201871010117-石欣钰《面向对象程序设计（java）》第十一周学习总结

博文正文开头格式：（2分）

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/11435127.html
作业学习目标	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：总结第八章关于泛型程序设计理论知识（25分）

(1) 理解泛型概念；

i. 从java5开始，引入了参数化类型（Parameterized Type）的概念，改造了所有的Java集合，使之都实现泛型，允许程序在创建集合时就可以指定集合元素的类型，比如List<String>就表名这是一个只能存放String类型的List；

ii. 泛型（Generic）：就是指参数化类型，上面的List<String>就是参数化类型，因此就是泛型，而String就是该List<String>泛型的类型参数；

(2) 掌握泛型类的定义与使用；

1) 不仅Java的集合都定义成了泛型，用户自己也可以定义任意泛型的类、接口，只要在定义它们时用<>来指定类型参数即可；

2) 例如：public class Fruit<T> { ... }，其中<T>指定了该泛型的类型参数，这个T是一个类型参数名，用户可以任意命名（就像方法参数的形参名一样），只有在定义该泛型的对象时将T替换成指定的具体类型从而产生一个实例化的泛型对象，例如：Fruit<String> fruit = new Fruit<>(...);

(3) 了解泛型方法的声明与使用；

定义泛型方法语法格式如下：

调用泛型方法语法格式如下：

说明一下，定义泛型方法时，必须在返回值前边加一个<T>，来声明这是一个泛型方法，持有一个泛型T，然后才可以用泛型T作为方法的返回值。

Class<T>的作用就是指明泛型的具体类型，而Class<T>类型的变量c，可以用来创建泛型类的对象。

为什么要用变量c来创建对象呢？既然是泛型方法，就代表着我们不知道具体的类型是什么，也不知道构造方法如何，因此没有办法去new一个对象，但可以利用变量c的newInstance方法去创建对象，也就是利用反射创建对象。

泛型方法要求的参数是Class<T>类型，而Class.forName()方法的返回值也是Class<T>，因此可以用Class.forName()作为参数。其中，forName()方法中的参数是何种类型，返回的Class<T>就是何种类型。在本例中，forName()方法中传入的是User类的完整路径，因此返回的是Class<User>类型的对象，因此调用泛型方法时，变量c的类型就是Class<User>，因此泛型方法中的泛型T就被指明为User，因此变量obj的类型为User。

当然，泛型方法不是仅仅可以有一个参数Class<T>，可以根据需要添加其他参数。

为什么要使用泛型方法呢？因为泛型类要在实例化的时候就指明类型，如果想换一种类型，不得不重新new一次，可能不够灵活；而泛型方法可以在调用的时候指明类型，更加灵活。

(4) 掌握泛型接口的定义与实现；

1.泛型接口的定义

public interface IPool <T>

{

     T get();

     int add(T t);

}

例子;

public interface List<E> {
void add(E x);
Iterator<E> iterator();
...
}
public interface Map<K, V> {
Set<K> setSet();
V put(K key, V value);

2。泛型接口要注意的事项

A. 接口上自定义泛型的具体数据类型是在实现一个接口的时候指定的。

B. 如果接口上自定义的泛型，在实现接口的时候没有指定具体的数据类型，就默认为Object类型。

C. 如果实现一个接口的时候，还不明确目前要操作的数据类型，要等到创建接口实现类对象的时候才去指定泛型的具体数据类型。该怎么实现呢？

interface Dao<T> {
public void add(T t);
}

public class Demo<T> implements Dao<T> {

@Override
public void add(T t) {
...
}

public static void main(String[] args) {
Demo<String> d = new Demo<String>();
}

}
总结起来就是，如果要延长接口自定义泛型 的具体数据类型，那么格式如下：

修饰符 class 类名<声明自定义泛型> implements 接口名<声明自定义泛型> { ... }

(5) 理解泛型程序设计，理解其用途。

在没有泛型之前，当我们将一个对象放进集合中，集合会立刻忘记该对象的类型，它会把所有对象都当作Object类型来处理。所以从集合中取出对象的时候，我们通常需要进行强制类型转换，这种做法不仅造成代码的臃肿，而且容易引起异常。

