实验十 泛型程序设计技术
实验时间 2018-11-1
学习总结
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）
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。
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。
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。
泛型类可以有多个类型变量。
泛型方法可以声明在泛型类中，也可以声明在普通类中。
NumberGeneric类所能处理的泛型变量类型需和Number有继承关系；
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。
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。
泛型类可扩展或实现其它的泛型类。
T表示一种未知类型，而“？”表示任何一种类型。
单独的？，用于表示任何类型。
? extends type，表示带有上界。
? super type，表示带有下界。
定义一个泛型类时，在“＜＞”内定义形式类型参数，
例如：“class TestGeneric＜K, V＞”，其中“K” , “V”不代表值，而是表示类型。
l 实例化泛型对象的时候，一定要在类名后面指定类型参数的值（类型），一共要有两次书写。例如：
TestGeneric＜String, String＞ t=new TestGeneric＜String, String＞()；
l 泛型中＜T extends Object＞, extends并不代表继承，它是类型范围限制。泛型类不是协变的。
1、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。
2、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。
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);
System.out.println("min = " + mm.getFirst());
System.out.println("max = " + mm.getSecond());
}
}
class ArrayAlg
//泛型类
{
/**
* Gets the minimum and maximum of an array of strings.
* @param a an array of strings
* @return a pair with the min and max value, or null if a is null or empty
*/
public static Pair<String> minmax(String[] a)
//用泛型Pair类
{
if (a == null || a.length == 0) return null;
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);
}
}
package pair1;
/**
* @version 1.00 2004-05-10
* @author Cay Horstmann
*/public class Pair<T>
//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。{
private T first;
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;
}}
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 泛型方法、泛型变量限定的定义及用途。
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);
//在Pair中定义一个LocalDate类的birthdays数组
System.out.println("min = " + mm.getFirst());
System.out.println("max = " + mm.getSecond());
}}
class ArrayAlg//泛型类ArrayAlg{
/** Gets the minimum and maximum of an array of objects of type T.
@param a an array of objects of type T
@return a pair with the min and max value, or null if a is null or empty
*/ public static <T extends Comparable> Pair<T> minmax(T[] a) //使用extends关键字，定义泛型变量的上界,调用Comparable接口
{
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);
}
}
package pair2;
/**
* @version 1.00 2004-05-10
* @author Cay Horstmann
*/
public class Pair<T>
{
private T first;
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; }
}
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。
package pair3;
/**
* @version 1.01 2012-01-26
* @author Cay Horstmann
*/public class PairTest3{
public static void main(String[] args) {
Manager ceo = new Manager("Gus Greedy", 800000, 2003, 12, 15);
Manager cfo = new Manager("Sid Sneaky", 600000, 2003, 12, 15);
Pair<Manager> buddies = new Pair<>(ceo, cfo);
printBuddies(buddies);
ceo.setBonus(1000000);
cfo.setBonus(500000);
Manager[] managers = { ceo, cfo };
Pair<Employee> result = new Pair<>();
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) {
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 }
// Can't write public static <T super manager> ...}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> {
private T first; 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;
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;
}}
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;
}
}
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）。
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）。
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。
package XOI;
import java.util.Random;
import java.util.Scanner;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.PrintWriter;
public class Main{
public static void main(String[] args)
{
yunsuan counter=new yunsuan();//与其它类建立联系
PrintWriter out=null;
try {
out=new PrintWriter("D:/text.txt");//将文件里的内容读入到D盘名叫text
}catch(FileNotFoundException e) {
