实验十一 集合
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了实验十一 集合相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
实验十一 集合
实验时间 2018-11-8
1、实验目的与要求
(1) 掌握Vetor、Stack、Hashtable三个类的用途及常用API；
(2) 了解java集合框架体系组成；
(3) 掌握ArrayList、LinkList两个类的用途及常用API。
(4) 了解HashSet类、TreeSet类的用途及常用API。
(5)了解HashMap、TreeMap两个类的用途及常用API；
(6) 结对编程（Pair programming）练习，体验程序开发中的两人合作。
2、实验内容和步骤
实验1： 导入第9章示例程序，测试程序并进行代码注释。
测试程序1：
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；
l 掌握Vetor、Stack、Hashtable三个类的用途及常用API。
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//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); } }
class Dog { private int dogNumber;
Dog(int i) { dogNumber = i; }
void print() { System.out.println("Dog #" + dogNumber); } }
public class CatsAndDogs { public static void main(String[] args) { Vector cats = new Vector(); for (int i = 0; i < 7; i++) cats.addElement(new Cat(i)); cats.addElement(new Dog(7)); for (int i = 0; i < cats.size(); i++) ((Cat) cats.elementAt(i)).print(); } } |
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//示例程序2 import java.util.*;
public class Stacks { static String[] months = { "1", "2", "3", "4" };
public static void main(String[] args) { Stack stk = new Stack(); 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()); } } |
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//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); } } |
对实例程序1的运行结果如下所示：
该运行结果说明此程序存在运行异常，不能进行将至类型转换，将会在下面对该程序进一步改正之后再运行程序
修改后的代码如下所示
import java.util.Vector; class Cat { private int catNumber; Cat(int i) { catNumber = i; } void print() { System.out.println("Cat #" + catNumber); } } class Dog { private int dogNumber; Dog(int i) { dogNumber = i; } void print() { System.out.println("Dog #" + dogNumber); } } public class CatsAndDogs { public static void main(String[] args) { Vector cats = new Vector(); for (int i = 0; i < 7; i++) cats.addElement(new Cat(i)); cats.addElement(new Dog(7)); for (int i = 0; i < cats.size(); i++) { if (cats.elementAt(i) instanceof Cat) { ((Cat) cats.elementAt(i)).print(); } else { ((Dog) cats.elementAt(i)).print(); } } } }
修改之后的，对程序的运行结果如下图所示
实例2的测试程序测试结果如下所示：
此程序是对栈的一个构建
对测试程序3的理解结果
随机数生成的数据具有随机的一个特征，这个表当中存储的数据具有渐值对。
测试程序2：
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；
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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)); } } } |
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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"); } } |
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；
掌握ArrayList、LinkList两个类的用途及常用API。
对第一个程序的注释
import java.util.*; public class ArrayListDemo { public static void main(String[] argv) { ArrayList al = new ArrayList(); // 向ArrayList添加很多元素… al.add(new Integer(11)); al.add(new Integer(12)); al.add(new Integer(13)); al.add(new String("hello")); // 首先使用for循环将它们打印出来。 System.out.println("Retrieving by index:"); for (int i = 0; i < al.size(); i++) { System.out.println("Element " + i + " = " + al.get(i)); } } }
对第一个程序测试结果的显示结果如下：
添加一个输出一个集合对象的结果：
对第二个测试程序的结果如下所示：
编辑运行调试教材360页程序9-1,对程序运行的结果如下：
对程序源代码的注释如下
package linkedList; import java.util.*; /** * This program demonstrates operations on linked lists. * @version 1.11 2012-01-26 * @author Cay Horstmann */ public class LinkedListTest { public static void main(String[] args) { List<String> a = new LinkedList<>(); a.add("Amy"); a.add("Carl"); a.add("Erica"); List<String> b = new LinkedList<>(); b.add("Bob"); b.add("Doug"); b.add("Frances"); b.add("Gloria"); // 把单词从b合并到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); //从b中删除每一个单词 bIter = b.iterator(); while (bIter.hasNext()) { bIter.next(); //跳过一个元素 if (bIter.hasNext()) { bIter.next(); // 跳过下一个元素 bIter.remove(); // 删除该元素 } } System.out.println(b); // 批量操作:将b中的所有单词从a中删除 a.removeAll(b); System.out.println(a); } }
测试程序3：
l 运行SetDemo程序，结合运行结果理解程序；
