201871010107-公海瑜《面向对象程序设计（java）》第十一周学习总结

2022-07-30 12:22:25

项目	内容
这个作业属于哪个课程	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	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

1.泛型：参数化类型，在定义类、接口、方法时通过类型参数指示将要处理的对象类型

2.泛型程序设计意味着编写的代码可以被许多不同类型的对象所重用

3.定义简单泛型类：

　　（1）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

　　（2）以Pair类为例：public class Pair<T>

　　　　　　　　　　　 {

......

　　　　　　　　　　　 }

　　　　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

　　（3）泛型类可以有多个类型变量。例如，可以定义Pair类，其中第一个域和第二个域使用不同的类型：public class Pair<T,U> { ... }

　　（4）类定义中的类型变量指定方法的返回类型以及域和局部变量的类型

　　（5）实例化泛型对象时，一定要在类名后面指定类型参数的值，一共要有两次书写，例如：TestGeneric<String,String> t=new TestGeneric<String,String>();

4.泛型方法：

　　（1）定义泛型方法时注意，类型变量放在修饰符（public static）的后面，返回类型的前面

　　（2）泛型方法可以定义在普通类中，也可以定义在泛型类中

　　（3）当调用一个泛型方法时，在方法名前的尖括号中放入具体的类型

5.泛型接口的定义与实现：

　　（1）定义：public interface IPool<T>

{

　　　　　　　　　T get();

　　　　　　　　 int add(T t);

}

　　（2）实现：public class GenericPool<T> implements IPool<T> { ... }

　　　　　　　 public class GenericPool implements IPool<Account> { ... }

6.类型变量的限定：

　　（1）定义泛型变量的上界（用extends）

　　　　<T extends BoundingType>表示T是绑定类型的子类型。T和绑定类型可以是类，也可以是接口

　　　　一个类型变量或通配符可以有多个限定，例如：T extends Comparable & Serializable（限定类型用“&”分隔）

　　（2）定义泛型变量的下界（用super) 例如：<? super T>

7.泛型类的约束与局限:

　　（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

8.泛型类型的继承规则：Java中的数组是协变的，但泛型类不是协变的

9.通配符类型：（？，任何类型；T , 某一种类型）

　　（1）单独的？，用于表示任何类型

　　（2）？extends type,表示带有上界

　　（3）？ super type,表示带有下界

10.（1）通配符的类型限定： Pair<? extends Employee>

　　　　　　　　　　 Pair<? super Manager>

　（2）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：

l 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；

l 在泛型类定义及使用代码处添加注释；

l 掌握泛型类的定义及使用。

代码如下：

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

{

   /**

    * 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)   //使用泛型Pair类

   {

      if (a == null || a.length == ) return null;

      String min = a[];

      String max = a[];

      for (int i = ; i < a.length; i++)

      {

         if (min.compareTo(a[i]) > ) min = a[i];

         if (max.compareTo(a[i]) < ) max = a[i];

      }

      return new Pair<>(min, max);

   }

}

package pair1;

/**

 * @version 1.00 2004-05-10

 * @author Cay Horstmann

 */

public class Pair<T>    //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。

{

   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; }

}

运行结果：

测试程序2：

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

l 在泛型程序设计代码处添加相关注释；

l 了解泛型方法、泛型变量限定的定义及用途。

代码如下：

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(, , ), // G. Hopper

            LocalDate.of(, , ), // A. Lovelace

            LocalDate.of(, , ), // J. von Neumann

            LocalDate.of(, , ), // K. Zuse

         };

      Pair<LocalDate> mm = ArrayAlg.minmax(birthdays);

    //在Pair中定义一个LocalDate类的birthdays数组

      System.out.println("min = " + mm.getFirst());

      System.out.println("max = " + mm.getSecond());

   }

}

class ArrayAlg  //泛型类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)

 //使用extends关键字，定义泛型变量的上界,调用Comparable接口

   {

      if (a == null || a.length == ) return null;

      T min = a[];

      T max = a[];

      for (int i = ; i < a.length; i++)

      {

         if (min.compareTo(a[i]) > ) min = a[i];

         if (max.compareTo(a[i]) < ) max = a[i];

      }

      return new Pair<>(min, max);

   }

}

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; }

}

运行结果：

测试程序3：

l 用调试运行教材335页 PairTest3，结合程序运行结果理解程序；

l 了解通配符类型的定义及用途。

代码如下：

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", , , , );

      var cfo = new Manager("Sid Sneaky", , , , );

      var buddies = new Pair<Manager>(ceo, cfo);

      printBuddies(buddies);

      ceo.setBonus();

      cfo.setBonus();