System.out.println("文件找不到");
e.printStackTrace();
}
int sum=0;
for(int i=0;i<10;i++)
{
int a=new Random().nextInt(100);
int b=new Random().nextInt(100);
Scanner in=new Scanner(System.in);
//in.close();
switch((int)(Math.random()*4))
{
case 0:
System.out.println( ""+a+"+"+b+"=");
int c1 = in.nextInt();
out.println(a+"+"+b+"="+c1);
if (c1 == counter.plus(a, b)) {
sum += 10;
System.out.println("答案正确");
}
else {
System.out.println("答案错误");
}
break ;
case 1:
if(a<b)
{
int temp=a;
a=b;
b=temp;
}//为避免减数比被减数大的情况
System.out.println(""+a+"-"+b+"=");
/*while((a-b)<0)
{
b = (int) Math.round(Math.random() * 100);
}*/
int c2 = in.nextInt();
out.println(a+"-"+b+"="+c2);
if (c2 == counter.minus(a, b)) {
sum += 10;
System.out.println("答案正确");
}
else {
System.out.println("答案错误");
}
break ;
case 2:
System.out.println(""+a+"*"+b+"=");
int c = in.nextInt();
out.println(a+"*"+b+"="+c);
if (c == counter.multiply(a, b)) {
sum += 10;
System.out.println("答案正确");
}
else {
System.out.println("答案错误");
}
break;
case 3:
while(b==0)
{ b = (int) Math.round(Math.random() * 100);//满足分母不为0
}
while(a%b!=0)
{
a = (int) Math.round(Math.random() * 100);
b = (int) Math.round(Math.random() * 100);
}
System.out.println(""+a+"/"+b+"=");
int c0= in.nextInt();
out.println(a+"/"+b+"="+c0);
if (c0 == counter.divide(a, b)) {
sum += 10;
System.out.println("答案正确");
}
else {
System.out.println("答案错误");
}
break;
}
}
System.out.println("totlescore:"+sum);
out.println(sum);
out.close();
}
}
package XOI;
public class yunsuan <T>{
private T a;
private T b;
public void yunsaun()
{
a=null;
b=null;
}
public void yunsuan(T a,T b)
{
this.a=a;
this.b=b;
}
public int plus(int a,int b)
{
return a+b;
}
public int minus(int a,int b)
{
return a-b;
}
public int multiply(int a,int b)
{
return a*b;
}
public int divide(int a,int b)
{
if(b!=0 && a%b==0)
return a/b;
else
return 0;
}
}
实验总结：复习以前的实验内容，更好了解泛型概念。
实验十 泛型程序设计技术
实验时间 2018-11-1
学习总结
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）
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。
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。
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。
泛型类可以有多个类型变量。
泛型方法可以声明在泛型类中，也可以声明在普通类中。
NumberGeneric类所能处理的泛型变量类型需和Number有继承关系；
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。
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。
泛型类可扩展或实现其它的泛型类。
T表示一种未知类型，而“？”表示任何一种类型。
单独的？，用于表示任何类型。
? extends type，表示带有上界。
? super type，表示带有下界。
定义一个泛型类时，在“＜＞”内定义形式类型参数，
例如：“class TestGeneric＜K, V＞”，其中“K” , “V”不代表值，而是表示类型。
l 实例化泛型对象的时候，一定要在类名后面指定类型参数的值（类型），一共要有两次书写。例如：
TestGeneric＜String, String＞ t=new TestGeneric＜String, String＞()；
l 泛型中＜T extends Object＞, extends并不代表继承，它是类型范围限制。泛型类不是协变的。
1、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。
2、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。
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);
System.out.println("min = " + mm.getFirst());
System.out.println("max = " + mm.getSecond());
}
}
class ArrayAlg
//泛型类
{
/**
* Gets the minimum and maximum of an array of strings.
* @param a an array of strings
* @return a pair with the min and max value, or null if a is null or empty
*/
public static Pair<String> minmax(String[] a)
//用泛型Pair类
{
if (a == null || a.length == 0) return null;
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);
}
}
package pair1;
/**
* @version 1.00 2004-05-10
* @author Cay Horstmann
*/public class Pair<T>
//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。
{
private T first; 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;
}
}
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 泛型方法、泛型变量限定的定义及用途。
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);
//在Pair中定义一个LocalDate类的birthdays数组
System.out.println("min = " + mm.getFirst());
System.out.println("max = " + mm.getSecond());
}
}
class ArrayAlg//泛型类ArrayAlg{
/** Gets the minimum and maximum of an array of objects of type T.
