2018710101021-王方-《面向對象（java）程序設計》第十一週學習總結

項目	內容
這個做業屬於哪一個課程	https://www.cnblogs.com/nwnu-daizh/
這個做業的要求在哪裏	https://www.cnblogs.com/nwnu-daizh/p/11815810.html
做業目標是什麼	理解泛型概念； 掌握泛型類的定義與使用； 掌握泛型方法的聲明與使用； 掌握泛型接口的定義與實現； 瞭解泛型程序設計，理解其用途。

第一部分  基礎知識

1. 什麼是泛型？應運泛型大的好處是什麼？

（1）泛型：也稱參數化類型，就是在定義類、接口和方法時，經過參數類型指示將要處理的對象類型（例如ArrayList類）。類型參數的有點爲：改善程序可讀性，加強類型使用安全。

（2）泛型程序設計：編寫代碼能夠被不少不一樣類型的對象所重用。

1. 泛型類的定義？

（1）一個泛型類就是具備一個或多個類型變量的類，即建立用類型做爲參數的類。例如一個泛型類可定義爲class Generics<K,V>  K和V是類的可變類型參數。

（2）如下面程序代碼爲例：

     

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; }
}

 

Pair類引入了一個類型變量T,用尖括號括起來(<>),並放在類名的後面。泛型類型能夠有多個類型變量。例：public class Pair<T,V>{......}

類的類型變量用於指定方法的返回類型以及域、局部變量的類型。

1. 泛型方法的聲明

   泛型方法：

（1）除了泛型類外，能夠值單獨定義一個方法做爲泛型方法，用於指定方法參數或者返回值爲泛型類型。

（2）泛型方法能夠聲明在泛型類中，也能夠聲明在普通類中。

1. 泛型接口的定義

   Public interface IPool <T>

{

   T get();

   Int add(T t);

}  

1. 泛型變量的限定

（1）定義泛型變量的上界

Public class NumberGenerics<T extends Number>

（2）泛型變量上界的說明

上述聲明規定了NumberGenerics類所能處理的泛型變量類型需和number有繼承關係。

extends關鍵字所聲明的上界能夠是一個類，也能夠是一個接口。

<T extends Bounding Type>表示T應該是綁定類型的子類型。

一個類型變量或通配符能夠有多個限定，限定類型用「&」分割。例如：

<T extends Comparable & Serializable>

1. 定義泛型變量的下界

  List<? super CashCard>cards=new ArrayList<T>();

泛型變量的下界的說明

—經過使用super 關鍵字能夠固定泛型參數的類型爲某種類型的超類

—當但願爲一個方法的參數限定類型時，一般可使用下限通配符

Public static<T> void sort(T[] a,Comparator<? super T> c)

{

  ......

}

1. 通配符類型

通配符

—「？」代表參數類型能夠時任何一種類型，通配符通常有三種：

—單獨的？，用於表示任何一種類型。

—？Extends type ,表示帶有上界。

—？Super type,表示帶有下界 。

1. 無限定通配符

<?> 稱爲無限定通配符，當一些操做與具體的類型無關的時候，或者說咱們不須要知道類型信息的時候，就可使用無限定的通配符類型，來實例化咱們定義的類型參數，

例如交換數組中的元素，比較元素的大小，獲取元素的個數等等。

1. 泛型類的約束域侷限性（*）

不能用基本類型實例化類型參數

運行時類型查詢只使用與原始類型

不能拋出也不能捕獲泛型類型實例

參數化類型的數組不合法

不能實例化類型變量

泛型類的靜態上下文中類型變量無效

注意擦除後的衝突

1. 泛型類型的繼承規則（*）

  JAVA中的數組是協變的（covariant）.

例如：Integer擴展了number,那麼在要求Number[]的地方徹底能夠傳遞或者賦予Interger[]，Number[]也是Interger[]的超類型。

Employee是Manager的超類，所以能夠將一個Manager[]數組賦給一個類型爲Employee[]的變量：

      Manager[] managerBuddies = {ceo,cfo};

      Empoyee[] employeeBuddies=managerBuddies;

1. Java中泛型類型不具協變性。

泛型類可擴展或實現其它類的泛型類。例如：ArrayList<T>類實現List<T>的接口。

第二部分  實驗部分

 

實驗1： 導入第8章示例程序，測試程序並進行代碼註釋。

 

測試程序1：

 

l 編輯、調試、運行教材311、312頁代碼，結合程序運行結果理解程序；

 

l 在泛型類定義及使用代碼處添加註釋；

 

l 掌握泛型類的定義及使用。 

pair1

package pair1;

