第8章泛型程序设计学习总结
第一部分：理论知识
主要内容： 什么是泛型程序设计
泛型类的声明及实例化的方法
泛型方法的定义
泛型接口的定义
泛型类型的继承规则
通配符类型及使用方法
1：泛型类的定义
（1） 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。如：
public class Pair{
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;}
}
（2）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。例如:public class Pair<t, u=””> { … }
(3) 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。
2.泛型方法的声明
(1)泛型方法
– 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。
– 泛型方法可以声明在泛型类中，也可以声明在普通类中。
public class ArrayTool
{
public static void insert(
E[] e, int i)
{
//请自己添加代码
}
public static E valueAt(
E[] e , int i)
{
//请自己添加代码
}
}
3.泛型接口的定义
(1)定义
public interface IPool
{
T get();
int add(T t);
}
(2)实现
public class GenericPool implements IPool
{
…
}
public class GenericPool implements IPool
{
…
}
4.泛型变量的限定
(1) 定义泛型变量的上界
public class NumberGeneric< T extends Number>
(2) 泛型变量上界的说明
上述声明规定了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；
(3)< T extends BoundingType> 表示T应该是绑定类型的子类型。 一个类型变量或通配符可以有多个限定，限定类型用“&”分割。例如：< T extends Comparable & Serializable >
(4) 定义泛型变量的下界
List cards = new ArrayList();
(5) 泛型变量下界的说明
– 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
– 当程序希望为一个方法的参数限定类型时，通常可以使用下限通配符
public static void sort(T[] a，Comparator c)
{ …
}
5.通配符类型
通配符
– “？”符号表明参数的类型可以是任何一种类型，它和参数T的含义是有区别的。T表示一种未知类型，而“？”表示任何一种类型。这种通配符一般有以下三种用法：
– 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。
第二部分：实验部分
实验十 泛型程序设计技术
实验时间 2018-11-1
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" };
//ArrayAlg调用静态方法minmax；
Pair<String> mm = ArrayAlg.minmax(words); System.out.println("min = " + mm.getFirst());
System.out.println("max = " + mm.getSecond());
}
} class ArrayAlg
{
/**
* 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)//定义静态泛型方法，将类型变量实例化为String；
{
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);//返回一个实例化后的类对象；
}
}
package pair1; /**
* @version 1.00 2004-05-10
* @author Cay Horstmann
*/
public class Pair<T> //定义泛型类，类型变量为T；
{
private T first;
private T second; public Pair() { first = null; second = null; }
// 构造泛型方法，构造方法的入口参数（first, second）类型为泛型T；
public Pair(T first, T second) { this.first = first; this.second = second; }
//定义泛型方法，类型变量T指定了访问方法的返回值和入口参数的类型；
public T getFirst() { return first; }
public T getSecond() { return second; }
//泛型方法，构造方法的入口参数类型为泛型T；
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 掌握泛型方法、泛型变量限定的定义及用途。
package pair2; /**
* @version 1.00 2004-05-10
* @author Cay Horstmann
*/
public class Pair<T> //定义泛型类，类型变量为T；
{
private T first;
private T second; public Pair() { first = null; second = null; }
// 构造泛型方法，构造方法的入口参数（first, second）类型为泛型T；
public Pair(T first, T second) { this.first = first; this.second = second; }
//定义泛型方法，类型变量T指定了访问方法的返回值和入口参数的类型；
public T getFirst() { return first; }
public T getSecond() { return second; }
//泛型方法，构造方法的入口参数类型为泛型T；
public void setFirst(T newValue) { first = newValue; }
public void setSecond(T newValue) { second = newValue; }
}
package pair2;
//import PairTest1.Pair;
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
};
//ArrayAlg调用静态方法minmax,
Pair<LocalDate> mm = ArrayAlg.minmax(birthdays);
System.out.println("min = " + mm.getFirst());
System.out.println("max = " + mm.getSecond());
}
} class 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
*/
//构造泛型方法；限定类型变量，类型变量T是Comparable类的子类，
public static <T extends Comparable> Pair<T> minmax(T[] a)
{
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);//返回一个实例化泛型Pair类对象；
}
}
