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

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/11867214.html
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

1. 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();

1. 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=; i<; i++)
           cats.addElement(new Cat(i));
       for(int i=; 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=; i<months.length; i++)
          stk.push(months[i]);
      System.out.println(stk);
      System.out.println("element 2=" + stk.elementAt());
      while(!stk.empty())
          System.out.println(stk.pop());
  }
}
//示例程序3
import java.util.*;
class Counter {
    int i = ;
    public String toString() {
        return Integer.toString(i);
    }
}

public class Statistics {
    public static void main(String[] args) {
        Hashtable ht = new Hashtable();
        for (int i = ; i < ; i++) {
            Integer r = new Integer((int) (Math.random() * ));
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());
        al.add(new Integer());
        al.add(new Integer());
        al.add(new String("hello"));
        // First print them out using a for loop.
        System.out.println("Retrieving by index:");
        for (int i = ; 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();
        while (li.hasNext())
            System.out.println(li.next());
        if (l.indexOf("Hello") < )
            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(, ,, );
     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 = ;
   private static final int DEFAULT_HEIGHT = ;//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 / , screenHeight / );
      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 = ;     //私有属性，常量MESSAGE_X以及MESSAGE_Y 的定义
   public static final int MESSAGE_Y = ;

   private static final int DEFAULT_WIDTH = ;  //私有属性，常量DEFAULT_WIDTH以及DEFAULT_HEIGHT 的定义
   private static final int DEFAULT_HEIGHT = ;

   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）

本周学习了java集合框架，图形程序设计，两章内容，了解特vetor,stack,hashtable三个类的用途，以及arraylist,linklist用途，java集合框架如何创建和一些属性设置，2D图形的绘制，可能知识点太多会消化不了，但是还得通过理解去学习编程，理解代码。经过这几周对于Java面向对象程序设计的学习，让我更加深刻的了解到的面向对象思想的重要性。在这周的课堂上我们加强对之前一些代码的印象，并学习新知识，对之不断的熟悉。Java这门语言对于我们专业来说是十分重要的，所以我们都努力的理解Java编程思想，以及基本技巧，尽量学到更多知识。