《面向对象程序设计（java）》第十周学习总结
第一部分：理论知识学习部分
第八章 泛型程序设计
一、泛型程序设计的定义
1、JDK 5.0 中增加的泛型类型，是Java 语言中类型安全的一次重要改进。
2、 泛型：也称参数化类型(parameterized type)，就是在定义类、接口和方法时，通过类型参数指示将要处理的对象类型。（如ArrayList类）
3、泛型程序设计（Generic programming）：编写代码可以被很多不同类型的对象所重用。
4、一个泛型类（generic class）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。如一个泛型类定义格式如下：class Generics＜K,V＞其中的K和V是类中的可变类型参数。
5、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。
6、 泛型类可以有多个类型变量。例如:public class Pair<T, U> { … }
7、 类定义中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。
二、泛型方法的声明
1、 泛型方法
（1） 除了泛型类外，还可以只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，留待方法调用时确定。
（2） 泛型方法可以声明在泛型类中，也可以声明在普通类中。
第二部分：实验部分
1.实验名称：实验十 泛型程序设计技术
2.实验目的与要求
(1) 理解泛型概念；
(2) 掌握泛型类的定义与使用；
(3) 掌握泛型方法的声明与使用；
(4) 掌握泛型接口的定义与实现；
(5)了解泛型程序设计，理解其用途。
3.实验内容和步骤
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。
1 package pair1; 2 3 /** 4 * @version 1.00 2004-05-10 5 * @author Cay Horstmann 6 */ 7 public class Pair<T> //定义公共类，Pair类引入了一个类型变量T，用于指定方法的返回类型以及域、局部变量的类型。
8 {
9 private T first; 10 private T second; 11 12 public Pair() { first = null; second = null; } 13 public Pair(T first, T second) { this.first = first; this.second = second; } 14 15 public T getFirst() { return first; } 16 public T getSecond() { return second; } 17 18 public void setFirst(T newValue) { first = newValue; } 19 public void setSecond(T newValue) { second = newValue; } 20 }
1 package pair1; 2 3 /** 4 * @version 1.01 2012-01-26 5 * @author Cay Horstmann 6 */ 7 public class PairTest1//定义公共类 8 { 9 public static void main(String[] args) 10 { 11 String[] words = { "Mary", "had", "a", "little", "lamb" }; 12 Pair<String> mm = ArrayAlg.minmax(words); 13 System.out.println("min = " + mm.getFirst()); 14 System.out.println("max = " + mm.getSecond()); 15 } 16 } 17 18 class ArrayAlg//另一个类 19 { 20 /** 21 * Gets the minimum and maximum of an array of strings. 22 * @param a an array of strings 23 * @return a pair with the min and max value, or null if a is null or empty 24 */ 25 public static Pair<String> minmax(String[] a) 26 { 27 if (a == null || a.length == 0) return null;//条件判断语句 28 String min = a[0]; 29 String max = a[0]; 30 for (int i = 1; i < a.length; i++)//for循环语句 31 { 32 if (min.compareTo(a[i]) > 0) min = a[i]; 33 if (max.compareTo(a[i]) < 0) max = a[i]; 34 } 35 return new Pair<>(min, max); 36 } 37 }
运行结果如下：
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 掌握泛型方法、泛型变量限定的定义及用途。
1 package pair2; 2 3 /** 4 * @version 1.00 2004-05-10 5 * @author Cay Horstmann 6 */ 7 public class Pair<T> //定义公共类，Pair类引入一个类型变量T，用于指定方法的返回类型以及域、局部变量的类型 8 { 9 private T first; 10 private T second; 11 12 public Pair() { first = null; second = null; } 13 public Pair(T first, T second) { this.first = first; this.second = second; } 14 15 public T getFirst() { return first; } 16 public T getSecond() { return second; } 17 18 public void setFirst(T newValue) { first = newValue; } 19 public void setSecond(T newValue) { second = newValue; } 20 }
