201771010135 杨蓉庆《面对对象程序设计（java）》第十周学习总结

Posted 2021-01-17 yrqy

1、实验目的与要求

(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。

一、理论知识

泛型类的定义：

（1）泛型：也称参数化类型(parameterized type)，就是在定义类、接口和方法时，通过类型参数指示将要处理的对象型。

（2）一个泛型类（generic class）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。
如一个泛型类定义格式如下：class Generics＜K,V＞

（3）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。

泛型变量的限定：

（1）extends关键字所声明的上界既可以是一个类，也可以是一个接口；

(2)<T extends Bounding Type>表示T应该是绑定类型的子类型。

泛型变量下界的说明:
– 通过使用super关键字可以固定泛型参数的类型为某种
类型或者其超类
– 当程序希望为一个方法的参数限定类型时，通常可以使
用下限通配符

泛型类的约束与局限性:

不能用基本类型实例化类型参数
运行时类型查询只适用于原始类型
不能抛出也不能捕获泛型类实例
参数化类型的数组不合法不能实例化类型变量
泛型类的静态上下文中类型变量无效
注意擦除后的冲突

通配符类型:

“？”符号表明参数的类型可以是任何一种类型，它和参数T的含义是有区别的。T表示一种未知类型，而“？”表示任何一种类型.

这种通配符一般有以下三种用法：
单独的？，用于表示任何类型。
? extends type，表示带有上界。
? super type，表示带有下界。

二、实验内容和步骤

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.

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 
{
   private T first;//use the type variable
   private T second;

   public Pair() { first = null; second = null; }
   public Pair(T first, T second) { this.first = first;  this.second = second; }//构造方法的调用
    
   public T getFirst() { return first; }//返回值
   public T getSecond() { return second; }

   public void setFirst(T newValue) { first = newValue; }//入口参数
   public void setSecond(T newValue) { second = newValue; }
}

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" };//定义常量
      Pair<String> mm = ArrayAlg.minmax(words);//类名调用方法名
      System.out.println("min = " + mm.getFirst());
      System.out.println("max = " + mm.getSecond());//输出最大值、最小值
   }
}

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 value, or null if a is null or empty
    */
   public static Pair<String> minmax(String[] a)//泛型类实例化
   {
      if (a == null || a.length == 0) return 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];//compareTo比较方法
         if (max.compareTo(a[i]) < 0) max = a[i];
      }
      return new Pair<>(min, max);//实例化后的调用对象
   }
}

结果如下：

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；

掌握泛型方法、泛型变量限定的定义及用途。

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 
{
   private T first;//use the type variable
   private T second;

   public Pair() { first = null; second = null; }
   public Pair(T first, T second) { this.first = first;  this.second = second; }//构造方法的调用
    
   public T getFirst() { return first; }//返回值
   public T getSecond() { return second; }

   public void setFirst(T newValue) { first = newValue; }//入口参数
   public void setSecond(T newValue) { second = newValue; }
}

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);//实例化一个LocalDat类
      System.out.println("min = " + mm.getFirst());
      System.out.println("max = " + mm.getSecond());//得到min、max
   }
}

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 value, or null if a is 
      null or empty
   */
   public static <T extends Comparable> Pair<T> minmax(T[] a) //将T限制为实现Comparable接口的类
   {
      if (a == null || a.length == 0) return null;
      T min = a[0];
      T max = a[0];
      for (int i = 1; i < a.length; i++)//compareTo方法
      {
         if (min.compareTo(a[i]) > 0) min = a[i];
         if (max.compareTo(a[i]) < 0) max = a[i];
      }
      return new Pair<>(min, max);//返回新的pair类
   }
}

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。

package pair3;

/**
 * @version 1.01 2012-01-26
 * @author Cay Horstmann
 */
public class PairTest3
{
   public static void main(String[] args)
   {
       //定义Manager类
      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<>(ceo, cfo);      
      printBuddies(buddies);

      ceo.setBonus(1000000);
      cfo.setBonus(500000);
      Manager[] managers = { ceo, cfo };

