关键词：
---恢复内容开始---
实验十 泛型程序设计技术
实验时间 2018-11-1
第一部分：理论知识总结
1.泛型也称为参数化类型，就是在定义类、方法、接口时，通过类型参数指示将要处理的对象类型。
.2.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。
.3.一个泛型类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。
.4.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。
.5.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。
.6.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。7.泛型方法可以声明在泛型类中，也可以声明在普通类中。
8.泛型变量上界：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。
.9.一个类型变量或通配符可以有多个限定，限定类型用“&”分割。
.10.泛型变量下界：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。
.11.Java中的数组是协变的。例如：Integer扩展了Number，那么在要求Number[]的地方完全可以传递或者赋予Integer[]，Number[]也是Integer[]的超类型。Employee 是Manager 的超类， 因此可以将一个Manager[]数组赋给一个类型为Employee[]的变量。
注：泛型类型的数组不是协变的。
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 1 package pair1;
2 3 /** 4 * @version 1.01 2012-01-26 5 * @author Cay Horstmann 6 */ 7 public class PairTest1 8 9 public static void main(String[] args) 10 11 String[] words = "Mary", "had", "a", "little", "lamb" ;//初始化String对象数组 12 Pair<String> mm = ArrayAlg.minmax(words);//通过类名调用minmax方法 13 System.out.println("min = " + mm.getFirst()); 14 System.out.println("max = " + mm.getSecond()); 15 16 17 18 class ArrayAlg 19 20 /** 21 * Gets the minimum and maximum of an array of strings. 22 * @param a an array of strings 23 * @return a pair with the min and max value, or null if a is null or empty 24 */ 25 public static Pair<String> minmax(String[] a)//实例化的一个Pair类对象 26 27 if (a == null || a.length == 0) return null; 28 String min = a[0]; 29 String max = a[0]; 30 for (int i = 1; i < a.length; i++) 31 32 if (min.compareTo(a[i]) > 0) min = a[i];//字符串对象比较， 33 if (max.compareTo(a[i]) < 0) max = a[i]; 34 35 return new Pair<>(min, max);//泛型类作为返回值 36 37
1 package pair1; 2 3 /** 4 * @version 1.00 2004-05-10 5 * @author Cay Horstmann 6 */ 7 public class Pair<T> 8 9 private T first; 10 private T second; 11 12 public Pair() first = null; second = null; 13 public Pair(T first, T second) this.first = first; this.second = second; 14 15 public T getFirst() return first; 16 public T getSecond() return second; 17 18 public void setFirst(T newValue) first = newValue; 19 public void setSecond(T newValue) second = newValue; 20
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。
1 package pair2; 2 3 import java.time.*; 4 5 /** 6 * @version 1.02 2015-06-21 7 * @author Cay Horstmann 8 */ 9 public class PairTest2 10 11 public static void main(String[] args) 12 13 //初始化LocalDate对象数组 14 LocalDate[] birthdays = 15 16 LocalDate.of(1906, 12, 9), // G. Hopper 17 LocalDate.of(1815, 12, 10), // A. Lovelace 18 LocalDate.of(1903, 12, 3), // J. von Neumann 19 LocalDate.of(1910, 6, 22), // K. Zuse 20 ; 21 Pair<LocalDate> mm = ArrayAlg.minmax(birthdays);//通过类名调用minmax方法 22 System.out.println("min = " + mm.getFirst()); 23 System.out.println("max = " + mm.getSecond()); 24 25 26 27 class ArrayAlg 28 29 /** 30 Gets the minimum and maximum of an array of objects of type T. 31 @param a an array of objects of type T 32 @return a pair with the min and max value, or null if a is 33 null or empty 34 */ 35 public static <T extends Comparable> Pair<T> minmax(T[] a)//通过extends关键字增加上界约束的泛型方法 36 37 if (a == null || a.length == 0) return null; 38 T min = a[0]; 39 T max = a[0]; 40 for (int i = 1; i < a.length; i++) 41 42 if (min.compareTo(a[i]) > 0) min = a[i]; 43 if (max.compareTo(a[i]) < 0) max = a[i]; 44 45 return new Pair<>(min, max);//范型类作为返回值 46 47
