刘志梅2017710101152.《面向对象程序设计(java)》第十一周学习总结
实验十一 集合
实验时间 2018-11-8
1、实验目的与要求
(1) Java最初版本只为最常用的数据结构提供了很少的一组类:Vector、Stack、Hashtable、BitSet与Enumeration接口,其中的Enumeration接口提供了一种用于访问任意容器中各个元素的抽象机制。
队列接口指出可以在队列的尾部添加元素,在队列的头部删除元素,并且可以查找队列中元素的个数。
队列通常有两种实现方式:一种是使用循环数组,另一种是使用链表。
(实际上,Java类库没有名为CircularArrayQueue和LinkedListQueue的类)
循环数组是一个有界集合,即容量有限;如果程序中要收集的对象数量没有上限,就最好使用链表来实现。
在Java类库中,集合类的基本接口是Collection接口,这个接口有两个基本方法(add方法用于向集合中添加元素;iterator方法用于返回一个实现了Iterator接口的对象)。
元素被访问的顺序取决于集合类型;Java的迭代器认为是位于两个元素之间(当调用next时,迭代器就越过下一个元素,并返回刚刚越过的那个元素的引用)。
由于Collection与Iterator都是泛型接口,可以编写操作任何集合类型的实用方法。
集合有两个基本接口:Collection和Map。
(2) 链表是一个有序集合,每个对象的位置十分重要;与next方法一样,previous方法返回越过的对象;Add方法在迭代器位置之前添加一个新对象(如果多次调用add方法,将按照提供的次序把元素添加到链表中)。
当用一个刚刚由Iterator方法返回,并且指向链表表头的迭代器调用add操作时,新添加的元素将变成列表的新表头。
(3) 链表和数组可以按照人们的意愿排列元素的次序。
散列表可以快速的查找所需要的对象,散列表为每个对象计算一个整数,称为散列码,散列码是由对象的实例域产生的一个整数。
在java中,散列表用链表数组实现,每个列表被称为桶;如果散列表太满,就需要再散列;装填因子决定何时对散列表进行再散列。
要使用树集,必须能够比较元素;这些元素必须实现Comparable接口,或者构造集时必须提供一个Comparator。
有两个端头的队列,即双端队列,可以让人们有效地在头部和尾部同时添加或删除元素。
优先级队列中的元素可以按照任意的顺序插入,却总是按照排序的顺序进行检索,即无论何时调用remove方法,总会获得优先级队列中最小的元素。
每一个任务有一个优先级,任务以随机顺序添加到队列中;而删除却总是删掉剩余元素中优先级数最小的那个元素。
(4) 映射用来存放键/值对;Java类库为映射提供了两个通用的实现:HashMap和TreeMap。
散列映射对键进行散列,树映射的整体顺序对元素进行排序,并将其组织成搜索树;散列或比较函数只能作用于键。
处理映射时的一个难点就是更新映射项;集合框架不认为映射本身是一个集合。
如果在键集视图上调用迭代器的remove方法,实际上会从映射中删除这个键和它关联的值;不过,不能向键集视图增加元素。
链接散列映射将用访问顺序,而不是插入顺序,对映射条目进行迭代。
(5)泛型集合接口有一个很大的优点,即算法只需要实现一次(如果列表支持set方法,则是可修改的的;如果列表支持add和remove方法,则是可改变大小)。
(6)
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。
//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(); } } |
//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()); } } |
//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); } } |
package shili; 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 shili1 {
public static void main(String[] args) {
Vector cats = new Vector();
for (int i = ; i < ; i++)
cats.addElement(new Cat(i));
cats.addElement(new Dog());
for (int i = ; i < cats.size(); i++)
if(cats.elementAt(i) instanceof Cat) {
((Cat) cats.elementAt(i)).print();
}else {
((Dog)cats.elementAt(i)).print();
}
}
}
package shili; import java.util.*; class Counter {
int i = ;//i没有加权限修饰符 public String toString() {
return Integer.toString(i);
}
} public class shiili3 {
public static void main(String[] args) {
Hashtable ht = new Hashtable();//生成一个类对象(Hashtable类)
for (int i = ; i < ; i++) {
Integer r = new Integer((int) (Math.random() * ));//实数类型转换(生成随机数)
if (ht.containsKey(r)) //ht对象,用来判断(r)是否为Hashtable的元素
((Counter) ht.get(r)).i++;
else
ht.put(r, new Counter());
}
System.out.println(ht);
}
}
测试程序2:
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(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)); } } } |
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"); } } |
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。
测试程序3:
l 运行SetDemo程序,结合运行结果理解程序;
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。
package set; import java.util.*; /**
* This program uses a set to print all unique words in System.in.