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; 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// Manager继承父类 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; /**
* @version 1.00 2004-05-10
* @author Cay Horstmann
*/
public class Pair<T> //定义泛型类，类型变量为T；
{
private T first;
private T second; public Pair() { first = null; second = null; }
// 构造泛型方法，构造方法的入口参数（first, second）类型为泛型T；
public Pair(T first, T second) { this.first = first; this.second = second; }
//定义泛型方法，类型变量T指定了访问方法的返回值和入口参数的类型；
public T getFirst() { return first; }
public T getSecond() { return second; }
//泛型方法，构造方法的入口参数类型为泛型T；
public void setFirst(T newValue) { first = newValue; }
public void setSecond(T newValue) { second = newValue; }
}
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);
//创建Pair泛型类对象（泛型变量T默认为int型，并将其传递给类型变量T为Manager的类变量buddies；
Pair<Manager> buddies = new Pair<>(ceo, cfo);
printBuddies(buddies); ceo.setBonus(1000000);
cfo.setBonus(500000);
Manager[] managers = { ceo, cfo }; Pair<Employee> result = new Pair<>();//创建一个Pair类对象，并将其传递给类型变量T为Employee的类变量 result；
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());
} //?：下限通配符；限定类型变量的下界为Employee类；
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.");
}
//?：下限通配符；限定类型变量的下界为Manager类；
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);
}
//?：下限通配符；限定泛型类Pair类型变量的下界为Manager类；
public static void maxminBonus(Manager[] a, Pair<? super Manager> result)
{
minmaxBonus(a, result);
PairAlg.swapHelper(result); //swapHelper捕获通配符类型 ；
}
// 不能写： public static <T super manager> ...
} class PairAlg
{
public static boolean hasNulls(Pair<?> p)//限定泛型类Pair类型变量的下界为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);
}
}
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）。
package shiyan9;
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 Search{ private static ArrayList<Person> Personlist1;
public static void main(String[] args) { Personlist1 = new ArrayList<>(); Scanner scanner = new Scanner(System.in);
File file = new File("E:\\面向对象程序设计Java\\实验\\实验六\\身份证号.txt"); try {
FileInputStream F = new FileInputStream(file);
BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(F));
String temp = null;
while ((temp = in.readLine()) != null) { Scanner linescanner = new Scanner(temp); linescanner.useDelimiter(" ");
String name = linescanner.next();
String id = linescanner.next();
String sex = linescanner.next();
String age = linescanner.next();
String place =linescanner.nextLine();
Person Person = new Person();
Person.setname(name);
Person.setid(id);
Person.setsex(sex);
int a = Integer.parseInt(age);
Person.setage(a);
Person.setbirthplace(place);
Personlist1.add(Person); }
} catch (FileNotFoundException e) {
System.out.println("查找不到信息");
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
System.out.println("信息读取有误");
e.printStackTrace();
}
boolean isTrue = true;
while (isTrue) {
System.out.println("******************************************");
System.out.println("1:按姓名字典顺序输出信息；");
System.out.println("2:查询最大年龄与最小年龄人员信息；");
System.out.println("3：按省份找你的同乡；");
System.out.println("4:输入你的年龄,查询年龄与你最近人的信息；");
System.out.println("5：退出");
System.out.println("******************************************");
int type = scanner.nextInt();
switch (type) {
case 1:
Collections.sort(Personlist1);
System.out.println(Personlist1.toString());
break;
case 2: int max=0,min=100;int j,k1 = 0,k2=0;
for(int i=1;i<Personlist1.size();i++)
{
j=Personlist1.get(i).getage();
if(j>max)
{
max=j;