/**
 * @version 1.00 2004-05-10
 * @author Cay Horstmann
 */
public class Pair<T> //Pair類引入了一個類型變量T
{
   private T first;//類定義中的類型變量指定方法的返回類型及域和局部變量的類型
   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; }
}

 

pairtest1

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" };//字符串數組
      Pair<String> mm = ArrayAlg.minmax(words);//用具體的類型替換類型變量 能夠實例化泛型類型。建立Pair<String>類對象mm,經過類名ArrayAlg來調用minmax方法
      System.out.println("min = " + mm.getFirst());
      System.out.println("max = " + mm.getSecond());
   }
}

class ArrayAlg//與類Pair是依賴關係
{
   /**
    * 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;//a==null空引用
      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);
   }
}

 實驗輸出結果截圖爲：  

 

測試程序2：

l 編輯、調試運行教材315頁 PairTest2，結合程序運行結果理解程序；

l 在泛型程序設計代碼處添加相關注釋；

l 瞭解泛型方法、泛型變量限定的定義及用途。

pair2

 

package pair2;

/**
 * @version 1.00 2004-05-10
 * @author Cay Horstmann
 */
public class Pair<T> //Pair類引入了一個類型變量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; }
}

 

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) //將T限制爲實現了Comparable接口的類
   {
      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);
   }
}

實驗輸出結果截圖爲：

 

 

 

 

測試程序3：

l 用調試運行教材335頁 PairTest3，結合程序運行結果理解程序；

l 瞭解通配符類型的定義及用途。

 pair3

package pair3;

/**
 * @version 1.00 2004-05-10
 * @author Cay Horstmann
 */
public class Pair<T> //Pair類引入了一個類型變量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; }
}

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", 800000, 2003, 12, 15);
      var cfo = new Manager("Sid Sneaky", 600000, 2003, 12, 15);
      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)//通配符類型，帶有上界，extends關鍵字聲明的上界既能夠是一個類，也能夠是一個接口
   {
      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)//通配符類型，帶有下界，必須是Manager的子類
   {
      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)//通配符類型
   {
      minmaxBonus(a, result);
      PairAlg.swapHelper(result); // OK--swapHelper captures wildcard type  用swapHelper捕獲通配符類型
   }
   // can't write public static <T super manager> . . .
}

class PairAlg
{
   public static boolean hasNulls(Pair<?> p)//將hasNulls轉換成泛型方法,來避免使用通配符類型
   {
      return p.getFirst() == null || p.getSecond() == null;
   }

   public static void swap(Pair<?> p) { swapHelper(p); }//在交換時臨時保存第一個元素，輔助方法swapHelper（泛型方法）

   public static <T> void swapHelper(Pair<T> p)
   {
      T t = p.getFirst();
      p.setFirst(p.getSecond());
      p.setSecond(t);
   }
}

pair3.employee.java

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;
  

pair3.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;
   }
}

實驗輸出結果截圖爲：

 

 

實驗2：結對編程練習，將程序提交到PTA（2019面向對象程序設計基礎知識測試題（2））

（1） 編寫一個泛型接口GeneralStack，要求類中方法對任何引用類型數據都適用。GeneralStack接口中方法以下：

 

push(item);            //如item爲null，則不入棧直接返回null。
pop();                 //出棧，如爲棧爲空，則返回null。
peek();                //得到棧頂元素，如爲空，則返回null.
public boolean empty();//如爲空返回true

 

public int size();     //（2）定義GeneralStack的子類ArrayListGeneralStack，要求：

返回棧中元素數量

ü 類內使用ArrayList對象存儲堆棧數據，名爲list；

ü 方法: public String toString()//代碼爲return list.toString();

ü 代碼中不要出現類型不安全的強制轉換。

（3）定義Car類，類的屬性有：

private int id;

private String name;

方法：Eclipse自動生成setter/getter,toString方法。

（4）main方法要求

ü 輸入選項，有quit, Integer, Double, Car 4個選項。若是輸入quit，程序直接退出。不然，輸入整數m與n。m表明入棧個數，n表明出棧個數。而後聲明棧變量stack。

ü 輸入Integer，打印Integer Test。創建能夠存放Integer類型的ArrayListGeneralStack。入棧m次，出棧n次。打印棧的toString方法。最後將棧中剩餘元素出棧並累加輸出。

ü 輸入Double ，打印Double Test。剩下的與輸入Integer同樣。

ü 輸入Car，打印Car Test。其餘操做與Integer、Double基本同樣。只不過最後將棧中元素出棧，並將其name依次輸出。

特別注意：若是棧爲空，繼續出棧，返回null

輸入樣例

 