1 package pair2; 2 3 /** 4 * @version 1.00 2004-05-10 5 * @author Cay Horstmann 6 */ 7 public class Pair<T> 8 9 private T first; 10 private T second; 11 12 public Pair() first = null; second = null; 13 public Pair(T first, T second) this.first = first; this.second = second; 14 15 public T getFirst() return first; 16 public T getSecond() return second; 17 18 public void setFirst(T newValue) first = newValue; 19 public void setSecond(T newValue) second = newValue; 20
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。
1 public class PairTest3 2 3 public static void main(String[] args) 4 5 Manager ceo = new Manager("Gus Greedy", 800000, 2003, 12, 15); 6 Manager cfo = new Manager("Sid Sneaky", 600000, 2003, 12, 15); 7 Pair<Manager> buddies = new Pair<>(ceo, cfo); 8 printBuddies(buddies); 9 10 ceo.setBonus(1000000); 11 cfo.setBonus(500000); 12 Manager[] managers = ceo, cfo ; 13 14 Pair<Employee> result = new Pair<>(); 15 16 17 minmaxBonus(managers, result); 18 System.out.println("first: " + result.getFirst().getName() 19 + ", second: " + result.getSecond().getName()); 20 maxminBonus(managers, result); 21 System.out.println("first: " + result.getFirst().getName() 22 + ", second: " + result.getSecond().getName()); 23 24 25 public static void printBuddies(Pair<? extends Employee> p)//通配符类型（带有上界）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。 26 27 Employee first = p.getFirst(); 28 Employee second = p.getSecond(); 29 System.out.println(first.getName() + " and " + second.getName() + " are buddies."); 30 31 32 public static void minmaxBonus(Manager[] a, Pair<? super Manager> result)//通配符类型（带有下界）必须是Manager的子类 33 34 if (a.length == 0) return; 35 Manager min = a[0]; 36 Manager max = a[0]; 37 for (int i = 1; i < a.length; i++) 38 39 if (min.getBonus() > a[i].getBonus()) min = a[i]; 40 if (max.getBonus() < a[i].getBonus()) max = a[i]; 41 //比较大小值 42 result.setFirst(min); 43 result.setSecond(max); 44 45 46 public static void maxminBonus(Manager[] a, Pair<? super Manager> result)//通配符类型（带有下界） 47 48 minmaxBonus(a, result); 49 PairAlg.swapHelper(result); //swapHelper捕获通配符类型 50 51 //无法编写公共静态< T超级管理器> 52 53 54 class PairAlg 55 56 public static boolean hasNulls(Pair<?> p)//通过将hasNulls转换成泛型方法,避免使用通配符类型 57 58 return p.getFirst() == null || p.getSecond() == null; 59 60 61 public static void swap(Pair<?> p) swapHelper(p); 62 63 public static <T> void swapHelper(Pair<T> p)//使用辅助方法swapHelper（泛型方法）,以在交换时临时保存第一个元素 64 65 T t = p.getFirst(); 66 p.setFirst(p.getSecond()); 67 p.setSecond(t); 68
1 public class Pair<T> 2 3 private T first; 4 private T second; 5 //T是未知类型，不代表值 6 public Pair() first = null; second = null; 7 public Pair(T first, T second) this.first = first; this.second = second; 8 9 public T getFirst() return first; 10 public T getSecond() return second; 11 12 public void setFirst(T newValue) first = newValue; 13 public void setSecond(T newValue) second = newValue; 14
1 import java.time.*; 2 3 public class Employee//用户自定义类 4 5 private String name; 6 private double salary; 7 private LocalDate hireDay; 8 9 public Employee(String name, double salary, int year, int month, int day) 10 11 this.name = name; 12 this.salary = salary; 13 hireDay = LocalDate.of(year, month, day); 14 15 16 public String getName() 17 18 return name; 19 20 21 public double getSalary() 22 23 return salary; 24 25 26 public LocalDate getHireDay() 27 28 return hireDay; 29 30 31 public void raiseSalary(double byPercent) 32 33 double raise = salary * byPercent / 100; 34 salary += raise; 35 36
