Vector类：类似长度可变的数组。它只能存放对象，其元素通过下标进行访问。
Stack类（Vector的子类）：它描述堆栈数据结构。（所有对象都有一个散列码，可以通过Object类的hashCode方法获得。）
Hashtable 类：Hashtable 继承 Map 接口，实现了一个基于 Key-Value 映射的哈希表。任何非空（non-null）的对象都可作为 Key 或者 Value。添加数据使用 Put(Key，Value)，取出数据使用 Get(Key)，这两个基本操作的时间开销为常数
实验1：测试程序2（6分）
l 使用JDK命令编辑运行ArrayListDemo和LinkedListDemo两个程序，结合程序运行结果理解程序；
import java.util.*; public class ArrayListDemo { public static void main(String[] argv) { ArrayList al = new ArrayList(); // Add lots of elements to the ArrayList... al.add(new Integer(11)); al.add(new Integer(12)); al.add(new Integer(13)); al.add(new String("hello")); // First print them out using a for loop. System.out.println("Retrieving by index:"); for (int i = 0; i < al.size(); i++) { System.out.println("Element " + i + " = " + al.get(i)); } } }
运行截图：
import java.util.*; public class LinkedListDemo { public static void main(String[] argv) { LinkedList l = new LinkedList(); l.add(new Object()); l.add("Hello"); l.add("zhangsan"); ListIterator li = l.listIterator(0); while (li.hasNext()) System.out.println(li.next()); if (l.indexOf("Hello") < 0) System.err.println("Lookup does not work"); else System.err.println("Lookup works"); } }
运行截图：
实验1：测试程序3（6分）
l 在Elipse环境下编辑运行调试教材360页程序9-1，结合程序运行结果理解程序；
l 掌握ArrayList、LinkList两个类的用途及常用API。
9-1程序如下：
package linkedList; import java.util.*; /** * This program demonstrates operations on linked lists.//此程序演示对链接列表的操作 * @version 1.12 2018-04-10 * @author Cay Horstmann */ public class LinkedListTest { public static void main(String[] args) {
//创建a、b两个链表 var a = new LinkedList<String>(); a.add("Amy"); a.add("Carl"); a.add("Erica"); var b = new LinkedList<String>(); b.add("Bob"); b.add("Doug"); b.add("Frances"); b.add("Gloria"); //把b中的单词合并成a // merge the words from b into a ListIterator<String> aIter = a.listIterator(); Iterator<String> bIter = b.iterator(); while (bIter.hasNext()) { if (aIter.hasNext()) aIter.next(); aIter.add(bIter.next()); } System.out.println(a); // remove every second word from b //b中每间隔一个元素删除 bIter = b.iterator(); while (bIter.hasNext()) { bIter.next(); // skip one element跳过一个元素 if (bIter.hasNext()) { bIter.next(); // skip next element bIter.remove(); // remove that element } } System.out.println(b); // bulk operation: remove all words in b from a //批量操作：从a中删除b中的所有单词 a.removeAll(b); System.out.println(a); } }
运行截图：
总结：
ArrayList是实现了基于动态数组的数据结构，而LinkedList是基于链表的数据结构
ArrayList类提供了一种可增长数组的实现方式。使用ArrayList的优点在于，对于get和set的调用花费常数时间。其缺点在于新项的插入和现有项的删除代价昂贵，除非在ArrayList的末端实现。
LinkedList提供了一种双链表实现。使用LinkedList的优点在于，新项的插入和现有项的删除。这意味着，在表的前端进行添加和现有项的删除都花费常数时间，由此LinkedList提供了addFirst、removeFirst等方法。LinkedList的缺点是不容易作索引，因此对get的调用很昂贵，除非调用接近表的端点
实验2：测试程序1（6分）
运行下列程序，观察程序运行结果
import javax.swing.*; public class SimpleFrameTest { public static void main(String[] args) { JFrame frame = new JFrame(); frame.setBounds(0, 0,300, 200); frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); frame.setVisible(true); } }
运行截图：
l 在elipse IDE中调试运行教材407页程序10-1，结合程序运行结果理解程序；与上面程序对比，思考异同；
l 掌握空框架创建方法；
l 了解主线程与事件分派线程概念；
l 掌握GUI顶层窗口创建技术。
10-1程序如下：