* @version 1.12 2015-06-21
* @author Cay Horstmann
*/
public class SetTest
{
public static void main(String[] args)
{
Set<String> words = new HashSet<>(); //HashSet实现集
long totalTime = ; try (Scanner in = new Scanner(System.in))
{
while (in.hasNext())
{
String word = in.next();
long callTime = System.currentTimeMillis();
words.add(word);
callTime = System.currentTimeMillis() - callTime;
totalTime += callTime;
}
} Iterator<String> iter = words.iterator();
for (int i = ; i <= && iter.hasNext(); i++)
System.out.println(iter.next());
System.out.println(". . .");
System.out.println(words.size() + " distinct words. " + totalTime + " milliseconds.");
}
}
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。
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;
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;
package map; import java.util.*; /**
* This program demonstrates the use of a map with key type String and value type Employee.
* @version 1.12 2015-06-21
* @author Cay Horstmann
*/
public class MapTest
{
public static void main(String[] args)
{
Map<String, Employee> staff = new HashMap<>();
staff.put("144-25-5464", new Employee("Amy Lee"));
staff.put("567-24-2546", new Employee("Harry Hacker"));
staff.put("157-62-7935", new Employee("Gary Cooper"));
staff.put("456-62-5527", new Employee("Francesca Cruz")); // 打印所有条目 System.out.println(staff); // 删除一个条目 staff.remove("567-24-2546"); // 替换一个条目 staff.put("456-62-5527", new Employee("Francesca Miller"));// 查找一个值 System.out.println(staff.get("157-62-7935"));// 遍历条目 staff.forEach((k, v) ->
System.out.println("key=" + k + ", value=" + v));
}
}
l 了解HashMap、TreeMap两个类的用途及常用API。
package map; import java.util.*; /**
* This program demonstrates the use of a map with key type String and value type Employee.
* @version 1.12 2015-06-21
* @author Cay Horstmann
*/
public class MapTest
{
public static void main(String[] args)
{
Map<String, Employee> staff = new HashMap<>();
staff.put("144-25-5464", new Employee("Amy Lee"));
staff.put("567-24-2546", new Employee("Harry Hacker"));
staff.put("157-62-7935", new Employee("Gary Cooper"));
staff.put("456-62-5527", new Employee("Francesca Cruz")); // 打印所有条目 System.out.println(staff); // 删除一个条目 staff.remove("567-24-2546"); // 替换一个条目 staff.put("456-62-5527", new Employee("Francesca Miller"));// 查找一个值 System.out.println(staff.get("157-62-7935"));// 遍历条目 staff.forEach((k, v) ->
System.out.println("key=" + k + ", value=" + v));
}
}
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。
l 确定本次实验结对编程合作伙伴;
l 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;
l 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;
l 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;
package shen; 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("C:\\Users\\ASUS\\Desktop\\新建文件夹\\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();
//加入的捕获异常代码
} catch (IOException e) {
System.out.println("学生信息文件读取错误");
e.printStackTrace();
//加入的捕获异常代码
}
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("F.退出");
String m = scanner.next();
switch (m) {
case "A":
Collections.sort(studentlist);
System.out.println(studentlist.toString());
break;
case "B":
int max = , min = ;
int j, k1 = , k2 = ;
for (int i = ; 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(, );