1 public class Manager extends Employee//继承类 2 3 private double bonus; 4 5 /** 6 @param name the employee‘s name 7 @param salary the salary 8 @param year the hire year 9 @param month the hire month 10 @param day the hire day 11 */ 12 public Manager(String name, double salary, int year, int month, int day) 13 14 super(name, salary, year, month, day); 15 bonus = 0; 16 17 18 public double getSalary() 19 20 double baseSalary = super.getSalary(); 21 return baseSalary + bonus; 22 23 24 public void setBonus(double b) 25 26 bonus = b; 27 28 29 public double getBonus() 30 31 return bonus; 32 33
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）。
：（1）该程序有两个类构成，一个主类，
一个student类，该类实现了一个接口。
1 package text8; 2 3 import java.io.BufferedReader; 4 import java.io.File; 5 import java.io.FileInputStream; 6 import java.io.FileNotFoundException; 7 import java.io.IOException; 8 import java.io.InputStreamReader; 9 import java.util.ArrayList; 10 import java.util.Arrays; 11 import java.util.Collections; 12 import java.util.List; 13 import java.util.Scanner; 14 15 public class Xinxi 16 private static ArrayList<Student> studentlist; 17 18 19 public static void main(String[] args) 20 studentlist = new ArrayList<>(); 21 Scanner scanner = new Scanner(System.in); 22 File file = new File("D:\\身份证号\\身份证号.txt"); 23 try 24 FileInputStream fis = new FileInputStream(file); 25 BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(fis)); 26 String temp = null; 27 while ((temp = in.readLine()) != null) 28 29 Scanner linescanner = new Scanner(temp); 30 31 linescanner.useDelimiter(" "); 32 String name = linescanner.next(); 33 String number = linescanner.next(); 34 String sex = linescanner.next(); 35 String age = linescanner.next(); 36 String province = linescanner.nextLine(); 37 Student student = new Student(); 38 student.setName(name); 39 student.setnumber(number); 40 student.setsex(sex); 41 int a = Integer.parseInt(age); 42 student.setage(a); 43 student.setprovince(province); 44 studentlist.add(student); 45 46 47 catch (FileNotFoundException e) //添加的异常处理语句try catch 语句 48 System.out.println("所找信息文件找不到"); 49 e.printStackTrace(); 50 catch (IOException e) 51 System.out.println("所找信息文件读取错误");//采取积极方法捕获异常，并将异常返回自己所设定的打印文字 52 e.printStackTrace(); 53 54 boolean isTrue = true; 55 while (isTrue) 56 System.out.println("选择你的操作，输入正确格式的选项"); 57 System.out.println("1按姓名字典序输出人员信息"); 58 System.out.println("2.查询最大和最小年龄的人员信息"); 59 60 System.out.println("3.寻找老乡"); 61 System.out.println("4.寻找年龄相近的人的信息"); 62 63 System.out.println("5.退出"); 64 String n = scanner.next(); 65 switch (n) 66 case "1": 67 Collections.sort(studentlist); 68 System.out.println(studentlist.toString()); 69 break; 70 case "2": 71 int max = 0, min = 100; 72 int j, k1 = 0, k2 = 0; 73 for (int i = 1; i < studentlist.size(); i++) 74 j = studentlist.get(i).getage(); 75 if (j > max) 76 max = j; 77 k1 = i; 78 79 if (j < min) 80 min = j; 81 k2 = i; 82 83 84 85 System.out.println("年龄最大：" + studentlist.get(k1)); 86 87 System.out.println("年龄最小：" + studentlist.get(k2)); 88 break; 89 case "3": 90 System.out.println("家乡在哪里？"); 91 String find = scanner.next(); 92 String place = find.substring(0, 3); 93 for (int i = 0; i < studentlist.size(); i++) 94 if (studentlist.get(i).getprovince().substring(1, 4).equals(place)) 95 System.out.println("同乡" + studentlist.get(i)); 96 97 break; 98 99 case "4": 100 System.out.println("年龄："); 101 int yourage = scanner.nextInt(); 102 int near = agenear(yourage); 103 int value = yourage - studentlist.get(near).getage(); 104 System.out.println("" + studentlist.get(near)); 105 break; 106 case "5": 107 isTrue = false; 108 System.out.println("退出程序!"); 109 break; 110 default: 111 System.out.println("输入有误"); 112 113 114 115 116 117 public static int agenear(int age) 118 int j = 0, min = 53, value = 0, flag = 0; 119 for (int i = 0; i < studentlist.size(); i++) 120 value = studentlist.get(i).getage() - age; 121 if (value < 0) 122 value = -value; 123 if (value < min) 124 min = value; 125 flag = i; 126 127 128 return flag; 129 130 131