在增加了泛型支持后：

集合可以记住元素的类型，并且在编译的时候检查元素类型，避免引起ClassCastException异常。将运行时的异常提前至了编译时。
所有的强制转换都是自动和隐式的，提高代码的重用率。
使代码更加简洁，程序更加健壮。

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：

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；

在泛型类定义及使用代码处添加注释；

掌握泛型类的定义及使用。

程序代码如下：

PairTets1:

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" };

      Pair<String> mm = ArrayAlg.minmax(words);

      System.out.println("min = " + mm.getFirst());

      System.out.println("max = " + mm.getSecond());

   }

}

 

class ArrayAlg

{

    /**

         * 获取字符串数组的最小值和最大值。.

         * @param a an array of strings

         * @return 一个具有最小值和最大值的对，如果A为空或空，则为null

     */

   public static Pair<String> minmax(String[] a)//用具体的类型替换类型变量可以实例化泛型类型

   {

      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];

         if (max.compareTo(a[i]) < 0) max = a[i];

      }

      return new Pair<>(min, max);

   }

}

Pair:

package pair1;

 

/**

 * @version 1.00 2004-05-10

 * @author Cay Horstmann

 */

public class Pair<T> //定义了一个泛型类，该类引入了一个类型变量T

{

   private T first;

   private T second;

 //使用类型变量，类型变量指定方法的返回类型

   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; }

}

　程序运行结果如下：

测试程序2：

编辑、调试运行教材315页 PairTest2，结合程序运行结果理解程序；

在泛型程序设计代码处添加相关注释；

了解泛型方法、泛型变量限定的定义及用途。

程序代码如下：

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)
{
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);
}
}

Pair:

package pair2;

/**
* @version 1.00 2004-05-10
* @author Cay Horstmann
*/
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; }
}

程序运行结果如下：

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。

程序代码如下：

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)//通配符类型解决了不能将子类传递给父类

   {

      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)

   {

      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)

   {

      minmaxBonus(a, result);

      PairAlg.swapHelper(result);// SavaHelp捕获通配符类型

   }

// 无法写入公共静态<T超级管理器> ...

}

 

class PairAlg

{

   public static boolean hasNulls(Pair<?> p)

   {

      return p.getFirst() == null || p.getSecond() == null;

   }

 

   public static void swap(Pair<?> p) { swapHelper(p); }

 

   public static <T> void swapHelper(Pair<T> p)

   {

      T t = p.getFirst();

      p.setFirst(p.getSecond());

      p.setSecond(t);

   }

}

Pair:

package pair3;

 

/**

 * @version 1.00 2004-05-10

 * @author Cay Horstmann

 */

public class Pair<T> //定义了一个泛型类，该类引入了一个类型变量T

{

   private T first;

   private T second;

 //使用类型变量，类型变量指定方法的返回类型

   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; }

}

Employee:

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;

   }

}

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;

   }

}

　程序运行结果如下：

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();     //返回栈中元素数量

（2）定义GeneralStack的子类ArrayListGeneralStack，要求：

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

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

输出样例

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

代码如下：

package JavaTest;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Scanner;

interface GeneralStack<T>{ //泛型类接口GeneralStack<T>
public T push(T item); //如果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{ //创建一个实现GeneralStack接口的类
ArrayList l =new ArrayList();
@Override //重写toString方法
public String toString() {
return l.toString();
}

@Override //重写压栈方法
public Object push(Object item) {
if (l.add(item)){
return item;
}else {
return false;
}
}

@Override //重写出栈方法
public Object pop() {
if (l.size()==0){ //判断栈为空时，返回null
return null;
}
return l.remove(l.size()-1);
}

