实验十一 集合
实验时间 2018-11-8
1、实验目的与要求
(1) 掌握Vetor、Stack、Hashtable三个类的用途及常用API;
(2) 了解java集合框架体系组成;
(3) 掌握ArrayList、LinkList两个类的用途及常用API。
(4) 了解HashSet类、TreeSet类的用途及常用API。
(5)了解HashMap、TreeMap两个类的用途及常用API;
(6) 结对编程(Pair programming)练习,体验程序开发中的两人合作。
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); } } |
对实例程序1的运行结果如下所示:
该运行结果说明此程序存在运行异常,不能进行将至类型转换,将会在下面对该程序进一步改正之后再运行程序
修改后的代码如下所示
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++) { if (cats.elementAt(i) instanceof Cat) { ((Cat) cats.elementAt(i)).print(); } else { ((Dog) cats.elementAt(i)).print(); } } } }
修改之后的,对程序的运行结果如下图所示
实例2的测试程序测试结果如下所示:
此程序是对栈的一个构建
对测试程序3的理解结果
随机数生成的数据具有随机的一个特征,这个表当中存储的数据具有渐值对。
测试程序2:
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"); } } |
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。
对第一个程序的注释
import java.util.*; public class ArrayListDemo { public static void main(String[] argv) { ArrayList al = new ArrayList(); // 向ArrayList添加很多元素… al.add(new Integer(11)); al.add(new Integer(12)); al.add(new Integer(13)); al.add(new String("hello")); // 首先使用for循环将它们打印出来。 System.out.println("Retrieving by index:"); for (int i = 0; i < al.size(); i++) { System.out.println("Element " + i + " = " + al.get(i)); } } }
对第一个程序测试结果的显示结果如下:
添加一个输出一个集合对象的结果:
对第二个测试程序的结果如下所示:
编辑运行调试教材360页程序9-1,对程序运行的结果如下:
对程序源代码的注释如下
package linkedList; import java.util.*; /** * This program demonstrates operations on linked lists. * @version 1.11 2012-01-26 * @author Cay Horstmann */ public class LinkedListTest { public static void main(String[] args) { List<String> a = new LinkedList<>(); a.add("Amy"); a.add("Carl"); a.add("Erica"); List<String> b = new LinkedList<>(); b.add("Bob"); b.add("Doug"); b.add("Frances"); b.add("Gloria"); // 把单词从b合并到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); //从b中删除每一个单词 bIter = b.iterator(); while (bIter.hasNext()) { bIter.next(); //跳过一个元素 if (bIter.hasNext()) { bIter.next(); // 跳过下一个元素 bIter.remove(); // 删除该元素 } } System.out.println(b); // 批量操作:将b中的所有单词从a中删除 a.removeAll(b); System.out.println(a); } }
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。
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。
对SetDom的运行结果如下:
调试教材365页程序9-2
调试教材367页-368程序9-3、9-4
测试结果如下所示
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;
l 了解HashMap、TreeMap两个类的用途及常用API。】
对HashMap程序的运行结果如下所示:
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。
确定本次实验结对编程合作伙伴;
合作伙伴:苏浪浪
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;
苏浪浪编程练习1的代码
package aaa; 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 b{ private static ArrayList<Student> studentlist; public static void main(String[] args) { studentlist = new ArrayList<>(); Scanner scanner = new Scanner(System.in); File file = new File("身份证号.txt");//文件的导入模块 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(); } catch (IOException e) { System.out.println("学生信息文件读取错误"); e.printStackTrace(); } boolean isTrue = true; while (isTrue) { //选择模块 System.out.println("选择你的操作, "); System.out.println("1.字典排序 "); System.out.println("2.输出年龄最大和年龄最小的人 "); System.out.println("3.寻找老乡 "); System.out.println("4.寻找年龄相近的人 "); System.out.println("5.