      Pair<Employee> result = new Pair<>();//程序调用泛型方法
      minmaxBonus(managers, result);//泛型方法
      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)
   //任何泛型Pair类型，它的类型参数是Manager的子类
   {
      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)//统配符限制为Manager的所有超类型
   {
      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)//泛型类；类型变量的通配符“？”
   {
      return p.getFirst() == null || p.getSecond() == null;
   }

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

Employee:

package pair3;

import java.time.*;

public class Employee
//构造一个Employee类
{  
   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直接引用
      this.salary = salary;
      hireDay = LocalDate.of(year, month, day);
   }
    //访问器方法
   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//Manager类的父类是Employee类
{  
   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;
   }
}l

 结果如下：

实验2：编程练习：

编程练习1：实验九编程题总结

•  实验九编程练习1总结（从程序总体结构说明、模块说明，目前程序设计存在的困难与问题三个方面阐述）。

package ID;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collections;
import java.util.Scanner;

@SuppressWarnings("unused")
public class Main{
    private static ArrayList<Person> Personlist;
    @SuppressWarnings("resource")
    public static void main(String[] args) {
        Personlist = new ArrayList<>();
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        File file = new File("E:\\新建文件夹\\身份证号.txt");
          //捕获代码
        try {
            FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
            BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(fis));
            String temp = null;
            while ((temp = in.readLine()) != null) {
                
                Scanner linescanner = new Scanner(temp);
                
                linescanner.useDelimiter(" ");    
                String name = linescanner.next();
                String ID = linescanner.next();
                String sex = linescanner.next();
                String age = linescanner.next();
                String place =linescanner.nextLine();
                Person Person = new Person();
                Person.setname(name);
                Person.setID(ID);
                Person.setsex(sex);
                int a = Integer.parseInt(age);
                Person.setage(a);
                Person.setbirthplace(place);
                Personlist.add(Person);

            }
        } catch (FileNotFoundException e) {
            System.out.println("查找不到信息");
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("信息读取有误");
            e.printStackTrace();
        }
        boolean isTrue = true;
        while (isTrue) {
            System.out.println("————————————————————————————————————————");
            System.out.println("1:按姓名字典序输出人员信息");
            System.out.println("2:查询最大年龄人员信息和最小年龄人员信息");
            System.out.println("3：输入你的年龄,查询年龄与你最近人的所有信息");
            System.out.println("4:查询人员中是否有你的同乡");
           
            int nextInt = scanner.nextInt();
            switch (nextInt) {
            case 1:
                Collections.sort(Personlist);
                System.out.println(Personlist.toString());
                break;
            case 2:
                
                int max=0,min=100;int j,k1 = 0,k2=0;
                for(int i=1;i<Personlist.size();i++)
                {
                    j=Personlist.get(i).getage();
                   if(j>max)
                   {
                       max=j; 
                       k1=i;
                   }
                   if(j<min)
                   {
                       min=j; 
                       k2=i;
                   }

                }  
                System.out.println("年龄最大："+Personlist.get(k1));
                System.out.println("年龄最小："+Personlist.get(k2));
                break;
            case 3:
                System.out.println("place?");
                String find = scanner.next();        
                String place=find.substring(0,3);
                String place2=find.substring(0,3);
                for (int i = 0; i <Personlist.size(); i++) 
                {
                    if(Personlist.get(i).getbirthplace().substring(1,4).equals(place)) 
                        System.out.println(""+Personlist.get(i));

                } 

                break;
            case 4:
                System.out.println("年龄：");
                int yourage = scanner.nextInt();
                int near=agenear(yourage);
                int d_value=yourage-Personlist.get(near).getage();
                System.out.println(""+Personlist.get(near));
           /*     for (int i = 0; i < Personlist.size(); i++)
                {
                    int p=Personlist.get(i).getage()-yourage;
                    if(p<0) p=-p;
                    if(p==d_value) System.out.println(Personlist.get(i));
                }   */
                break;
            case 5:
           isTrue = false;
           System.out.println("退出程序!");
                break;
            default:
                System.out.println("输入有误");            }
        }
    }
    public static int agenear(int age) {
     
       int j=0,min=53,d_value=0,k=0;
        for (int i = 0; i < Personlist.size(); i++)
        {
            d_value=Personlist.get(i).getage()-age;
            if(d_value<0) d_value=-d_value; 
            if (d_value<min) 
            {
               min=d_value;
               k=i;
            }