1 package pair2; 2 3 import java.time.*; 4 5 /** 6 * @version 1.02 2015-06-21 7 * @author Cay Horstmann 8 */ 9 public class PairTest2//定义公共类 10 { 11 public static void main(String[] args) 12 { 13 LocalDate[] birthdays = 14 { 15 LocalDate.of(1906, 12, 9), // G. Hopper 16 LocalDate.of(1815, 12, 10), // A. Lovelace 17 LocalDate.of(1903, 12, 3), // J. von Neumann 18 LocalDate.of(1910, 6, 22), // K. Zuse 19 }; 20 Pair<LocalDate> mm = ArrayAlg.minmax(birthdays); 21 System.out.println("min = " + mm.getFirst()); 22 System.out.println("max = " + mm.getSecond()); 23 } 24 } 25 26 class ArrayAlg//另一个类 27 { 28 /** 29 Gets the minimum and maximum of an array of objects of type T. 30 @param a an array of objects of type T 31 @return a pair with the min and max value, or null if a is 32 null or empty 33 */ 34 public static <T extends Comparable> Pair<T> minmax(T[] a) //定义泛型变量的上界，extends关键字所声明的上界既可以是一个类，也可以是一个接口；
35 { 36 if (a == null || a.length == 0) return null;//条件判断语句 37 T min = a[0]; 38 T max = a[0]; 39 for (int i = 1; i < a.length; i++)//for循环语句 40 { 41 if (min.compareTo(a[i]) > 0) min = a[i]; 42 if (max.compareTo(a[i]) < 0) max = a[i]; 43 } 44 return new Pair<>(min, max); 45 } 46 }
运行结果如下：
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。
1 package pair3; 2 3 import java.time.*; 4 5 public class Employee//定义一个公共类 6 { 7 private String name; 8 private double salary; 9 private LocalDate hireDay; 10 11 public Employee(String name, double salary, int year, int month, int day) 12 { 13 this.name = name; 14 this.salary = salary; 15 hireDay = LocalDate.of(year, month, day); 16 } 17 18 public String getName() 19 { 20 return name; 21 } 22 23 public double getSalary() 24 { 25 return salary; 26 } 27 28 public LocalDate getHireDay() 29 { 30 return hireDay; 31 } 32 33 public void raiseSalary(double byPercent) 34 { 35 double raise = salary * byPercent / 100; 36 salary += raise; 37 } 38 }
1 package pair3; 2 3 public class Manager extends Employee 4 { 5 private double bonus; 6 7 /** 8 @param name the employee's name 9 @param salary the salary 10 @param year the hire year 11 @param month the hire month 12 @param day the hire day 13 */ 14 public Manager(String name, double salary, int year, int month, int day) 15 { 16 super(name, salary, year, month, day); 17 bonus = 0; 18 } 19 20 public double getSalary() 21 { 22 double baseSalary = super.getSalary(); 23 return baseSalary + bonus; 24 } 25 26 public void setBonus(double b) 27 { 28 bonus = b; 29 } 30 31 public double getBonus() 32 { 33 return bonus; 34 } 35 }
1 package pair3; 2 3 /** 4 * @version 1.00 2004-05-10 5 * @author Cay Horstmann 6 */ 7 public class Pair<T> //定义公共类，Pair类引入一个类型变量T，用于指定方法的返回类型以及域、局部变量的类型 8 { 9 private T first; 10 private T second; 11 12 public Pair() { first = null; second = null; } 13 public Pair(T first, T second) { this.first = first; this.second = second; } 14 15 public T getFirst() { return first; } 16 public T getSecond() { return second; } 17 18 public void setFirst(T newValue) { first = newValue; } 19 public void setSecond(T newValue) { second = newValue; } 20 }
1 package pair3; 2 3 /** 4 * @version 1.01 2012-01-26 5 * @author Cay Horstmann 6 */ 7 public class PairTest3 8 { 9 public static void main(String[] args) 10 { 11 Manager ceo = new Manager("Gus Greedy", 800000, 2003, 12, 15); 12 Manager cfo = new Manager("Sid Sneaky", 600000, 2003, 12, 15); 13 Pair<Manager> buddies = new Pair<>(ceo, cfo); 14 printBuddies(buddies); 15 16 ceo.setBonus(1000000); 17 cfo.setBonus(500000); 18 Manager[] managers = { ceo, cfo }; 19 20 Pair<Employee> result = new Pair<>(); 21 minmaxBonus(managers, result); 22 System.out.println("first: " + result.getFirst().getName() 23 + ", second: " + result.getSecond().getName()); 24 maxminBonus(managers, result); 25 System.out.println("first: " + result.getFirst().getName() 26 + ", second: " + result.getSecond().getName()); 27 } 28 29 public static void printBuddies(Pair<? extends Employee> p)//表示带有上界 30 { 31 Employee first = p.getFirst(); 32 Employee second = p.getSecond(); 33 System.out.println(first.getName() + " and " + second.getName() + " are buddies."); 34 } 35 36 public static void minmaxBonus(Manager[] a, Pair<? super Manager> result)//定义泛型变量的下界，通过使用super关键字可以固定泛型参数的类型为某种类型或者其超类