1 package text8; 2 3 public class Student implements Comparable<Student> 4 5 private String name; 6 private String number; 7 private String sex; 8 private String province; 9 private int age; 10 11 public void setName(String name) 12 // TODO 自动生成的方法存根 13 this.name = name; 14 15 16 17 public String getName() 18 // TODO 自动生成的方法存根 19 return name; 20 21 22 public void setnumber(String number) 23 // TODO 自动生成的方法存根 24 this.number = number; 25 26 27 public String getNumber() 28 // TODO 自动生成的方法存根 29 return number; 30 31 32 public void setsex(String sex) 33 // TODO 自动生成的方法存根 34 this.sex = sex; 35 36 37 public String getsex() 38 // TODO 自动生成的方法存根 39 return sex; 40 41 42 public void setprovince(String province) 43 // TODO 自动生成的方法存根 44 this.province = province; 45 46 47 public String getprovince() 48 // TODO 自动生成的方法存根 49 return province; 50 51 52 public void setage(int a) 53 // TODO 自动生成的方法存根 54 this.age = age; 55 56 57 public int getage() 58 // TODO 自动生成的方法存根 59 return age; 60 61 62 public int compareTo(Student o) 63 return this.name.compareTo(o.getName()); 64 65 66 public String toString() 67 return name + " " + sex + " " + age + " " + number + " " + province + " "; 68 69
（2）在该程序中添加异常处理语句。采用积极抛出异常的模式，处理程序中可能会出现的异常。
（3）目前程序设计存在的困难是，可以将一个模块一个模块的写出来，但不知道该怎么将这些模块组织起来成一个完整的程序。
还有在程序运行结果出现一些不该出现的符号时，不知道该如何准确的修改。
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）。
总结：（1）该程序有两个类构成，一个主类，
一个用户自定义类
2 import java.util.Random; 3 import java.util.Scanner; 4 import java.io.FileNotFoundException; 5 import java.io.PrintWriter; 6 7 public class Demo 8 public static void main(String[] args) 9 // 用户的答案要从键盘输入，因此需要一个键盘输入流 10 //Scanner in = new Scanner(System.in); 11 yunsuan counter = new yunsuan (); 12 PrintWriter out = null; 13 14 try 15 out = new PrintWriter("D:\\text.txt"); 16 catch (FileNotFoundException e) 17 // TODO Auto-generated catch block 18 e.printStackTrace(); 19 20 int sum = 0; 21 // 通过循环生成10道题 22 for (int i = 0; i < 10; i++) 23 24 25 int a = (int) Math.round(Math.random() * 10); 26 int b = (int) Math.round(Math.random() * 10); 27 28 Scanner in1 =new Scanner(System.in); 29 30 31 switch((int)(Math.random()*4)) 32 33 34 35 case 1: 36 System.out.println( ""+a+"+"+b+"="); 37 38 int c1 = in1.nextInt(); 39 out.println(a+"+"+b+"="+c1); 40 if (c1 == counter.add(a, b)) 41 sum += 10; 42 System.out.println("恭喜答案正确"); 43 44 else 45 System.out.println("抱歉答案错误"); 46 47 48 break ; 49 case 2: 50 System.out.println(i + ": " + a + "-" + b + "="); 51 int c2 = in1.nextInt(); 52 out.println(a + "-" + b + "=" + c2); 53 if (c2 == counter.reduce(a, b)) 54 sum += 10; 55 System.out.println("恭喜答案正确"); 56 else 57 System.out.println("抱歉答案错误"); 58 59 break; 60 case 3: 61 System.out.println(i + ": " + a + "*" + b + "="); 62 int c3 = in1.nextInt(); 63 out.println(a + "*" + b + "=" + c3); 64 if (c3 == counter.multiplication(a, b)) 65 sum += 10; 66 System.out.println("恭喜答案正确"); 67 else 68 System.out.println("抱歉答案错误"); 69 70 break; 71 case 4: 72 System.out.println(""+a+"/"+b+"="); 73 while(b==0) 74 b = (int) Math.round(Math.random() * 100); 75 76 int c4= in1.nextInt(); 77 out.println(a+"/"+b+"="+c4); 78 if (c4 == counter.devision(a, b)) 79 sum += 10; 80 System.out.println("恭喜答案正确"); 81 82 else 83 System.out.println("抱歉答案错误"); 84 85 break; 86 87 88 89 System.out.println("总分:"+sum); 90 out.println(sum); 91 92 out.close(); 93 94 95 1