      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)

   {

      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 == ) return;

      Manager min = a[];

      Manager max = a[];

      for (int i = ; 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)

   {

      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);

   }

}

package pair3;

/**

 * @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; }

}

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 = ;

   }

   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 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 / ;

      salary += raise;

   }

}

实验结果如图：

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：

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

1 2 3 4 5

Double

1.1 2.0 4.9 5.7 7.2

Car

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：

import java.util.ArrayList;

import java.util.Scanner;

interface GeneralStack<T> {

    public T push(T item);           //若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{      //泛型接口GeneralStack

    ArrayList list=new ArrayList();

    @Override

    public String toString() {

        return  list.toString();

    }

    @Override

    public Object push(Object item) {//入栈

        if (list.add(item)){

            return item;

        }else {

            return false;

        }

    }

    @Override

    public Object pop() {//出栈

        if (list.size()==){

            return null;

        }

        return list.remove(list.size()-);

    }

    @Override

    public Object peek() {   //取栈顶元素

        return list.get(list.size()-);

    }

    @Override

    public boolean empty() {

        if (list.size()==){

            return true;

        }else {

            return false;

        }

    }

    @Override

    public int size() {

        return list.size();

    }

}

class Car{    //Car类

    private int id;

    private String name;

    @Override

    public String toString() { //Eclipse自动生成setter/getter,toString方法

        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) {

        @SuppressWarnings("resource")

        Scanner in=new Scanner(System.in);

        while (true){

            String s=in.nextLine();

            if (s.equals("Integer"))//为Integer

            {

                int count=in.nextInt();

                int pop_time=in.nextInt();

                System.out.println("Integer Test");

                ArrayListGeneralStack arrayListGeneralStack = new ArrayListGeneralStack();

                for (int i=;i<count;i++){

                    System.out.println("push:"+arrayListGeneralStack.push(in.nextInt()));

                }

                for (int i=;i<pop_time;i++){

                    System.out.println("pop:"+arrayListGeneralStack.pop());

                }

                System.out.println(arrayListGeneralStack.toString());

                int size=arrayListGeneralStack.size();

                int sum=;

                for (int i=;i<size;i++){

                    sum=sum+(int)(arrayListGeneralStack.pop());

                }

                System.out.println("sum="+sum);

                System.out.println("interface GeneralStack");

            }else if(s.equals("Double"))//为Double

            {

                System.out.println("Double Test");

                int count=in.nextInt();

                int pop_time=in.nextInt();

                ArrayListGeneralStack arrayListGeneralStack = new ArrayListGeneralStack();

                for (int i=;i<count;i++)

                {

                    System.out.println("push:"+arrayListGeneralStack.push(in.nextDouble()));

                }

                for (int i=;i<pop_time;i++)

                {

                    System.out.println("pop:"+arrayListGeneralStack.pop());

                }

                System.out.println(arrayListGeneralStack.toString());

                int size=arrayListGeneralStack.size();

                double sum=;

                for (int i=;i < size;i++){

                    sum = sum + (double)(arrayListGeneralStack.pop());

                }

                System.out.println("sum="+sum);

                System.out.println("interface GeneralStack");

            }else if (s.equals("Car"))

            {

                System.out.println("Car Test");

                int count=in.nextInt();

                int pop_time=in.nextInt();

                ArrayListGeneralStack arrayListGeneralStack = new ArrayListGeneralStack();

                for (int i=;i<count;i++)

                {

                    int id=in.nextInt();

                    String name=in.next();

                    Car car = new Car(id,name);

                    System.out.println("push:"+arrayListGeneralStack.push(car));

                }

                for (int i=;i<pop_time;i++)

                {

                    System.out.println("pop:"+arrayListGeneralStack.pop());

                }

                System.out.println(arrayListGeneralStack.toString());

                if (arrayListGeneralStack.size()>)

                {

                    int size=arrayListGeneralStack.size();

                    for (int i=;i<size;i++)

                    {

                        Car car=(Car) arrayListGeneralStack.pop();

                        System.out.println(car.getName());

                    }

                }

                System.out.println("interface GeneralStack");

            }else if (s.equals("quit"))

            {

                break;

            }

        }

    }

}

运行结果如图：

实验总结：

通过本周的学习，我对java的面向对象程序设计有了更深的理解，对泛型、泛型类的定义与使用、泛型方法的实现都有了基础的操作方法，也学习到了通配符的基本使用规则，对java整体上也有了更深层次的认识与掌握，继续加油。

//使用泛型Pair类

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