37 { 38 if (a.length == 0) return; 39 Manager min = a[0]; 40 Manager max = a[0]; 41 for (int i = 1; i < a.length; i++) 42 { 43 if (min.getBonus() > a[i].getBonus()) min = a[i]; 44 if (max.getBonus() < a[i].getBonus()) max = a[i]; 45 } 46 result.setFirst(min); 47 result.setSecond(max); 48 } 49 50 public static void maxminBonus(Manager[] a, Pair<? super Manager> result)//表示带有下界 51 { 52 minmaxBonus(a, result); 53 PairAlg.swapHelper(result); // OK--swapHelper captures wildcard type 54 } 55 // Can't write public static <T super manager> ... 56 } 57 58 class PairAlg 59 { 60 public static boolean hasNulls(Pair<?> p)//"?"----类型变量的通配符，表示任何类型 61 { 62 return p.getFirst() == null || p.getSecond() == null; 63 } 64 65 public static void swap(Pair<?> p) { swapHelper(p); }//无限定通配符，可以用任意Object对象调用原始的Pair类的setObject方法。
66 67 public static <T> void swapHelper(Pair<T> p) 68 { 69 T t = p.getFirst(); 70 p.setFirst(p.getSecond()); 71 p.setSecond(t); 72 } 73 }
运行结果如下：
实验2：编程练习：
编程练习1：实验九编程题总结
l 实验九编程练习1总结（从程序总体结构说明、模块说明，目前程序设计存在的困难与问题三个方面阐述）。
1、程序总体结构说明：
主类Main 子类Person
2、模块说明
（1）Main
- 文件信息的查找
- 根据实验要求对文件信息进行选择性读取
（2） Person
- 对读取的信息进行相应的、具体的处理
3、目前程序设计存在的困难与问题： 由整体的框架构想到实际代码的实验还有很多的路要走
4、程序具体模块展示如下：
1 import java.io.BufferedReader; 2 import java.io.File; 3 import java.io.FileInputStream; 4 import java.io.FileNotFoundException; 5 import java.io.IOException; 6 import java.io.InputStreamReader; 7 import java.util.ArrayList; 8 import java.util.Arrays; 9 import java.util.Collections; 10 import java.util.Scanner; 11 12 public class Main{ 13 private static ArrayList<Person> Personlist; 14 public static void main(String[] args) { 15 Personlist = new ArrayList<>(); 16 Scanner scanner = new Scanner(System.in); 17 File file = new File("D:\\身份证号.txt"); 18 try { 19 FileInputStream fis = new FileInputStream(file); 20 BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(fis)); 21 String temp = null; 22 while ((temp = in.readLine()) != null) { 23 24 Scanner linescanner = new Scanner(temp); 25 26 linescanner.useDelimiter(" "); 27 String name = linescanner.next(); 28 String ID = linescanner.next(); 29 String sex = linescanner.next(); 30 String age = linescanner.next(); 31 String place =linescanner.nextLine(); 32 Person Person = new Person(); 33 Person.setname(name); 34 Person.setID(ID); 35 Person.setsex(sex); 36 int a = Integer.parseInt(age); 37 Person.setage(a); 38 Person.setbirthplace(place); 39 Personlist.add(Person); 40 41 } 42 } catch (FileNotFoundException e) { 43 System.out.println("查找不到信息"); 44 e.printStackTrace(); 45 } catch (IOException e) { 46 System.out.println("信息读取有误"); 47 e.printStackTrace(); 48 } 49 boolean isTrue = true; 50 while (isTrue) { 51 System.out.println("————————————————————————————————————————"); 52 System.out.println("1:按姓名字典序输出人员信息"); 53 System.out.println("2:查询最大年龄与最小年龄人员信息"); 54 System.out.println("3：按省份找同乡"); 55 System.out.println("4:输入你的年龄,查询年龄与你最近人的信息"); 56 System.out.println("5：exit"); 57 int nextInt = scanner.nextInt(); 58 switch (nextInt) { 59 case 