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

 

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

程序代碼爲：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Scanner;
 
interface GeneralStack<T> {
    public T push(T item);           //若item爲null，則不入棧直接返回null。
    public T pop();                 //出棧，如爲棧爲空，則返回null。
    public T peek();                //得到棧頂元素，如爲空，則返回null.
    public boolean empty();            //如爲空返回true
    public int size();                 //返回棧中元素數量
}
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) {//入棧
        if (list.add(item)){
            return item;
        }else {
            return false;
        }
    }
 
    @Override
    public Object pop() {//出棧
        if (list.size()==0){
            return null;
        }
        return list.remove(list.size()-1);
    }
 
    @Override
    public Object peek() {   //取棧頂元素
        return list.get(list.size()-1);
    }
 
    @Override
    public boolean empty() {
        if (list.size()==0){
            return true;
        }else {
            return false;
        }
    }
 
    @Override
    public int size() {
        return list.size();
    }
}
class Car{    //Car類
    private int id;
    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 Main {
    public static void main(String[] args) {
        @SuppressWarnings("resource")
        Scanner in=new Scanner(System.in);
        while (true){
            String a=in.nextLine();
            if (a.equals("Integer"))//爲Integer
            {
                //System.out.println("");
                int count=in.nextInt();
                int pop_time=in.nextInt();
                System.out.println("Integer Test");
                ArrayListGeneralStack arrayListGeneralStack = new ArrayListGeneralStack();
                for (int i=0;i<count;i++){
                    System.out.println("push:"+arrayListGeneralStack.push(in.nextInt()));
                }
                for (int i=0;i<pop_time;i++){
                    System.out.println("pop:"+arrayListGeneralStack.pop());
                }
                System.out.println(arrayListGeneralStack.toString());
                int size=arrayListGeneralStack.size();
                int sum=0;
                for (int i=0;i<size;i++){
                    sum=sum+(int)(arrayListGeneralStack.pop());
                }
                System.out.println("sum="+sum);
                System.out.println("interface GeneralStack");
            }else if(a.equals("Double"))//爲Double
            {
                System.out.println("Double Test");
                int count=in.nextInt();
                int pop_time=in.nextInt();
                ArrayListGeneralStack arrayListGeneralStack = new ArrayListGeneralStack();
                for (int i=0;i<count;i++)
                {
                    System.out.println("push:"+arrayListGeneralStack.push(in.nextDouble()));
                }
                for (int i=0;i<pop_time;i++)
                {
                    System.out.println("pop:"+arrayListGeneralStack.pop());
                }
                System.out.println(arrayListGeneralStack.toString());
                int size=arrayListGeneralStack.size();
                double sum=0;
                for (int i=0;i < size;i++){
                    sum = sum + (double)(arrayListGeneralStack.pop());
                }
                System.out.println("sum="+sum);
                System.out.println("interface GeneralStack");
            }else if (a.equals("Car"))
            {
                System.out.println("Car Test");
                int count=in.nextInt();
                int pop_time=in.nextInt();
                ArrayListGeneralStack arrayListGeneralStack = new ArrayListGeneralStack();
                for (int i=0;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=0;i<pop_time;i++)
                {
                    System.out.println("pop:"+arrayListGeneralStack.pop());
                }
                System.out.println(arrayListGeneralStack.toString());
                if (arrayListGeneralStack.size()>0)
                {
                    int size=arrayListGeneralStack.size();
                    for (int i=0;i<size;i++)
                    {
                        Car car=(Car) arrayListGeneralStack.pop();
                        System.out.println(car.getName());
                    }
                }
                System.out.println("interface GeneralStack");
            }else if (s.equals("quit"))
            {
                break;
            }
        }
 
    }
}

實驗結果輸出截圖爲：

 

 

實驗總結：

   1. 這周咱們主要學習了泛型類、泛型方法、泛型接口的相關知識。在老師的講解下，我知道了泛型的優勢以及特色。它可提升程序的可讀性，加強類型使用的安全性。

   2. 在老師的講解下 咱們理解了泛型的概念，還有泛型類的定義與使用，泛型方法的聲明與使用，泛型接口的定義與實現。雖然在文字知識方面感受掌握的還行，可是在實驗過程當中總會出現各類問題，好比程序編寫，編寫的程序缺少邏輯性，以致程序不可以輸出正確結果。但願經過之後多加可以減小我在這方面能力的缺少。