@Override //重写获取栈顶元素的函数
public Object peek() {
return l.get(l.size()-1);
}

@Override
public boolean empty() { //栈为空时，直接返回boolean值
if (l.size()==0){
return true;
}else {
return false;
}
}

@Override //重写得到栈中元素个数的函数
public int size() {
return l.size();
}
}

class Car{ //定义一个Car类
private int id; //两个私有属性
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 Test {
public static void main(String[] args) {
Scanner in =new Scanner(System.in);
while (true){
String v = in .nextLine();
//输入选项，有quit, Integer, Double, Car 4个选项。
if (v.equals("Double")){ //输入Double ，打印Double Test。 
System.out.println("Double Test");
int count=in.nextInt();
int pop_time=in.nextInt();
ArrayListGeneralStack arrayListGeneralStack = new ArrayListGeneralStack();//建立可以存放Double类型的ArrayListGeneralStack。
for (int i=0;i<count;i++){ //入栈次数
System.out.println("push:"+arrayListGeneralStack.push(in.nextDouble()));
}
for (int i=0;i<pop_time;i++){ //出栈次数
System.out.println("pop:"+arrayListGeneralStack.pop());
}
System.out.println(arrayListGeneralStack.toString()); //打印栈的toString方法
double sum=0;
int size=arrayListGeneralStack.size();
for (int i=0;i<size;i++){
sum+=(double)arrayListGeneralStack.pop(); //最后将栈中剩余元素出栈并累加输出。
}
System.out.println("sum="+sum);
System.out.println("interface GeneralStack");
}else if (v.equals("Integer")){ //输入Integer，打印Integer Test。
System.out.println("Integer Test");
int count=in.nextInt();
int pop_time=in.nextInt();
ArrayListGeneralStack arrayListGeneralStack = new ArrayListGeneralStack();//建立可以存放Integer类型的ArrayListGeneralStack。
for (int i=0;i<count;i++){ //入栈次数
System.out.println("push:"+arrayListGeneralStack.push(in.nextInt()));
}
for (int i=0;i<pop_time;i++){ //出栈次数
System.out.println("pop:"+arrayListGeneralStack.pop());
}
System.out.println(arrayListGeneralStack.toString()); //打印栈的toString方法。
int sum=0;
int size=arrayListGeneralStack.size();
for (int i=0;i<size;i++){
sum+=(int)arrayListGeneralStack.pop(); //最后将栈中剩余元素出栈并累加输出。
}
System.out.println("sum="+sum);
System.out.println("interface GeneralStack");
}else if (v.equals("Car")){ //输入Car，打印Car Test。
System.out.println("Car Test");
int count=in.nextInt();
int pop_time=in.nextInt();
ArrayListGeneralStack arrayListGeneralStack = new ArrayListGeneralStack(); //创建可以存放Car类型的ArrayListGeneralStack。
for (int i=0;i<count;i++){ //入栈次数
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++){ //出栈次数
System.out.println("pop:"+arrayListGeneralStack.pop());
}
System.out.println(arrayListGeneralStack.toString()); //定义toString方法
if (arrayListGeneralStack.size()>0){ //栈不为空
int size=arrayListGeneralStack.size();
for (int i=0;i<size;i++){
Car car=(Car) arrayListGeneralStack.pop();//将栈中元素出栈，并将其name依次输出。
System.out.println(car.getName());
}
}
System.out.println("interface GeneralStack");
}else if (v.equals("quit")){ //如果输入quit，程序直接退出。
break;
}
}
in.close();
}

}

实验总结；本周学习的内容是java的泛型程序设计技术。泛型是java5的新特性，泛型的本质是参数化类型，也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数。这种参数类型可以用在类、接口和方法的创建中，分别称为泛型类、泛型接口、泛型方法。通过老师的讲解和动手实验，我掌握了泛型类的定义与使用， 了解了泛型方法的声明与使用，但是在结队编程的过程中也遇到了很多问题。在之后的学习中，我们有问题可以一起克服，慢慢去探索未知道路。