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| 作业学习目标 |
(1) 掌握Vetor、Stack、Hashtable三个类的用途及常用API； (2) 掌握ArrayList、LinkList两个类的用途及常用API； (3) 了解java集合框架体系组成； (4) 掌握Java GUI中框架创建及属性设置中常用类的API； (5) 了解Java GUI中2D图形绘制常用类的API； |
第一部分：九、十章理论知识总结
一、集合
1.一般将数据结构分为两大类：线性数据结构和非线性数据结构。
1）线性数据结构：线性表、栈、队列、串、数组和文件。
2）非线性数据结构：树和图。
2.链表
在java语言中，，所有列表实际上都是双向链接的——每一个还存放着指向前驱节点的引用。链表是一个有序集合。
3.数组列表
List接口用于描述有序集合，且有两种中访问元素的协议，（a）用迭代器（b）用get和set方法随机地访问每个元素。第二章方法不适用于链表却适用于数组，集合类提供了熟悉的ArrayList类，这个类也实现了List接口。
ArrayList封装了一个每个列表称为桶动态再分配的对象数组。
4.树集
树集是一个有序集合。可以以任意顺序将元素插入到集合中。自对集合进行遍历时，每个值将自动地按排序后的顺序呈现。创建一个树集的方法为：TreeSet()
5.队列与双端队列
有两个端头的队列称为双端队列。可在头部和尾部同时添加或者删除元素。不支持在队列中间插入。
6.栈：栈(Stack)也是一种特殊的线性表，是一种后进先出(LIFO)的结构。栈是限定仅在表尾进行插入和删除运算的线性表，表尾称为栈顶(top)，表头称为栈底(bottom)。
7.优先级队列
可按任意顺序插入的元素，但按照排序的顺序进行检索。优先级队列用了堆（可以自我调整的二叉树）。一个优先级对象可以保存实现了Comparable接口的类对象，也可以保存在构造器中提供的Comparator对象。
8.散列表：散列表又称为哈希表。散列表算法的基本思想是：以结点的关键字为自变量，通过一定的函数关系（散列函数）计算出对应的函数值，以这个值作为该结点存储在散列表中的地址。当散列表中的元素存放太满，就必须进行再散列，将产生一个新的散列表，所有元素存放到新的散列表中，原先的散列表将被删除。
9.JAVA的集合框架：JAVA的集合框架实现对各种数据结构的封装，以降低对数据管理与处理的难度所谓框架就是一个类库的集合，框架中包含很多超类，编程者创建这些超类的子类可较方便的设计设计程序所需的类。例如：Swing类包集合(Collection或称为容器)是一种包含多个元素并提供对所包含元素操作方法的类，其包含的元素可以由同一类型的对象组成，也可以由不同类型的对象组成。
10.集合类的作用：
–Java的集合类提供了一些基本数据结构的支持。
–例如Vector、Hashtable、Stack等。
11.集合类的使用：
–Java的集合类包含在java.util包中。
–importjava.util.*;
12.集合类的特点：
1）只容纳对象。数组可以容纳基本数据类型数据和对象。
如果集合类中想使用基本数据类型，又想利用集合类的灵活性，可以把基本数据类型数据封装成该数据类型的包装器对象，然后放入集合中处理。
2） 集合类容纳的对象都是Object类的实例，一旦把一个对象置入集合类中，它的类信息将丢失，这样设计的目的是为了集合类的通用性。
因为Object类是所有类的祖先，所以可以在这些集合中存放任何类的对象而不受限制，但切记在使用集合成员之前必须对它重新造型。
13.新旧集合类：在JDK1.0和JDK1.1中提供了Vector（矢量），Hashtable（哈希表），Stack（堆栈），Properties（属性集）等集合类，
尽管这些类非常有用，但却彼此独立，缺少一个统一集中的机制。
1）Vector类：Vector类类似长度可变的数组。 Vector中只能存放对象。 Vector的元素通过下标进行访问。
2）Stack类：Stack类是Vector的子类。 Stack类描述堆栈数据结构，即LIFO。
3）Hashtable类：Hashtable通过键来查找元素。Hashtable用散列码（hashcode）来确定键。
所有对象都有一个散列码，可以通过Object类的hashCode()方法获得。
14.在JDK1.2中，JAVA设计了一个统一的类集，并对上述类进行了改写，使其统一纳入JAVA的集合框架。
集合框架中的基本接口：
1）Collection：集合层次中的根接口，JDK未提供这个接口的直接实现类。
2）Set：不能包含重复的元素。对象可能不是按存放的次序存放，也就是说不能像数组一样按索引的方式进行访问，SortedSet是一个按照升序排列元素的Set。
3）List：是一个有序的集合，可以包含重复的元素。提供了按索引访问的方式。
4）Map：包含了key-value对。Map不能包含重复的key
5）SortedMap是一个按照升序排列key的Map。
二、图形程序设计
1.Swing概述
swing并没有完全取代AWT，而是基于AWT架构之上。swing仅仅提供了功能更加强大的用户界面组件。，尤其是在用swing编写程序是，还是需要使用基本的AWT处理时间。从现在开始，swing是指被绘制的用户界面类，而awt是指像事件处理这样抽象窗口工具箱的底层机制。
虽然在用户屏幕上显示基于swing的用户界面组件比现实awt基于对等体的界面元素要慢一些，但在计算机快速运行下这没什么。以下原因让人们选择swing：
1）swing拥有一个丰富、便捷的用户界面元素集合。
2）swing对平台的依赖很小，意味着他有很少的关于平台的bug。
3）给予用户一致的感觉。
对于第三点存在一些潜在问题，若在所有平台上用户界面元素看起来都一样，他们可能与平台的本地控件不一样，而这些平台的用户对此可能并不熟悉。swing采取一种巧妙的方式解决。指定观感（look and feel）。
2.创建框架
1）在Java中，顶层窗口（就是没有包含在任何其他窗口中的窗口）被称为框架（frame）。
2）在AWT库中有一个称为Frame的类，用于描述顶层窗口。这个类的Swing版本名为JFrame，它扩展于Frame类。
3）JFrame是极少数几个不绘制在画布上的Swing组件之一。因此，它的修饰部件（按钮、标题栏、图标等）由用户的窗口系统绘制，而不是由Swing绘制。
注意：绝大多数Swing组件类都以“J”开头，例如，JButton，JFrame等。在Java中有Button和Frame这样的类，但它们属于AWT组件。如果偶尔忘记了“J”程序仍然可以编译和运行，但是将Swing和AWT组件混合在一起使用将会导致视觉和行为的不一致。
3.Swing用户界面库是非基于对等体的GUI工具箱。Swing具有更丰富并且更方便的用户界面元素集合。Swing对底层平台的依赖很少，因此与平台相关的bug很少。Swing会带来交叉平台上的统一视觉体验。Swing类库被放在javax.swing包里。
4.大部分AWT组件都有其Swing的等价组件。Swing组件的名字一般是在AWT组件名前面添加一个字母“J”，如：JButton,JFrame,JPanel等。