         }    return k;
        }
}

Main

程序总体结构：总体分为Main类和Person类

 

Main类：

1、将人员身份信息导入代码中

2、编辑了查找人员信息的方法

3、分5个case来分别说年龄大小、同乡等消息

Person类：

package ID;
public class Person implements Comparable<Person> {
private String name;
private String ID;
private int age;
private String sex;
private String birthplace;

public String getname() {
return name;
}
public void setname(String name) {
this.name = name;
}
public String getID() {
return ID;
}
public void setID(String ID) {
this.ID= ID;
}
public int getage() {

return age;
}
public void setage(int age) {
    // int a = Integer.parseInt(age);
this.age= age;
}
public String getsex() {
return sex;
}
public void setsex(String sex) {
this.sex= sex;
}
public String getbirthplace() {
return birthplace;
}
public void setbirthplace(String birthplace) {
this.birthplace= birthplace;
}

public int compareTo(Person o) {
   return this.name.compareTo(o.getname());

}

public String toString() {
    return  name+"	"+sex+"	"+age+"	"+ID+"	"+birthplace+"
";

}
}

Person

对各个小模块进行具体的分析

程序设计存在的困难与问题：

1、编写时基础错误还是很多

2、Main类和Person类的变量名有时不能统一

• 实验九编程练习2总结（从程序总体结构说明、模块说明，目前程序设计存在的困难与问题三个方面阐述）。

程序总体结构：Demo主类和Counter类

模块说明:Demo主类

import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.PrintWriter;
import java.util.Scanner;


public class Demo {
    public static void main(String[] args) {

        Scanner in = new Scanner(System.in);
        jf counter=new jf();
        PrintWriter out = null;
        try {
            out = new PrintWriter("text.txt");
        } catch (FileNotFoundException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
        int sum = 0;

        
        
        for (int i = 1; i <=10; i++) {
            int a = (int) Math.round(Math.random() * 100);
            int b = (int) Math.round(Math.random() * 100);
            int m= (int) Math.round(Math.random() * 3);

            
           switch(m)
           {
           case 0:
               System.out.println(i+": "+a+"/"+b+"=");
               
               while(b==0){  b = (int) Math.round(Math.random() * 100); }
               
            int c0 = in.nextInt();
            out.println(a+"/"+b+"="+c0);
            if (c0 == jf.division(a, b)) {
                sum += 10;
                System.out.println("恭喜答案正确");
            }
            else {
                System.out.println("抱歉，答案错误");
            }
            
            break;
            
           case 1:
               System.out.println(i+": "+a+"*"+b+"=");
               int c = in.nextInt();
               out.println(a+"*"+b+"="+c);
               if (c == counter.multiplication(a, b)) {
                   sum += 10;
                   System.out.println("恭喜答案正确");
               }
               else {
                   System.out.println("抱歉，答案错误");
               }
               break;
           case 2:
               System.out.println(i+": "+a+"+"+b+"=");
               int c1 = in.nextInt();
               out.println(a+"+"+b+"="+c1);
               if (c1 == counter.add(a, b)) {
                   sum += 10;
                   System.out.println("恭喜答案正确");
               }
               else {
                   System.out.println("抱歉，答案错误");
               }
               
               break ;
           case 3:
               System.out.println(i+": "+a+"-"+b+"=");
               int c2 = in.nextInt();
               out.println(a+"-"+b+"="+c2);
               if (c2 == counter.reduce(a, b)) {
                   sum += 10;
                   System.out.println("恭喜答案正确");
               }
               else {
                   System.out.println("抱歉，答案错误");
               }
               break ;

               } 
    
          }
        System.out.println("成绩"+sum);
        out.println("成绩:"+sum);
         out.close();

         
    }
    }

Demo

1、判断答案的正确性代码

2、文件的读取

3、四则运算代码的具体呈现

Counter类

public class Counter {
   private int a;
   private int b;
    public int  add(int a,int b)
    {
        return a+b;
    }
    public int   reduce(int a,int b)
    {
        return a-b;
    }
    public int   multiplication(int a,int b)
    {
        return a*b;
    }
    public int   division(int a,int b)
    {
        if(b!=0)
        return a/b;
        else return 0;
    }