package simpleFrame; import java.awt.*; import javax.swing.*; /** * @version 1.34 2018-04-10 * @author Cay Horstmann */ public class SimpleFrameTest { public static void main(String[] args) { EventQueue.invokeLater(() -> { var frame = new SimpleFrame();//定义了一个子类SimpleFrame frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);//定义一个用户关闭框架时的响应动作 frame.setVisible(true);//为了显示框架。main方法调用了框架的setVisble方法 }); } } class SimpleFrame extends JFrame { private static final int DEFAULT_WIDTH = 300; private static final int DEFAULT_HEIGHT = 200;//将构造器框架设置为300×200像素 public SimpleFrame() { setSize(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT); } }
运行截图：
实验2：测试程序2（6分）
l 在elipse IDE中调试运行教材412页程序10-2，结合运行结果理解程序；
掌握确定框架常用属性的设置方法
程序10-2如下：
package sizedFrame; import java.awt.*; import javax.swing.*; /** * @version 1.35 2018-04-10 * @author Cay Horstmann */ public class SizedFrameTest { public static void main(String[] args) { EventQueue.invokeLater(() -> { var frame = new SizedFrame();//定义了一个子类SimpleFrame frame.setTitle("SizedFrame");////定义一个用户关闭框架时的响应动作 frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); frame.setVisible(true);//为了显示框架。main方法调用了框架的setVisble方法 }); } } class SizedFrame extends JFrame { public SizedFrame() { // get screen dimensions获取屏幕尺寸 Toolkit kit = Toolkit.getDefaultToolkit();//调用一个Toolkit的静态方法getDefauitToolkit得到一个Toolkit对象 Dimension screenSize = kit.getScreenSize();//返回屏幕尺寸大小 int screenHeight = screenSize.height; int screenWidth = screenSize.width; // set frame width, height and let platform pick screen location setSize(screenWidth / 2, screenHeight / 2); setLocationByPlatform(true);//将窗口大小设置为取值的一半，告知窗口系统定位框架 // set frame icon//设置新图标 Image img = new ImageIcon("icon.gif").getImage(); setIconImage(img); } }
运行截图：
实验2：测试程序3（6分）
l 在elipse IDE中调试运行教材418页程序10-3，结合运行结果理解程序；
l 掌握在框架中添加组件；
l 掌握自定义组件的用法。
程序10-3如下：
package notHelloWorld; import javax.swing.*; import java.awt.*; /** * @version 1.34 2018-04-10 * @author Cay Horstmann */ public class NotHelloWorld { public static void main(String[] args) { EventQueue.invokeLater(() -> //lambda表达式 { NotHelloWorldFrame frame = new NotHelloWorldFrame(); //创建一个NotHelloWorldFrame类对象 frame.setTitle("NotHelloWorld"); //通过frame来调用setTitle()方法，来设置标题 frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);//调用setDefaultCloseOperation()方法取消窗口 frame.setVisible(true); //调用setVisible()方法设置窗口是否可见 }); } } /** * A frame that contains a message panel. */ class NotHelloWorldFrame extends JFrame //创建一个NotHelloWorldFrame类来继承JFrame类 { public NotHelloWorldFrame() //NotHelloWorldFrame构造器 { add(new NotHelloWorldComponent()); //add()方法添加窗口 pack(); } } /** * A component that displays a message. */ class NotHelloWorldComponent extends JComponent //创建一个NotHelloWorldComponent类继承JComponent类 { public static final int MESSAGE_X = 75; //私有属性，常量MESSAGE_X以及MESSAGE_Y 的定义 public static final int MESSAGE_Y = 100; private static final int DEFAULT_WIDTH = 300; //私有属性，常量DEFAULT_WIDTH以及DEFAULT_HEIGHT 的定义 private static final int DEFAULT_HEIGHT = 200; public void paintComponent(Graphics g) //paintComponent()方法定义来实现绘图 { g.drawString("Not a Hello, World program", MESSAGE_X, MESSAGE_Y); } public Dimension getPreferredSize() //getPreferredSize()得到维度 { return new Dimension(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT); } }
运行截图：
第三部分：实验总结：（19分）