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import java.util.*; public class SetDemo { public static void main(String[] argv) { HashSet h = new HashSet(); //也可以 Set h=new HashSet() h.add("One"); h.add("Two"); h.add("One"); // DUPLICATE h.add("Three"); Iterator it = h.iterator(); while (it.hasNext()) { System.out.println(it.next()); } } } |
l 在Elipse环境下调试教材365页程序9-2，结合运行结果理解程序；了解HashSet类的用途及常用API。
l 在Elipse环境下调试教材367页-368程序9-3、9-4，结合程序运行结果理解程序；了解TreeSet类的用途及常用API。
对SetDom的运行结果如下：
调试教材365页程序9-2
调试教材367页-368程序9-3、9-4
测试结果如下所示
测试程序4：
l 使用JDK命令运行HashMapDemo程序，结合程序运行结果理解程序；
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import java.util.*; public class HashMapDemo { public static void main(String[] argv) { HashMap h = new HashMap(); // The hash maps from company name to address. h.put("Adobe", "Mountain View, CA"); h.put("IBM", "White Plains, NY"); h.put("Sun", "Mountain View, CA"); String queryString = "Adobe"; String resultString = (String)h.get(queryString); System.out.println("They are located in: " + resultString); } } |
l 在Elipse环境下调试教材373页程序9-6，结合程序运行结果理解程序；
l 了解HashMap、TreeMap两个类的用途及常用API。】
对HashMap程序的运行结果如下所示:
实验2：结对编程练习：
l 关于结对编程：以下图片是一个结对编程场景：两位学习伙伴坐在一起，面对着同一台显示器，使用着同一键盘，同一个鼠标，他们一起思考问题，一起分析问题，一起编写程序。
l 关于结对编程的阐述可参见以下链接：
http://www.cnblogs.com/xinz/archive/2011/08/07/2130332.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Pair_programming
l 对于结对编程中代码设计规范的要求参考：
http://www.cnblogs.com/xinz/archive/2011/11/20/2255971.html
以下实验，就让我们来体验一下结对编程的魅力。
确定本次实验结对编程合作伙伴；
合作伙伴：苏浪浪
各自运行合作伙伴实验九编程练习1，结合使用体验对所运行程序提出完善建议；
苏浪浪编程练习1的代码
package aaa; 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; public class b{ private static ArrayList<Student> studentlist; public static void main(String[] args) { studentlist = new ArrayList<>(); Scanner scanner = new Scanner(System.in); File file = new File("身份证号.txt");//文件的导入模块 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 number = linescanner.next(); String sex = linescanner.next(); String age = linescanner.next(); String province =linescanner.nextLine(); Student student = new Student(); student.setName(name); student.setnumber(number); student.setsex(sex); int a = Integer.parseInt(age); student.setage(a); student.setprovince(province); studentlist.add(student); } } catch (FileNotFoundException e) { System.out.println("学生信息文件找不到"); e.printStackTrace(); } catch (IOException e) { System.out.println("学生信息文件读取错误"); e.printStackTrace(); } boolean isTrue = true; while (isTrue) { //选择模块 System.out.println("选择你的操作， "); System.out.println("1.字典排序 "); System.out.println("2.输出年龄最大和年龄最小的人 "); System.out.println("3.寻找老乡 "); System.out.println("4.寻找年龄相近的人 "); System.out.println("5.退出 "); String m = scanner.next(); switch (m) { case "1": Collections.sort(studentlist); System.out.println(studentlist.toString()); break; case "2": int max=0,min=100; int j,k1 = 0,k2=0; for(int i=1;i<studentlist.size();i++) { j=studentlist.get(i).getage(); if(j>max) { max=j; k1=i; } if(j<min) { min=j; k2=i; } } System.out.println("年龄最大："+studentlist.get(k1)); System.out.println("年龄最小："+studentlist.get(k2)); break; case "3": System.out.println("地址?"); String find = scanner.next(); String place=find.substring(0,3); for (int i = 0; i <studentlist.size(); i++) { if(studentlist.get(i).getprovince().substring(1,4).equals(place)) System.out.println("老乡"+studentlist.get(i)); } break; case "4": System.out.println("年龄："); int yourage = scanner.nextInt(); int near=agenear(yourage); int value=yourage-studentlist.get(near).getage(); System.out.println(""+studentlist.get(near)); 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,value=0,ok=0; for (int i = 0; i < studentlist.size(); i++) { value=studentlist.get(i).getage()-age; if(value<0) value=-value; if (value<min) { min=value; ok=i; } } return ok; } }
