2018710101021-王方-《面向对象（java）程序设计》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/11815810.html
作业目标是什么	理解泛型概念； 掌握泛型类的定义与使用； 掌握泛型方法的声明与使用； 掌握泛型接口的定义与实现； 了解泛型程序设计，理解其用途。

第一部分  基础知识

1. 什么是泛型？应运泛型大的好处是什么？

（1）泛型：也称参数化类型，就是在定义类、接口和方法时，通过参数类型指示将要处理的对象类型（例如ArrayList类）。类型参数的有点为：改善程序可读性，增强类型使用安全。

（2）泛型程序设计：编写代码可以被很多不同类型的对象所重用。

1. 泛型类的定义？

（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。例如一个泛型类可定义为class Generics<K,V>  K和V是类的可变类型参数。

（2）以下面程序代码为例：

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。泛型类型可以有多个类型变量。例：public class Pair<T,V>{......}

类的类型变量用于指定方法的返回类型以及域、局部变量的类型。

1. 泛型方法的声明

泛型方法：

（1）除了泛型类外，可以值单独定义一个方法作为泛型方法，用于指定方法参数或者返回值为泛型类型。

（2）泛型方法可以声明在泛型类中，也可以声明在普通类中。

1. 泛型接口的定义

Public interface IPool <T>

{

T get();

Int add(T t);

}

1. 泛型变量的限定

（1）定义泛型变量的上界

Public class NumberGenerics<T extends Number>

（2）泛型变量上界的说明

上述声明规定了NumberGenerics类所能处理的泛型变量类型需和number有继承关系。

extends关键字所声明的上界可以是一个类，也可以是一个接口。

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

一个类型变量或通配符可以有多个限定，限定类型用“&”分割。例如：

<T extends Comparable & Serializable>

1. 定义泛型变量的下界

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

泛型变量的下界的说明

—通过使用super 关键字可以固定泛型参数的类型为某种类型的超类

—当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

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

{

......

}

1. 通配符类型

通配符

—“？”表明参数类型可以时任何一种类型，通配符一般有三种：

—单独的？，用于表示任何一种类型。

—？Extends type ,表示带有上界。

—？Super type,表示带有下界 。

1. 无限定通配符

<?> 称为无限定通配符，当一些操作与具体的类型无关的时候，或者说我们不需要知道类型信息的时候，就可以使用无限定的通配符类型，来实例化我们定义的类型参数，

例如交换数组中的元素，比较元素的大小，获取元素的个数等等。

1. 泛型类的约束域局限性（*）

不能用基本类型实例化类型参数

运行时类型查询只使用与原始类型

不能抛出也不能捕获泛型类型实例

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

1. 泛型类型的继承规则（*）

JAVA中的数组是协变的（covariant）.

例如：Integer扩展了number,那么在要求Number[]的地方完全可以传递或者赋予Interger[]，Number[]也是Interger[]的超类型。

Employee是Manager的超类，因此可以将一个Manager[]数组赋给一个类型为Employee[]的变量：

Manager[] managerBuddies = {ceo,cfo};

Empoyee[] employeeBuddies=managerBuddies;

1. Java中泛型类型不具协变性。

泛型类可扩展或实现其它类的泛型类。例如：ArrayList<T>类实现List<T>的接口。

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。

pair1

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;//类定义中的类型变量指定方法的返回类型及域和局部变量的类型
   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" };//字符串数组
      Pair<String> mm = ArrayAlg.minmax(words);//用具体的类型替换类型变量 可以实例化泛型类型。创建Pair<String>类对象mm,通过类名ArrayAlg来调用minmax方法
      System.out.println("min = " + mm.getFirst());
      System.out.println("max = " + mm.getSecond());
   }
}

class ArrayAlg//与类Pair是依赖关系
{
   /**
    * 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 == ) return null;//a==null空引用
      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);
   }
}

实验输出结果截图为：

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。

pair2

package pair2;

/**
 * @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;
   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(, , ), // G. Hopper
            LocalDate.of(, , ), // A. Lovelace
            LocalDate.of(, , ), // J. von Neumann
            LocalDate.of(, , ), // 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) //将T限制为实现了Comparable接口的类
   {
      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);
   }
}

实验输出结果截图为：

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。

pair3

package pair3;

/**
 * @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;
   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", , , , );
      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)//通配符类型，带有上界，extends关键字声明的上界既可以是一个类，也可以是一个接口
   {
      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)//通配符类型，带有下界，必须是Manager的子类
   {
      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)//通配符类型
   {
      minmaxBonus(a, result);
      PairAlg.swapHelper(result); // OK--swapHelper captures wildcard type  用swapHelper捕获通配符类型
   }
   // can't write public static <T super manager> . . .
}

class PairAlg
{
   public static boolean hasNulls(Pair<?> p)//将hasNulls转换成泛型方法,来避免使用通配符类型
   {
      return p.getFirst() == null || p.getSecond() == null;
   }

   public static void swap(Pair<?> p) { swapHelper(p); }//在交换时临时保存第一个元素，辅助方法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 / ;
      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 = ;
   }

   public double getSalary()
   {
      double baseSalary = super.getSalary();
      return baseSalary + bonus;
   }

   public void setBonus(double b)
   {
      bonus = b;
   }

   public double getBonus()
   {
      return bonus;
   }
}

实验输出结果截图为：

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();     //（2）定义GeneralStack的子类ArrayListGeneralStack，要求：

返回栈中元素数量

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

Double

1.1 2.0 4.9 5.7 7.2
Car

 Ford
 Cherry
 BYD
quit

Integer Test
push:
push:
push:
push:
push:
pop:
pop:
[, , ]
sum=
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=, name=Ford]
push:Car [id=, name=Cherry]
push:Car [id=, name=BYD]
pop:Car [id=, name=BYD]
pop:Car [id=, name=Cherry]
[Car [id=, name=Ford]]
Ford
interface GeneralStack

程序代码为：

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() {
        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"))//为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=;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(a.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 (a.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;
            }
        }

    }
}

实验结果输出截图为：

实验总结：

1. 这周我们主要学习了泛型类、泛型方法、泛型接口的相关知识。在老师的讲解下，我知道了泛型的优点以及特点。它可提高程序的可读性，增强类型使用的安全性。

2. 在老师的讲解下 我们理解了泛型的概念，还有泛型类的定义与使用，泛型方法的声明与使用，泛型接口的定义与实现。虽然在文字知识方面感觉掌握的还行，但是在实验过程中总会出现各种问题，比如程序编写，编写的程序缺乏逻辑性，以至程序不能够输出正确结果。希望通过以后多加能够减少我在这方面能力的缺乏。