5.通常把由Component类的子类或间接子类创建的对象称为一个组件
6.组件类的常用API
java.awt.Component1.0
–booleanisVisible()检查组件是否可见
–voidsetVisible(booleanb)设置组件可见
–voidsetSize(intwidth,intheight)把组件缩放到指定宽度和高度
–voidsetBounds(intx,inty,int width,intheight)移动并缩放组件
–DimensiongetSize()得到组件的大小
–voidsetSize(Dimensiond) 把组件缩放到指定的大小
–voidsetLocation(intx,inty)
7.容器是Java中能容纳和排列组件的组件。常用的容器是框架（Frame,JFrame)。
Container类提供了一个方法add(),用来在容器类组件对象中添加其他组件。
容器本身也是一个组件，可以把一个容器添加到另一个容器里，实现容器嵌套。
框架定位：常用Component类的setLocation和setBounds方法。常用属性：Title：框架标题；IconImage：框架图标。
确定框架大小：通过调用Toolkit类的方法来得到屏幕尺寸信息。
Jframe的结构：它由根面板、层级面板、玻璃面板和内容面板（contentpane）四层面板构成。
Swing程序员最关心的是内容面板，也称为内容窗格。
在AWT中可调用add()方法把组件直接添加到AWTFrame中,在Swing中组件则添加到内容窗格里。其中内容窗格是用来添加组件的，添加代码如下：ContainercontentPane=getContentPane();Componentc=…;contentPane.add(c);用户也可以自行创建一个组件类，并在组件上进行绘制，此时需要重载paintComponent()。用户的自建组件也可添加到内容窗格里。
paintComponent(Graphicsg)定义在JComponent类中，该方法在窗口需要重新绘图时(如扩大窗口或极小化窗口),被系统自动调用.
paintComponent()方法被调用时，系统就自动产生一个Graphics类型的参数，传递给paintComponent方法中的参数g。
第二部分：实验部分
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：
1） 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；
2）掌握Vetor、Stack、Hashtable三个类的用途及常用API。
示例程序1代码如下：
import java.util.Vector; class Cat { private int catNumber; Cat(int i) { catNumber = i; } void print() { System.out.println("Cat #" + catNumber); } } public class Cats{ public static void main(String[] args){ Vector<Cat> cats= new Vector<Cat>(); for(int i=0; i<7; i++) cats.addElement(new Cat(i)); for(int i=0; i<cats.size(); i++) (cats.elementAt(i)).print(); } }
运行结果：
示例程序2代码如下：
import java.util.*; public class Stacks { static String[] months={"金","银","铜","铁"}; public static void main(String[] args){ Stack<String> stk = new Stack<String> (); 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()); } }
运行结果：
示例程序3代码如下：
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); } }
运行结果：
ListDemo:
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"); } }
运行结果：
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；
掌握ArrayList、LinkList两个类的用途及常用API。
程序代码：
package linkedList; import java.util.*; /** * This program demonstrates operations on linked lists.//此程序演示对链接列表的操作 * @version 1.12 2018-04-10 * @author Cay Horstmann */ public class LinkedListTest { public static void main(String[] args) { var a = new LinkedList<String>();//创建一个链表对象 a.add("Amy"); a.add("Carl"); a.add("Erica"); var b = new LinkedList<String>(); b.add("Bob"); b.add("Doug"); b.add("Frances"); b.add("Gloria"); //把b中的单词合并成a // merge the words from b into a ListIterator<String> aIter = a.listIterator(); Iterator<String> bIter = b.iterator(); while (bIter.hasNext()) { if (aIter.hasNext()) aIter.next(); aIter.add(bIter.next()); } System.out.println(a); // remove every second word from b //b中每间隔一个元素删除 bIter = b.iterator(); while (bIter.hasNext()) { bIter.next(); // skip one element跳过一个元素 if (bIter.hasNext()) { bIter.next(); // skip next element bIter.remove(); // remove that element } } System.out.println(b); // bulk operation: remove all words in b from a //批量操作：从a中删除b中的所有单词 a.removeAll(b); System.out.println(a); } }
运行结果：