package aaa; public class Student implements Comparable<Student> {//接口模块 private String name; private String number ; private String sex ; private int age; private String province; public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public String getnumber() { return number; } public void setnumber(String number) { this.number = number; } public String getsex() { return sex ; } public void setsex(String sex ) { this.sex =sex ; } public int getage() { return age; } public void setage(int age) { // int a = Integer.parseInt(age); this.age= age; } public String getprovince() { return province; } public void setprovince(String province) { this.province=province ; } public int compareTo(Student o) { return this.name.compareTo(o.getName()); } public String toString() { return name+" "+sex+" "+age+" "+number+" "+province+" "; } }
完善建议：
接口的定义的代码稍作修改，尽量简化代码，使实验简单
各自运行合作伙伴实验十编程练习2，结合使用体验对所运行程序提出完善建议；
苏浪浪编程练习2的代码;
package duanyan; import java.io.FileNotFoundException; import java.io.PrintWriter; import java.util.Scanner; public class z { public static void main(String[] args) { Scanner in = new Scanner(System.in); Student student=new Student(); PrintWriter out = null; try { out = new PrintWriter("text.txt");//保存文件模块 } catch (FileNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } int sum = 0; //随机生成a、b的值以及随机的运算模块 for (int i = 1; i <=10; i++) { int a = (int) Math.round(Math.random() * 100); int b = (int) Math.round(Math.random() * 100); int c= (int) Math.round(Math.random() * 3); switch(c) { case 0: System.out.println(i+": "+a+"/"+b+"="); while(b==0) { b = (int) Math.round(Math.random() * 100); } int C = in.nextInt(); out.println(a+"/"+b+"="+C); if (C == student.d(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 D = in.nextInt(); out.println(a+"*"+b+"="+D); if (D == student.m(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+"="); while(a<b) { a = (int) Math.round(Math.random() * 100); } int E = in.nextInt(); out.println(a+"+"+b+"="+E); if (E == student.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 F = in.nextInt(); out.println(a+"-"+b+"="+F); if (F == student.r(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(); } }
package duanyan; public class Student { 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; } }
完善建议：
在做除法运算时应该带程序的代码加以修改，尽量考虑到除法的分母不能等于0
采用结对编程方式，与学习伙伴合作完成实验九编程练习1；
程序代码：
Main
package Test; 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; public class Main{ private static ArrayList<Student> studentlist; public static void main(String[] args) { studentlist = new ArrayList<>(); Scanner scanner = new Scanner(System.in); File file = new File("D:\\身份证号.txt"); 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 number = linescanner.next(); String sex = linescanner.next(); String age = linescanner.next(); String province =linescanner.nextLine(); Student student = new Student(); student.setName(name); student.setnumber(number); student.setsex(sex); int a = Integer.parseInt(age); student.setage(a); student.setprovince(province); studentlist.add(student); } } catch (FileNotFoundException e) { System.out.println("学生信息文件找不到"); e.printStackTrace(); } catch (IOException e) { System.out.println("学生信息文件读取错误"); e.printStackTrace(); } boolean isTrue = true; while (isTrue) { System.out.println("选择你的操作，输入正确格式的选项"); System.out.println("a.字典排序"); System.out.println("b.输出年龄最大和年龄最小的人"); System.out.println("c.寻找老乡"); System.out.println("d.寻找年龄相近的人"); System.out.println("e.退出"); String m = scanner.next(); switch (m) { case "a": Collections.sort(studentlist); System.out.println(studentlist.toString()); break; case "b": int max=0,min=100; int j,k1 = 0,k2=0; for(int i=1;i<studentlist.size();i++) { j=studentlist.get(i).getage(); if(j>max) { max=j; k1=i; } if(j<min) { min=j; k2=i; } } System.out.println("年龄最大："+studentlist.get(k1)); System.out.println("年龄最小："+studentlist.get(k2)); break; case "c": System.out.println("老家?"); String find = scanner.next(); String place=find.substring(0,3); for (int i = 0; i <studentlist.size(); i++) { if(studentlist.get(i).getprovince().substring(1,4).equals(place)) System.out.println("老乡"+studentlist.get(i)); } break; case "d": System.out.println("年龄："); int yourage = scanner.nextInt(); int near=agenear(yourage); int value=yourage-studentlist.get(near).getage(); System.out.println(""+studentlist.get(near)); break; case "e": 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,value=0,k=0; for (int i = 0; i < studentlist.size(); i++) { value=studentlist.get(i).getage()-age; if(value<0) value=-value; if (value<min) { min=value; k=i; } } return k; } }