退出 "); String m = scanner.next(); switch (m) { case "1": Collections.sort(studentlist); System.out.println(studentlist.toString()); break; case "2": int max=0,min=100; int j,k1 = 0,k2=0; for(int i=1;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 "3": System.out.println("地址?"); String find = scanner.next(); String place=find.substring(0,3); for (int i = 0; i <studentlist.size(); i++) { if(studentlist.get(i).getprovince().substring(1,4).equals(place)) System.out.println("老乡"+studentlist.get(i)); } break; case "4": 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 "5 ": 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=0,min=53,value=0,ok=0; for (int i = 0; i < studentlist.size(); i++) { value=studentlist.get(i).getage()-age; if(value<0) value=-value; if (value<min) { min=value; ok=i; } } return ok; } }
package aaa; public class Student implements Comparable<Student> {//接口模块 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+" "+sex+" "+age+" "+number+" "+province+" "; } }
完善建议:
接口的定义的代码稍作修改,尽量简化代码,使实验简单
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;
苏浪浪编程练习2的代码;
package duanyan; import java.io.FileNotFoundException; import java.io.PrintWriter; import java.util.Scanner; public class z { public static void main(String[] args) { Scanner in = new Scanner(System.in); Student student=new Student(); PrintWriter out = null; try { out = new PrintWriter("text.txt");//保存文件模块 } catch (FileNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } int sum = 0; //随机生成a、b的值以及随机的运算模块 for (int i = 1; i <=10; i++) { int a = (int) Math.round(Math.random() * 100); int b = (int) Math.round(Math.random() * 100); int c= (int) Math.round(Math.random() * 3); switch(c) { case 0: System.out.println(i+": "+a+"/"+b+"="); while(b==0) { b = (int) Math.round(Math.random() * 100); } int C = in.nextInt(); out.println(a+"/"+b+"="+C); if (C == student.d(a, b)) { sum += 10; System.out.println("恭喜答案正确"); } else { System.out.println("抱歉,答案错误"); } break; case 1: System.out.println(i+": "+a+"*"+b+"="); int D = in.nextInt(); out.println(a+"*"+b+"="+D); if (D == student.m(a, b)) { sum += 10; System.out.println("恭喜答案正确"); } else { System.out.println("抱歉,答案错误"); } break; case 2: System.out.println(i+": "+a+"+"+b+"="); while(a<b) { a = (int) Math.round(Math.random() * 100); } int E = in.nextInt(); out.println(a+"+"+b+"="+E); if (E == student.add(a, b)) { sum += 10; System.out.println("恭喜答案正确"); } else { System.out.println("抱歉,答案错误"); } break ; case 3: System.out.println(i+": "+a+"-"+b+"="); int F = in.nextInt(); out.println(a+"-"+b+"="+F); if (F == student.r(a, b)) { sum += 10; System.out.println("恭喜答案正确"); } else { System.out.println("抱歉,答案错误"); } break ; } } System.out.println("成绩"+sum); out.println("成绩:"+sum); out.close(); } }
package duanyan; public class Student { 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; } }
完善建议:
在做除法运算时应该带程序的代码加以修改,尽量考虑到除法的分母不能等于0
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;
程序代码:
Main
package Test; 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("D:\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(); } catch (IOException e) { System.out.println("学生信息文件读取错误"); e.printStackTrace(); } 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("e.退出"); String m = scanner.next(); switch (m) { case "a": Collections.sort(studentlist); System.out.println(studentlist.toString()); break; case "b": int max=0,min=100; int j,k1 = 0,k2=0; for(int i=1;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(0,3); for (int i = 0; i <studentlist.size(); i++) { if(studentlist.get(i).getprovince().substring(1,4).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 "e": 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=0,min=53,value=0,k=0; for (int i = 0; i < studentlist.size(); i++) { value=studentlist.get(i).getage()-age; if(value<0) value=-value; if (value<min) { min=value; k=i; } } return k; } }