for (int i = ; i < studentlist.size(); i++) {
if (studentlist.get(i).getprovince().substring(, ).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 "F":
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 = , min = , value = , k = ;
for (int i = ; i < studentlist.size(); i++) {
value = studentlist.get(i).getage() - age;
if (value < )
value = -value;
if (value < min) {
min = value;
k = i;
}
}
return k;
} }
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+"\t"+sex+"\t"+age+"\t"+number+"\t"+province+"\n";
}
}
l 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。
package demo; import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.PrintWriter;
import java.util.Random;
import java.util.Scanner; public class demo {
public static void main(String[] args) {
/**
*文件输出模块
*1.调用构造函数counter
*2.创建文件字符流,将out中的内容设为空(null)
*3.将out结果输出到test.txt中
*4.try/catch模块捕获异常
*/
Scanner in = new Scanner(System.in);
yunsuan counter = new yunsuan();
PrintWriter out = null;
try {
out = new PrintWriter("test.txt");
} catch (FileNotFoundException e) {
System.out.println("文件夹输出失败");
e.printStackTrace();
}
/**
*四则运算生成模块
*1.定义一个int型sum,计算成绩,并说明生成的运算类型
*2.for语句,将{}内的内容循环10次,从而生成10道题目
*3.随机生成int型a与b,范围在0到100以内;生成int型m,范围为1,2,3,4
*4.利用switch语句,根据生成m的值,随机生成加减乘除四则运算
*5.将循环结果输出到test.txt中
*/
int sum = ;
System.out.println("随机生成的四则运算类型");
System.out.println("类型1:除法");
System.out.println("类型2:乘法");
System.out.println("类型3:加法");
System.out.println("类型4:减法"); for (int i = ; i <= ; i++) {
int a = (int) Math.round(Math.random() * );
int b = (int) Math.round(Math.random() * );
int m;
Random rand = new Random();
m = (int) rand.nextInt() + ;
System.out.println("随机生成的四则运算类型:" + m); switch (m) {
case :
a = b + (int) Math.round(Math.random() * );
while(b == ){
b = (int) Math.round(Math.random() * );
}
while(a % b != ){
a = (int) Math.round(Math.random() * ); }
//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.division(a, b)) {
sum += ;
System.out.println("right!");
} else {
System.out.println("error!");
} break; case :
System.out.println(i + ": " + a + "*" + b + "=");
int c = in.nextInt();
out.println(a + "*" + b + "=" + c);
if (c == counter.multiplication(a, b)) {
sum += ;
System.out.println("right!");
} else {
System.out.println("error!");
}
break;
case :
System.out.println(i + ": " + a + "+" + b + "=");
int c1 = in.nextInt();
out.println(a + "+" + b + "=" + c1);
if (c1 == counter.add(a, b)) {
sum += ;
System.out.println("right!");
} else {
System.out.println("error!");
}
break;
case :
while (a < b) {
b = (int) Math.round(Math.random() * );
}
//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.reduce(a, b)) {
sum += ;
System.out.println("right!");
} else {
System.out.println("error!");
}
break;
}
}
System.out.println("成绩" + sum);
out.println("成绩:" + sum);
out.close();
}
}
package demo; public class yunsuan<T> {
private T a;
private T b; public yunsuan() {
a = null;
b = null;
}
public yunsuan(T a, T b) {
this.a = a;
this.b = 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 != && a%b==)
return a / b;
else
return ;
}
}
合作伙伴:王瑜
提出的建议:简化代码以便减少不必要的时间浪费,通过后面内容的学习,运用更加简便的代码代替之前冗杂的代码,提高效率。
实验总结:通过本章内容更加深入的学习了数据结构交叉的线性表、链表、栈、队列,还有散列表等,了解了集合类的作用及特点,Java的集合框架;最后与合作伙伴的交流与学习有利于更好地掌握已经学习的内容,受益颇多。
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