k1=i;
}
if(j<min)
{
min=j;
k2=i;
} }
System.out.println("年龄最大："+Personlist1.get(k1));
System.out.println("年龄最小："+Personlist1.get(k2));
break;
case 3:
System.out.println("place?");
String find = scanner.next();
String place=find.substring(0,3);
String place2=find.substring(0,3);
for (int i = 0; i <Personlist1.size(); i++)
{
if(Personlist1.get(i).getbirthplace().substring(1,4).equals(place))
{
System.out.println("你的同乡："+Personlist1.get(i));
}
} break;
case 4:
System.out.println("年龄：");
int yourage = scanner.nextInt();
int close=ageclose(yourage);
int d_value=yourage-Personlist1.get(close).getage();
System.out.println(""+Personlist1.get(close)); break;
case 5:
isTrue = false;
System.out.println("再见!");
break;
default:
System.out.println("输入有误");
}
}
}
public static int ageclose(int age) {
int m=0;
int max=53;
int d_value=0;
int k=0;
for (int i = 0; i < Personlist1.size(); i++)
{
d_value=Personlist1.get(i).getage()-age;
if(d_value<0) d_value=-d_value;
if (d_value<max)
{
max=d_value;
k=i;
} } return k; } }
Search
package shiyan9; public class Person implements Comparable<Person> {
private String name;
private String id;
private int age;
private String sex;
private String birthplace; public String getname() {
return name;
}
public void setname(String name) {
this.name = name;
}
public String getid() {
return id;
}
public void setid(String id) {
this.id= id;
}
public int getage() { return age;
}
public void setage(int age) {
// int a = Integer.parseInt(age);
this.age= age;
}
public String getsex() {
return sex;
}
public void setsex(String sex) {
this.sex= sex;
}
public String getbirthplace() {
return birthplace;
}
public void setbirthplace(String birthplace) {
this.birthplace= birthplace;
} public int compareTo(Person o) {
return this.name.compareTo(o.getname()); } public String toString() {
return name+"\t"+sex+"\t"+age+"\t"+id+"\t"; } }
Person
（1）编程练习1总结：
程序总体结构：主类（Search）和接口（Person）；
模块说明：（1）主类Search：读取文件模块；
Try/catch模块：监视可能出现的异常；捕捉处理异常；
Switch/case模块匹配选择5种具体操作；
（2）接口（Person）：
属性声明模块；
构造方法模块：getname，setname， getid，setid，getage，setage，getsex，setsex，getbirthplace，setbirthplace，compareTo等；
目前存在的困难与问题： 文件读取路径的设置影响到能否找到文件；
不论是语法，还是主要的技术（如接口）方面不是娴熟，有些显而易见的东西不能立马想到；
构想正确的设计思路；
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）。
package a; import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.PrintWriter;
import java.util.Scanner; import org.w3c.dom.css.Counter; public class Main{
public static void main(String[] args) { Scanner in = new Scanner(System.in);
counter counter=new counter();
PrintWriter output = null;
try {
output = new PrintWriter("result.txt");
} catch (Exception e) {
//e.printStackTrace();
}
int sum = 0; for (int i = 1; i < 11; i++) {
int a = (int) Math.round(Math.random() * 100);
int b = (int) Math.round(Math.random() * 100);
int type = (int) Math.round(Math.random() * 4); switch(type)
{
case 1:
System.out.println(i+": "+a+"/"+b+"=");
while(b==0){
b = (int) Math.round(Math.random() * 100);
}
double c = in.nextDouble();
output.println(a+"/"+b+"="+c);
if (c == counter.Chu(a, b))
{
sum += 10;
System.out.println("恭喜答案正确!");
}
else {
System.out.println("答案错误!");
} break; case 2:
System.out.println(i+": "+a+"*"+b+"=");
int c1 = in.nextInt();
output.println(a+"*"+b+"="+c1);
if (c1 == counter.Cheng(a, b)) {
sum += 10;
System.out.println("恭喜答案正确!");
}
else {
System.out.println("答案错误!");
}break;
case 3:
System.out.println(i+": "+a+"+"+b+"=");
int c2 = in.nextInt();
output.println(a+"+"+b+"="+c2);