Student
package Test; public class Student implements Comparable<Student> { private String name; private String number ; private String sex ; private int age; private String province; public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public String getnumber() { return number; } public void setnumber(String number) { this.number = number; } public String getsex() { return sex ; } public void setsex(String sex ) { this.sex =sex ; } public int getage() { return age; } public void setage(int age) { // int a = Integer.parseInt(age); this.age= age; } public String getprovince() { return province; } public void setprovince(String province) { this.province=province ; } public int compareTo(Student o) { return this.name.compareTo(o.getName()); } public String toString() { return name+" "+sex+" "+age+" "+number+" "+province+" "; } }
实验结果：
采用结对编程方式，与学习伙伴合作完成实验十编程练习2。
实验程序代码
suanfa
public class Suanfa<T> { private T a; private T b; public Suanfa() { a = null; b = null; } public Suanfa(T a, T b) { this.a = a; this.b = b; } public int suanfa1(int a,int b) { return a+b; } public int suanfa2(int a,int b) { return a-b; } public int suanfa3(int a,int b) { return a*b; } public int suanfa4(int a,int b) { if(b!=0) return a/b; else return 0; } }
Demo
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); Suanfa counter=new Suanfa(); 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 = 0; 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(a + "+" + b + "="); int d0 = in.nextInt(); out.println(a + "+" + b + "=" + d0); if (d0 == counter.suanfa1(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: while (a < b) { int x = a; a = b; b = x; } System.out.println(a + "-" + b + "="); int d1 = in.nextInt(); out.println(a + "-" + b + "=" + d1); if (d1 == counter.suanfa2(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(a + "*" + b + "="); int d2 = in.nextInt(); out.println(a + "*" + b + "=" + d2); if (d2 ==counter.suanfa3(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: while (b == 0 || a % b != 0) { a = (int) Math.round(Math.random() * 100); b = (int) Math.round(Math.random() * 100); } System.out.println(a + "/" + b + "="); int d3 = in.nextInt(); out.println(a + "/" + b + "=" + d3); if (d3 == counter.suanfa4(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(); } }
实验结果：
实验总结：
对本周学习的理论知识的总结：数据结构介绍：一般将数据结构分为两大类：线性数据结构和非线性数据结构。
线性数据结构：线性表、栈、队列、串、数组和文件。 非线性数据结构：树和图。
线性表：线性表的逻辑结构是n个数据元素的有限序列:(a1,a2,a3,…an)n为线性表的长度(n≥0)，n=0的表称为空表。l数据元素呈线性关系：必存在唯一的称为“第一个”的数据元素；必存在唯一的称为“最后一个”的数据元素；除第一个元素外，每个元素都有且只有一个前驱元素；除最后一个元素外，每个元素都有且只有一个后继元素。
所有数据元素在同一个线性表中必须是相同的数据类型。线性表按其存储结构可分为顺序表和链表；用顺序存储结构存储的线性表称为顺序表；顺序表将线性表中的数据元素依次存放在某个，存储区域中。一维数组就是用顺序方式存储的线性表。用链式存储结构存储的线性表称为链表。
栈：栈(Stack)也是一种特殊的线性表，是一种后进先出的结构。栈是限定仅在表尾进行插入和删除运算的线性表，表尾成为栈顶部，表头成为栈底
队列： 队列(Queue)是限定所有的插入只能在表的一端进行，而所有的删除都在表的另一端进行的线性表。表中允许插入的一端称为队尾(Rear)，允许删除的一端称为队头(Front)。队列的操作是按先进先出(FIFO)的原则进行的。队列的物理存储可以用顺序存储结构，也可以用链式存储结构
散列表：散列表又称为哈希表。散列表算法的基本思想是：以结点的关键字为自变量，通过一定的函数关系（散列函数）计算出对应的函数值，以这个值作为该结点存储在散列表中
的地址。
集合类的作用：Java的集合类提供了一些基本数据结构的支持。–例如Vector、Hashtable、Stack等。
集合类的使用：Java的集合类包含在java.util包中。 importjava.util.*;
Vector类：
vector类类似长度可变的数组。 Vector中只能存放对象。Vector的元素通过下标进行访问。
Vector类关键属性： capacity表示集合最多能容纳的元素个数。
size表示集合当前元素个数。
以上是关于实验十一 集合的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
达拉草201771010105《面向对象程序设计（java）》第十一周学习总结
王颖奇 20171010129《面向对象程序设计（java）》第十一周学习总结
SpringCloud系列十一：SpringCloudStream（SpringCloudStream 简介创建消息生产者创建消息消费者自定义消息通道分组与持久化设置 RoutingKey）(代码片段