2 3 public class yunsuan 4 5 public int multiplication(int a, int b) 6 // TODO 自动生成的方法存根 7 return a*b; 8 9 10 public int add(int a, int b) 11 // TODO 自动生成的方法存根 12 return a+b; 13 14 15 public int reduce(int a, int b) 16 // TODO 自动生成的方法存根 17 if((a-b)>0) 18 return a-b; 19 else 20 return 0; 21 22 23 public int devision(int a, int b) 24 // TODO 自动生成的方法存根 25 if(b!=0) 26 return a/b; 27 else 28 return 0; 29 30 31
（2）存在的困难是，有些运算超出小学生的计算范围，当回答正确时，会生成10道四则运算习题，当有一个回答不正确时，生成的四则运算习题不是十道。
将生成的十道四则运算题目保存在txt文档中。
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。
1 package PairTest1; 2 import java.io.*; 3 import java.util.*; 4 public class bbbb 5 public static void main(String[] args) 6 Scanner in = new Scanner(System.in); 7 bbbb c = new bbbb(); 8 PrintWriter out = null; 9 try 10 out = new PrintWriter("test.txt"); 11 catch (FileNotFoundException e) 12 System.out.println("输出错误"); 13 e.printStackTrace(); 14 15 int sum = 0; 16 for (int i = 1; i <= 10; i++) 17 int a = (int) Math.round(Math.random() * 100); 18 int b = (int) Math.round(Math.random() * 100); 19 int m ; 20 Random rand = new Random(); 21 m = (int) rand.nextInt(4) + 1; 22 switch (m) 23 case 1: 24 //a = b + (int) Math.round(Math.random()* 100); 25 while(b == 0) 26 b = (int) Math.round(Math.random()*100); 27 28 while(a % b != 0) 29 a = (int) Math.round(Math.random() * 100); 30 31 System.out.println("i + " " + a + "/" + b + "="); 32 int c0 = in.nextInt(); 33 out.println(a + "/" + b + "=" + c0); 34 if (c0 == c.A(a,b)) 35 sum += 10; 36 System.out.println("恭喜答案正确!"); 37 else 38 System.out.println("抱歉答案错误!"); 39 40 break; 41 case 2: 42 System.out.println("i+ " " + a + "*" + b + "="); 43 int yy= in.nextInt(); 44 out.println(a + "*" + b + "=" + c); 45 if (yy== c.B(a,b)) 46 sum += 10; 47 System.out.println("恭喜答案正确!"); 48 else 49 System.out.println(“抱歉答案错误!"); 50 51 break; 52 case 3: 53 System.out.println(i + " " + a + "+" + b + "="); 54 int c1 = in.nextInt(); 55 out.println(a + "+" + b + "=" + c1); 56 if (c1 == c.C(a, b)) 57 sum += 10; 58 System.out.println("恭喜答案正确!"); 59 else 60 System.out.println("抱歉答案错误!"); 61 62 break; 63 case 4: 64 while (a < b) 65 b = (int) Math.round(Math.random() * 100); 66 67 System.out.println(i + " " + a + "-" + b + "="); 68 int c2 = in.nextInt(); 69 out.println(a + "-" + b + "=" + c2); 70 if (c2 == c.D(a, b)) 71 sum += 10; 72 System.out.println("恭喜答案正确!"); 73 else 74 System.out.println("抱歉答案错误!"); 75 76 break; 77 78 79 System.out.println("总分" + sum); 80 out.println("总分" + sum); 81 out.close(); 82 83 84 private int D(int a, int b) 85 // TODO Auto-generated method stub 86 return 0; 87 88 89 private int C(int a, int b) 90 // TODO Auto-generated method stub 91 return 0; 92 93 94 private int B(int a, int b) 95 // TODO Auto-generated method stub 96 return 0; 97 98 99 private int A(int a, int b) 100 // TODO Auto-generated method stub 101 return 0; 102 103 104 105
1 package PairTest1; 2 3 public class hhhh 4 5 public class AAAA<T> 6 private T a1; 7 private T b1; 8 9 public AAAA() 10 a1 = null; 11 b1 = null; 12 13 public AAAA(T a, T b) 14 this.a1 = a; 15 this.b1 = b; 16 17 18 public int C(int a,int b) 19 return a + b; 20 21 22 public int D(int a, int b) 23 return a - b; 24 25 26 public int B(int a, int b) 27 return a * b; 28 29 30 public int A(int a, int b) 31 if (b != 0 && a%b==0) 32 return a / b; 33 else 34 return 0; 35 36 37
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。
感受：
通过本周的学习，掌握了泛型类的定义，以及泛型方法的声明，还有泛型接口的定义，以及对泛型变量的限定。但在用泛型类写程序时还是有一点点的困难。
在自己编程时，还是有很大问题。在之后的学习中，我会多练习程序去了解这些知识，争取能够独立完整的编写程序。
