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第一部分：第八章理论知识总结（25分）
一.为什么要使用泛型程序设计
1.使用泛型机制编写的程序代码要比那些杂乱的使用object变量，然后再进行强制类型转换的代码具有更好的安全性和可读性
2.泛型程序设计意味着编写的代码可以被很多不同类型的对象所重用。
在Java中增加泛型类之前，泛型程序设计是用继承实现的。但是有两个问题：当获取一个值时必须进行强制类型转换,，这里没有错误检查，可以向数组列表中添加任何类的对象
3.类型参数的魅力在于：使得程序具有更好的可读性和安全性
二.什么是泛型程序设计
- JDK5.0中增加的泛型类型，是java语言中类型安全的一次重要改进。
- 泛型：也称参数化类型，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。
- 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
三.定义简单泛型类
。 类型变量使用大写形式，且比较短，这是很常见的。在Java库中，使用变量E来表示集合的元素类型，K和V来表示关键字与值的类型。T表示“任意类型”
。泛型：具有类型参数(类型变量)，可以用其他具体的类来替代此参数，从而扩大方法的实用范围以及提高程序的安全性。
泛型类：具有一个或多个类型变量的类，用具体的类替换类型变量即为实例化泛型类。
public class Pair<T,U>
{ ... //两个以上类型变量用,隔开
}
四、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。
五、泛型接口的定义
●定义
public interface IPool <T>{
T get();
int add(T t);
}
●实现
public class GenericPool <T> implements IPool<T>
{
.....
}
public class GenericPool implements IPool< Account>
{
.....
}
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：（6分）
● 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。
代码如下：
Pair类：
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);//words是通过类名调用，依赖于ArrayAlg类 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)//Pair<String>实例化泛型类型 { if (a == null || a.length == 0) return null; // 空指针引用，初始化一个空数组 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);//返回新的泛型类 } }
PairTest类
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);//words是通过类名调用，依赖于ArrayAlg类 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)//Pair<String>实例化泛型类型 { if (a == null || a.length == 0) return null; // 空指针引用，初始化一个空数组 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);//返回新泛型类 } }
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。
PairTest2.java:
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);//实例化泛型类 System.out.println("min = " + mm.getFirst()); System.out.println("max = " + mm.getSecond()); } } class ArrayAlg { /** 获取T类型对象数组的最小值和最大值。 @param T类型的对象数组 @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 <T extends Comparable> Pair<T> minmax(T[] a) //泛型方法minmax { 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);//返回泛型类 } }
运行结果：
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。
PairTest3.java：
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)//通配符类型可将子类传递给父类 { 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); // OK--swapHelper captures wildcard type捕获通配符类型 } // can't write public static <T super manager> . . .无法写入公共静态 } 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); } } package pair3; /** * @version 1.00 2004-05-10 * @author Cay Horstmann */ public class Pair<T> //Pair引入一个类型变量T（泛型类可以有多个类型变量） { private T first;//类定义中的类型变量指定方法的返回类型以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; } } 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; } } 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; } }
实验2：结对编程练习
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
结对编程实验代码:
package week111;
public interface GeneralStack<T> {
public T push(T item);//判断栈是否为空
public T pop();//出栈，如果栈为空则返回null
public T peek();//获得栈顶元素，如果为空，则返回null
public boolean empty();//如为空返回true
public int size(); //返回栈中元素数量
}
package week111;
public class Car {
private int id;
private String name;
public String toString() {
return "Car ["+"id="+id+",name="+name+']';
}
public int getId() {
return id;
}
public void setId()
{
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;
}
}
package week111;
import java.util.ArrayList;
public class ArrayListGeneralStack<E> implements GeneralStack {
ArrayList list=new ArrayList<E>();
public String toString() {
return list.toString();
}
@Override
public Object push(Object item) {
// TODO Auto-generated method stub
if(list.add(item)) {
return item;
}
else
{
return false;
}
}
@Override
public Object pop() {
// TODO Auto-generated method stub
if(list.size()==0) {
return null;
}
return list.remove(list.size()-1);
}
@Override
public Object peek() {
// TODO Auto-generated method stub
return list.get(list.size()-1);
}
@Override
public boolean empty() {
// TODO Auto-generated method stub
if(list.size()==0) {
return true;
}else {
return false;
}
}
@Override
public int size() {
// TODO Auto-generated method stub
return list.size();
}
}
package week111;
import java.util.Scanner;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Scanner sc=new Scanner(System.in);
while(true) {
String s=sc.next();
if(s.equals("Double")) {
System.out.println("Double Test");
int count=sc.nextInt();
int pop_time=sc.nextInt();
ArrayListGeneralStack generalStack=new ArrayListGeneralStack();
for(int i=0;i<count;i++) {
System.out.println("push:"+generalStack.push(sc.nextDouble()));
}
for(int j=0;j<pop_time;j++)
{
System.out.println("pop:"+generalStack.pop());
}
System.out.println(generalStack.toString());
double sum=0;
int size=generalStack.size();
for(int i=0;i<size;i++) {
sum+=(double)generalStack.pop();
}
System.out.println("sum="+sum);
System.out.println("interface GeneralStack");
}else if(s.equals("Integer")) {
System.out.println("Integer Test");
int count=sc.nextInt();
int pop_time=sc.nextInt();
ArrayListGeneralStack generalStack=new ArrayListGeneralStack();
for(int i=0;i<count;i++)
{
System.out.println("push:"+generalStack.push(sc.nextInt()));
}
for(int j=0;j<pop_time;j++)
{
System.out.println("pop:"+generalStack.pop());
}
System.out.println(generalStack.toString());
int sum=0;
int size=generalStack.size();
for(int i=0;i<size;i++) {
sum+=(int)generalStack.pop();
}
System.out.println("sum="+sum);
System.out.println("interface GeneralStack");
}else if (s.equals("Car")){
System.out.println("Car Test");
int count=sc.nextInt();
int pop_time=sc.nextInt();
ArrayListGeneralStack generalStack = new ArrayListGeneralStack();
for (int i=0;i<count;i++){
int id=sc.nextInt();
String name=sc.next();
Car car = new Car(id,name);
System.out.println("push:"+generalStack.push(car));
}
for (int i=0;i<pop_time;i++){
System.out.println("pop:"+generalStack.pop());
}
System.out.println(generalStack.toString());
if (generalStack.size()>0){
int size=generalStack.size();
for (int i=0;i<size;i++){
Car car=(Car) generalStack.pop();
System.out.println(car.getName());
}
}
System.out.println("interface GeneralStack");
}else if (s.equals("quit")){
break;
}
}
}
}
实验总结：
1 泛型的概念定义：
i.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；
3) 泛型的好处：
i. 使集合可以记住元素类型，即取出元素的时候无需进行强制类型转化了，可以直接用原类型的引用接收；
ii. 一旦指定了性参数那么集合中元素的类型就确定了，不能添加其他类型的元素，否则会直接编译保存，这就可以避免了“不小心放入其他类型元素”的可能；
2,通配符
1.）在实例化对象的时候，不确定泛型参数的具体类型时，可以使用通配符进行对象定义。
2）<? extends Object>代表上边界限定通配符
3） <? super Object>代表下边界限定通配符。
实验心得：
通过本周的学习，我掌握了泛型类、泛型方法及泛型接口的定义及泛型变量的限定，通过上课时老师的讲解，我对知识点的理解得以加深。
在本周结对编程训练时，我发现自己对于Java程序的编写还不是很熟练，今后我会加大训练量，争取做的更好。