Student
package Test; 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+" "+sex+" "+age+" "+number+" "+province+" "; } }
实验结果:
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。
实验程序代码
suanfa
public class Suanfa<T> { private T a; private T b; public Suanfa() { a = null; b = null; } public Suanfa(T a, T b) { this.a = a; this.b = b; } public int suanfa1(int a,int b) { return a+b; } public int suanfa2(int a,int b) { return a-b; } public int suanfa3(int a,int b) { return a*b; } public int suanfa4(int a,int b) { if(b!=0) return a/b; else return 0; } }
Demo
import java.io.FileNotFoundException; import java.io.PrintWriter; import java.util.Scanner; public class Demo { public static void main(String[] args) { Scanner in = new Scanner(System.in); Suanfa counter=new Suanfa(); PrintWriter out = null; try { out = new PrintWriter("text.txt"); } catch (FileNotFoundException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } int sum = 0; for (int i = 0; i <10; i++) { int a = (int) Math.round(Math.random() * 100); int b = (int) Math.round(Math.random() * 100); int m= (int) Math.round(Math.random() * 3); switch(m) { case 0: System.out.println(a + "+" + b + "="); int d0 = in.nextInt(); out.println(a + "+" + b + "=" + d0); if (d0 == counter.suanfa1(a, b)) { sum += 10; System.out.println("恭喜答案正确"); } else { System.out.println("抱歉,答案错误"); } break; case 1: while (a < b) { int x = a; a = b; b = x; } System.out.println(a + "-" + b + "="); int d1 = in.nextInt(); out.println(a + "-" + b + "=" + d1); if (d1 == counter.suanfa2(a, b)) { sum += 10; System.out.println("恭喜答案正确"); } else { System.out.println("抱歉,答案错误"); } break; case 2: System.out.println(a + "*" + b + "="); int d2 = in.nextInt(); out.println(a + "*" + b + "=" + d2); if (d2 ==counter.suanfa3(a, b)) { sum += 10; System.out.println("恭喜答案正确"); } else { System.out.println("抱歉,答案错误"); } break; case 3: while (b == 0 || a % b != 0) { a = (int) Math.round(Math.random() * 100); b = (int) Math.round(Math.random() * 100); } System.out.println(a + "/" + b + "="); int d3 = in.nextInt(); out.println(a + "/" + b + "=" + d3); if (d3 == counter.suanfa4(a, b)) { sum += 10; System.out.println("恭喜答案正确"); } else { System.out.println("抱歉,答案错误"); } break; } } System.out.println("成绩"+sum); out.println("成绩:"+sum); out.close(); } }
实验结果:
实验总结:
对本周学习的理论知识的总结:数据结构介绍: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。
线性数据结构:线性表、栈、队列、串、数组和文件。 非线性数据结构:树和图。
线性表:线性表的逻辑结构是n个数据元素的有限序列:(a1,a2,a3,…an)n为线性表的长度(n≥0),n=0的表称为空表。l数据元素呈线性关系:必存在唯一的称为“第一个”的数据元素;必存在唯一的称为“最后一个”的数据元素;除第一个元素外,每个元素都有且只有一个前驱元素;除最后一个元素外,每个元素都有且只有一个后继元素。
所有数据元素在同一个线性表中必须是相同的数据类型。线性表按其存储结构可分为顺序表和链表;用顺序存储结构存储的线性表称为顺序表;顺序表将线性表中的数据元素依次存放在某个,存储区域中。一维数组就是用顺序方式存储的线性表。用链式存储结构存储的线性表称为链表。
栈:栈(Stack)也是一种特殊的线性表,是一种后进先出的结构。栈是限定仅在表尾进行插入和删除运算的线性表,表尾成为栈顶部,表头成为栈底
队列: 队列(Queue)是限定所有的插入只能在表的一端进行,而所有的删除都在表的另一端进行的线性表。表中允许插入的一端称为队尾(Rear),允许删除的一端称为队头(Front)。队列的操作是按先进先出(FIFO)的原则进行的。队列的物理存储可以用顺序存储结构,也可以用链式存储结构
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。
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。
集合类的使用:Java的集合类包含在java.util包中。 importjava.util.*;
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。
Vector类关键属性: capacity表示集合最多能容纳的元素个数。
size表示集合当前元素个数。