1: 60 Collections.sort(Personlist); 61 System.out.println(Personlist.toString()); 62 break; 63 case 2: 64 65 int max=0,min=100;int j,k1 = 0,k2=0; 66 for(int i=1;i<Personlist.size();i++) 67 { 68 j=Personlist.get(i).getage(); 69 if(j>max) 70 { 71 max=j; 72 k1=i; 73 } 74 if(j<min) 75 { 76 min=j; 77 k2=i; 78 } 79 80 } 81 System.out.println("年龄最大："+Personlist.get(k1)); 82 System.out.println("年龄最小："+Personlist.get(k2)); 83 break; 84 case 3: 85 System.out.println("place?"); 86 String find = scanner.next(); 87 String place=find.substring(0,3); 88 String place2=find.substring(0,3); 89 for (int i = 0; i <Personlist.size(); i++) 90 { 91 if(Personlist.get(i).getbirthplace().substring(1,4).equals(place)) 92 System.out.println("maybe is "+Personlist.get(i)); 93 94 } 95 96 break; 97 case 4: 98 System.out.println("年龄："); 99 int yourage = scanner.nextInt(); 100 int near=agenear(yourage); 101 int d_value=yourage-Personlist.get(near).getage(); 102 System.out.println(""+Personlist.get(near)); 103 /* for (int i = 0; i < Personlist.size(); i++) 104 { 105 int p=Personlist.get(i).getage()-yourage; 106 if(p<0) p=-p; 107 if(p==d_value) System.out.println(Personlist.get(i)); 108 } */ 109 break; 110 case 5: 111 isTrue = false; 112 System.out.println("退出程序!"); 113 break; 114 default: 115 System.out.println("输入有误"); 116 } 117 } 118 } 119 public static int agenear(int age) { 120 121 int j=0,min=53,d_value=0,k=0; 122 for (int i = 0; i < Personlist.size(); i++) 123 { 124 d_value=Personlist.get(i).getage()-age; 125 if(d_value<0) d_value=-d_value; 126 if (d_value<min) 127 { 128 min=d_value; 129 k=i; 130 } 131 132 } return k; 133 134 } 135 136 137 }
1 public class Person implements Comparable<Person> { 2 private String name; 3 private String ID; 4 private int age; 5 private String sex; 6 private String birthplace; 7 8 public String getname() { 9 return name; 10 } 11 public void setname(String name) { 12 this.name = name; 13 } 14 public String getID() { 15 return ID; 16 } 17 public void setID(String ID) { 18 this.ID= ID; 19 } 20 public int getage() { 21 22 return age; 23 } 24 public void setage(int age) { 25 // int a = Integer.parseInt(age); 26 this.age= age; 27 } 28 public String getsex() { 29 return sex; 30 } 31 public void setsex(String sex) { 32 this.sex= sex; 33 } 34 public String getbirthplace() { 35 return birthplace; 36 } 37 public void setbirthplace(String birthplace) { 38 this.birthplace= birthplace; 39 } 40 41 public int compareTo(Person o) { 42 return this.name.compareTo(o.getname()); 43 44 } 45 46 public String toString() { 47 return name+"\t"+sex+"\t"+age+"\t"+ID+"\t"+birthplace+"\n"; 48 49 } 50 51 52 53 }
l 实验九编程练习2总结（从程序总体结构说明、模块说明，目前程序设计存在的困难与问题三个方面阐述）。
1、程序总体结构说明：
主类Demo 子类Counter
2、模块说明
（1）Demo
- 十道四则运算练习题的生成
- 输入答案的正误判断
- 文件的生成
（2）Counter
- 四则运算的具体计算
3、目前程序设计存在的困难与问题：
text文件的输出存在问题
4、程序具体模块展示如下：
1 import java.io.FileNotFoundException; 2 import java.io.PrintWriter; 3 import java.util.Scanner; 4 5 /* 6 * 该程序用来随机生成0到100以内的加减乘除题 7 */ 8 public class Demo { 9 public static void main(String[] args) { 10 // 用户的答案要从键盘输入，因此需要一个键盘输入流 11 Scanner in = new Scanner(System.in); 12 Counter counter=new Counter(); 13 PrintWriter out = null; 14 try { 15 out = new PrintWriter("text.txt"); 16 } catch (FileNotFoundException e) { 17 // TODO Auto-generated catch block 18 e.printStackTrace(); 19 } 20 // 定义一个变量用来统计得分 21 int sum = 0; 22 int k=0; 23 // 通过循环生成10道题 24 for (int i = 0; i < 10; i++) { 25 26 // 随机生成两个100以内的随机数作加减乘除 27 int a = (int) Math.round(Math.random() * 100); 28 int b = (int) Math.round(Math.random() * 100); 29 int d = (int) Math.round(Math.random() * 3); 30 31 switch (d){ 32 33 case 0: 34 if(a%b == 0) { 35 System.out.println(a + "/" + b + "="); 36 break; 37 } 38 //int c = in.nextInt(); 39 //out.println(a + "/" + b + "="+c); 40 case 1: 41 System.out.println(a + "*" + b + "="); 42 //int c1 = in.nextInt(); 43 //out.println(a + "*" + b + "="+c1); 44 break; 45 case 2: 46 System.out.println(a + "+" + b + "="); 47 //int c2 = in.nextInt(); 48 //out.println(a + "+" + b + "="+c2); 49 break; 50 case 3: 51 if(a>b) { 52 System.out.println(a + "-" + b + "="); 53 break; 54 } 55 //int c3 = in.nextInt(); 56 //out.println(a + "-" + b + "="+c3); 57 58 } 59 60 // 定义一个整数用来接收用户输入的答案 61 double c = in.nextDouble(); 62 63 // 判断用户输入的答案是否正确，正确给10分，错误不给分 64 if (c == a / b | c == a * b | c == a + b | c == a - b) { 65 sum += 10; 66 System.out.println("恭喜答案正确"); 67 } 68 else { 69 System.out.println("抱歉，答案错误"); 70 71 } 72 out.println(a + "/" + b + "="+c ); 73 out.println(a + "*" + b + "="+c); 74 out.println(a + "+" + b + "="+c); 75 out.println(a + "-" + b + "="+c); 76 77 } 78 //输出用户的成绩 79 System.out.println("你的得分为"+sum); 80 81 out.println("成绩:"+sum); 82 out.close(); 83 } 84 }
public class Counter { 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; } }
编程练习2：采用泛型程序设计技术改进实验九编程练习2，使之可处理实数四则运算，其他要求不变。
改进后的程序如下：
1 import java.io.FileNotFoundException; 2 import java.io.PrintWriter; 3 import java.util.Scanner; 4 5 /* 6 * 该程序用来随机生成0到100以内的加减乘除题 7 */ 8 public class Demo { 9 public static void main(String[] args) { 10 // 用户的答案要从键盘输入，因此需要一个键盘输入流 11 Scanner in = new Scanner(System.in); 12 Counter counter=new Counter(); 13 PrintWriter out = null; 14 try { 15 out = new PrintWriter("text.txt"); 16 } catch (FileNotFoundException e) { 17 // TODO Auto-generated catch block 18 e.printStackTrace(); 19 } 20 // 定义一个变量用来统计得分 21 int sum = 0; 22 int k=0; 23 // 通过循环生成10道题 24 for (int i = 0; i < 10; i++) { 25 26 // 随机生成两个100以内的随机数作加减乘除 27 int a = (int) Math.round(Math.random() * 100); 28 int b = (int) Math.round(Math.random() * 100); 29 int d = (int) Math.round(Math.random() * 3); 30 31 switch (d){ 32 33 case 0: 34 if(a%b == 0) { 35 System.out.println(a + "/" + b + "="); 36 break; 37 } 38 //int c = in.nextInt(); 39 //out.println(a + "/" + b + "="+c); 40 case 1: 41 System.out.println(a + "*" + b + "="); 42 //int c1 = in.nextInt(); 43 //out.println(a + "*" + b + "="+c1); 44 break; 45 case 2: 46 System.out.println(a + "+" + b + "="); 47 //int c2 = in.nextInt(); 48 //out.println(a + "+" + b + "="+c2); 49 break; 50 case 3: 51 if(a>b) { 52 System.out.println(a + "-" + b + "="); 53 break; 54 } 55 //int c3 = in.nextInt(); 56 //out.println(a + "-" + b + "="+c3); 57 58 } 59 60 // 定义一个整数用来接收用户输入的答案 61 double c = in.nextDouble(); 62 63 // 判断用户输入的答案是否正确，正确给10分，错误不给分 64 if (c == a / b | c == a * b | c == a + b | c == a - b) { 65 sum += 10; 66 System.out.println("恭喜答案正确"); 67 } 68 else { 69 System.out.println("抱歉，答案错误"); 70 71 } 72 out.println(a + "/" + b + "="+c ); 73 out.println(a + "*" + b + "="+c); 74 out.println(a + "+" + b + "="+c); 75 out.println(a + "-" + b + "="+c); 76 77 } 78 //输出用户的成绩 79 System.out.println("你的得分为"+sum); 80 81 out.println("成绩:"+sum); 82 out.close(); 83 } 84 }
4. 实验总结：
通过本次实验我理解了泛型的概念；掌握了泛型类的定义与使用； 掌握了泛型方法的声明与使用； 掌握了泛型接口的定义与实现；了解了泛型程序设计和它的用途。