@param a an array of objects of type T
@return a pair with the min and max value, or null if a is null or empty
*/ public static <T extends Comparable> Pair<T> minmax(T[] a)
//使用extends关键字，定义泛型变量的上界,调用Comparable接口 {
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);
}
}
package pair2;
/**
* @version 1.00 2004-05-10
* @author Cay Horstmann
*/
public class Pair<T>
{
private T first;
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; }
}
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。
package pair3;
/**
* @version 1.01 2012-01-26
* @author Cay Horstmann
*/public class
PairTest3{
public static void main(String[] args) {
Manager ceo = new Manager("Gus Greedy", 800000, 2003, 12, 15);
Manager cfo = new Manager("Sid Sneaky", 600000, 2003, 12, 15);
Pair<Manager> buddies = new Pair<>(ceo, cfo);
printBuddies(buddies);
ceo.setBonus(1000000);
cfo.setBonus(500000);
Manager[] managers = { ceo, cfo };
Pair<Employee> result = new Pair<>();
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) {
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
}
// Can't write public static <T super manager> ...}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> {
private T first;
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;
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;
}
}
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;
}
}
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）。
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）。
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。
package XOI;
import java.util.Random;
import java.util.Scanner;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.PrintWriter;
public class Main{
public static void main(String[] args)
{
yunsuan counter=new yunsuan();//与其它类建立联系
PrintWriter out=null;
try {
out=new PrintWriter("D:/text.txt");//将文件里的内容读入到D盘名叫text
}catch(FileNotFoundException e) {
System.out.println("文件找不到");
e.printStackTrace();
}
int sum=0;
for(int i=0;i<10;i++)
{
int a=new Random().nextInt(100);
int b=new Random().nextInt(100);
Scanner in=new Scanner(System.in);
//in.close();
switch((int)(Math.random()*4))
{
case 0:
System.out.println( ""+a+"+"+b+"=");
int c1 = in.nextInt();
out.println(a+"+"+b+"="+c1);
if (c1 == counter.plus(a, b)) {
sum += 10;
System.out.println("答案正确");
}
else {
System.out.println("答案错误");
}
break ;
case 1:
if(a<b)
{
int temp=a;
a=b;
b=temp;
}//为避免减数比被减数大的情况
System.out.println(""+a+"-"+b+"=");
/*while((a-b)<0)
{
b = (int) Math.round(Math.random() * 100);
}*/
int c2 = in.nextInt();
out.println(a+"-"+b+"="+c2);
if (c2 == counter.minus(a, b)) {
sum += 10;
System.out.println("答案正确");
}
else {
System.out.println("答案错误");
}
break ;
case 2:
System.out.println(""+a+"*"+b+"=");
int c = in.nextInt();
out.println(a+"*"+b+"="+c);
if (c == counter.multiply(a, b)) {
sum += 10;
System.out.println("答案正确");
}
else {
System.out.println("答案错误");
}
break;
case 3:
while(b==0)
{ b = (int) Math.round(Math.random() * 100);//满足分母不为0
}
while(a%b!=0)
{
a = (int) Math.round(Math.random() * 100);
b = (int) Math.round(Math.random() * 100);
}
System.out.println(""+a+"/"+b+"=");
int c0= in.nextInt();
out.println(a+"/"+b+"="+c0);
if (c0 == counter.divide(a, b)) {
sum += 10;
System.out.println("答案正确");
}
else {
System.out.println("答案错误");
}
break;
}
}
System.out.println("totlescore:"+sum);
out.println(sum);
out.close();
}
}
package XOI;
public class yunsuan <T>{
private T a;
private T b;
public void yunsaun()
{
a=null;
b=null;
}
public void yunsuan(T a,T b)
{
this.a=a;
this.b=b;
}
public int plus(int a,int b)
{
return a+b;
}
public int minus(int a,int b)
{
return a-b;
}
public int multiply(int a,int b)
{
return a*b;
}
public int divide(int a,int b)
{
if(b!=0 && a%b==0)
return a/b;
else
return 0;
}
}
实验总结：复习以前的实验内容，更好了解泛型概念。