if (c2 == counter.Jia(a, b)) {
sum += 10;
System.out.println("恭喜答案正确!");
}
else {
System.out.println("答案错误!");
}break ;
case 4:
System.out.println(i+": "+a+"-"+b+"=");
int c3 = in.nextInt();
output.println(a+"-"+b+"="+c3);
if (c3 == counter.Jian(a, b)) {
sum += 10;
System.out.println("恭喜答案正确!");
}
else {
System.out.println("答案错误!");
}break ; } }
System.out.println("成绩"+sum);
output.println("成绩:"+sum);
output.close(); }
}
Main
package a; public class counter {
private int a;
private int b; public int Jia(int a,int b)
{
return a+b;
}
public int Jian(int a,int b)
{
if((a-b)<0)
return 0;
else
return a-b;
}
public int Cheng(int a,int b)
{
return a*b;
}
public int Chu(int a,int b)
{
if(b!=0)
return a/b;
else
return 0;
} }
counter
编程练习2总结：
程序结构：主类Main和子类counter两大部分；
模块说明：Main类：
(1) 建文件字符流，文件输出模块，将out结果输出到result.txt中;
(2) try/catch模块捕获处理异常;
(3) Switch//case模块：随机生成a,b两个操作数，匹配选择加减乘除四种具体操作；
(4) 输出总成绩；
子类counter类：
(1) 属性声明；
(2) 构造方法；
程序设计存在的困难与问题：
1.没有全面考虑小学生的实际状况：减法算法结果可能出现负数的情况，以及除法的运算结果直接取整输出，都不符合小学生的学习范围；
2.编程过程中，我在变量的 使用范围中出现了问题；
3.结果输出到文件中；
4.设计思路比较难；
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 a; import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.PrintWriter;
import java.util.Scanner; //import org.w3c.dom.css.Counter; public class Main{
public static void main(String[] args) { Scanner in = new Scanner(System.in);
counter Counter=new counter();
PrintWriter output = null;
try {
output = new PrintWriter("result.txt");
} catch (Exception e) {
//e.printStackTrace();
}
int sum = 0; for (int i = 1; i <=10; i++) {
int a = (int) Math.round(Math.random() * 100);
int b = (int) Math.round(Math.random() * 100);
int type = (int) Math.round(Math.random() * 4); switch(type)
{
case 1: System.out.println(i+": "+a+"/"+b+"=");
while(b== 0&& a%b!=0)
{
b = (int) Math.round(Math.random() * 100);
a = (int) Math.round(Math.random() * 100);
} int c = in.nextInt();
output.println(a+"/"+b+"="+c);
if (c == Counter.Chu(a, b))
{
sum += 10;
System.out.println("恭喜答案正确!");
}
else {
System.out.println("答案错误!");
}
break; case 2:
System.out.println(i+": "+a+"*"+b+"=");
int c1 = in.nextInt();
output.println(a+"*"+b+"="+c1);
if (c1 == Counter.Cheng(a, b)) {
sum += 10;
System.out.println("恭喜答案正确!");
}
else {
System.out.println("答案错误!");
}
break;
case 3:
System.out.println(i+": "+a+"+"+b+"=");
int c2 = in.nextInt();
output.println(a+"+"+b+"="+c2); if (c2 == Counter.Jia(a, b)) {
sum += 10;
System.out.println("恭喜答案正确!");
}
else {
System.out.println("答案错误!");
}
break ; case 4: while (a < b) {
int x=0;
x=b;
b=a;
a=x;
}
System.out.println(i+": "+a+"-"+b+"=");
int c3 = in.nextInt();
output.println(a+"-"+b+"="+c3);
if (c3 == Counter.Jian(a, b))
{
sum += 10;
System.out.println("恭喜答案正确!");
}
else {
System.out.println("答案错误!");
}
break ; } }
System.out.println("成绩"+sum);
output.println("成绩:"+sum);
output.close(); }
}
package a; public class counter<T>{
private T a;
private T b; public counter(T a, T b) {
this.a = a;
this.b = b;
} public counter() {
// TODO Auto-generated constructor stub
} public int Jia(int a,int b)
{
return a+b;
}
public int Jian(int a,int b)
{
return a-b; }
public int Cheng(int a,int b)
{
return a*b;
}
public int Chu(int a,int b)
{
if (b!= 0 && a%b==0)
return a / b;
else
return 0; } }
主要是对于除法和减法的修改，过滤掉一些不合适的数据；
第三部分：总结
1.上泛型理论课的时候，我以为我掌握的差不多了，用的时候还是多多少少有这样那样的问题，可能有些操作我没练习过也就没发现一些隐藏的问题和疑惑。
2.之前读代码，敲代码的时候虽然会总结，但一直不怎么重视反思总结，但这次这么仔细的，以老师给的这种步骤去重新审视总结，感觉很不错，也积累了一种学习方法；
3.拿到一个问题后的解决思路是非常重要的！！！