    
}

Counter

四则运算的计算过程及返回值

程序设计存在的困难与问题：

1、数值过大，无法口算

2、运算复杂，不符合基础运算难度

 

编程练习2：采用泛型程序设计技术改进实验九编程练习2，使之可处理实数四则运算，其他要求不变。 

package C;

import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.PrintWriter;
import java.util.Random;
import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner in = new Scanner(System.in);
        Suanfa counter = new Suanfa();
        PrintWriter out = null;
        try {
            out = new PrintWriter("test.txt");
        } catch (FileNotFoundException e) {
            System.out.println("文件夹输出失败");
            e.printStackTrace();
        }

        int sum = 0;
        
        for (int i = 1; i <= 10; i++) {
            int a = (int) Math.round(Math.random() * 100);
            int b = (int) Math.round(Math.random() * 100);
            int m;
            Random rand = new Random();
            m = (int) rand.nextInt(4) + 1;
            System.out.println("随机生成的四则运算类型：" + m);

            switch (m) {
            case 1:
                a = b + (int) Math.round(Math.random() * 100);
                while(b == 0){
                    b = (int) Math.round(Math.random() * 100);
                }
                while(a % b != 0){
                    a = (int) Math.round(Math.random() * 100);
                    }
              //若生成的除法式子必须能整除，且满足分母为0的条件，则a一定要大于b，且a模b的结果要为0。
                System.out.println(i + ": " + a + "/" + b + "=");
                int c0 = in.nextInt();
                out.println(a + "/" + b + "=" + c0);
                if (c0 == counter.d(a, b)) {
                    sum += 10;
                    System.out.println("正确!");
                } else {
                    System.out.println("错误!");
                }
 break;

            case 2:
                System.out.println(i + ": " + a + "*" + b + "=");
                int c = in.nextInt();
                out.println(a + "*" + b + "=" + c);
                if (c == counter.m(a, b)) {
                    sum+= 10;
                    System.out.println("正确!");
                } else {
                    System.out.println("错误!");
                }
                break;
            case 3:
                System.out.println(i + ": " + a + "+" + b + "=");
                int c1 = in.nextInt();
                out.println(a + "+" + b + "=" + c1);
                if (c1 == counter.add(a, b)) {
                    sum += 10;
                    System.out.println("正确!");
                } else {
                    System.out.println("错误!");
                }
                break;
            case 4:
                while (a < b) {
                    b = (int) Math.round(Math.random() * 100);
                }
              //因为不能产生运算结果为负数的减法式子，所以a一定要大于b。若a<b,则重新生成b。
                System.out.println(i + ": " + a + "-" + b + "=");
                int c2 = in.nextInt();
                out.println(a + "-" + b + "=" + c2);
                if (c2 == counter.r(a, b)) {
                    sum += 10;
                    System.out.println("正确!");
                } else {
                    System.out.println("错误!");
                }
                break;
            }
        }
        System.out.println("成绩" + sum);
        out.println("成绩:" + sum);
        out.close();
    }
}

Main

package C;
public class Suanfa<T> {
    private T a;
    private T b;
   public int add(int a,int b) {
        return a + b;
    }

    public int r(int a, int b) {
        return a - b;
    }

    public int m(int a, int b) {
        return a * b;
    }

    public int d(int a, int b) {
        if (b != 0 && a%b==0)
            return a / b;
        else
            return 0;
    }
}

Suanfa

 结果如下：

三、总结如下：

本章我们学习了泛型程序设计技术，首先理解了泛型概念，掌握泛型类的定义与使用，泛型方法的声明与使用，最后感觉了解泛型程序设计及其用途，在验证实验中，通过对代码的解读，更深的学习了泛型程序<T>的使用，还复习了实验九的两个编程题目，感觉依旧存在些小问题，在接下来的实验中要更好的解决，编程实验中，在实验九的四则运算基础上，加入了本章泛型程序的概念，虽然不是很熟练，但还是勉强做出来了。