第十週總結

一、知識總結

1.定義簡單泛型類

    1.1一個泛型類Generic class就是具有一個或多個型別變數的類

    1.2Java中，使用E表示集合的元素型別，K和V表示Map的關鍵字和值的型別。T（需要時還可以使用臨近的U和S）表示“任意型別”。

    1.3泛型類可以看作普通類的工廠

2.泛型方法

    2.1型別變數放在修飾符的後面，返回型別的前面。泛型方法可以定義在普通類中，也可以定義在泛型類中。

    2.2當呼叫一個方法時，在方法名前的尖括號中放入具體的型別。

3.型別變數的限定

    3.1<T extends BoundingType>表示T應該是繫結型別的子型別subtype，T和繫結型別可以是類，也可以是介面。一個型別變數或萬用字元可以有多個限定（用&）

    3.2如果用一個類作為限定，它必須是限定列表中的第一個。

4.泛型程式碼和虛擬機器

    4.1無論何時定義一個泛型型別，都自動提供了一個相應的原始型別raw type。原始型別的名字就是刪去型別引數後的泛型型別名。擦除erased型別變數，並替換為限定型別（無限定的變數用Object）

    4.2為了提高效率，應該將標籤tagging介面（即沒有方法的介面）放在邊界列表的末尾。

    4.3橋方法bridge method

    4.4具有協變的返回型別covariant return types

    4.5記住有關泛型轉換的事實：1.虛擬機器中沒有泛型，只有普通的類和方法；2.所有的型別引數都用它們的限定型別替換；3.橋方法被合成來保持多型；4.為保持型別安全性，必要時插入強制型別轉換。

5.約束與侷限性

    5.1不能用基本型別例項化型別引數

    5.2執行時型別查詢只適用於原始型別

    5.3不能建立引數化型別的陣列

    5.4Varargs警告：使用@SafeVarargs

    5.5不能例項化型別變數

    5.6不能構造泛型陣列

    5.7泛型類的靜態上下文中型別變數無效

    5.8不能丟擲或捕獲泛型類的例項

    5.9可以消除對受查異常的檢查

    5.10注意擦除後的衝突

6.泛型型別的繼承規則

     6.1泛型類不是斜變的

7.萬用字元型別

     7.1萬用字元型別中，允許型別引數變化。如Class<? extends SuperClass>表示任何泛型Class型別，它的型別引數是SuperClass的子類，如Class<subClass>

     7.2超型別限定supertype bound：？ super subClass 這個萬用字元限制為subClass的所有超型別。可以為方法提供引數，但不能使用返回值。

     7.3無限定萬用字元 ：Class<?> 和Class本質的不同在於：可以用任意的Object物件呼叫原始class的setObject方法

二、實驗：泛型程式設計技術

1、實驗目的與要求

(1) 理解泛型概念；

(2) 掌握泛型類的定義與使用；

(3) 掌握泛型方法的宣告與使用；

(4) 掌握泛型介面的定義與實現；

(5)瞭解泛型程式設計，理解其用途。

2、實驗內容和步驟

實驗1： 匯入第8章示例程式，測試程式並進行程式碼註釋。

測試程式1：

l  編輯、除錯、執行教材311、312頁 程式碼，結合程式執行結果理解程式；

l  在泛型類定義及使用程式碼處添加註釋；

l  掌握泛型類的定義及使用。

程式碼：

package pair1;

/**
 * @version 1.00 2004-05-10
 * @author Cay Horstmann
 */
public class Pair<T> //Pair類引入了一個型別變數T，用尖括號括起來
{
   private T first;
   private T second;
//指方法的返回型別以及域和區域性變數的型別
   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 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呼叫靜態方法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)//定義靜態泛型方法，將型別變數例項化為String；
   {
      if (a == null || a.length == 0) return null;//a.length是陣列的屬性值；
      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);//呼叫泛型類物件，返回一個例項化後的類物件；
   }
}

 

結果：

測試程式2：

l  編輯、除錯執行教材315頁 PairTest2，結合程式執行結果理解程式；

l  在泛型程式設計程式碼處新增相關注釋；

l  掌握泛型方法、泛型變數限定的定義及用途。

程式碼：

 

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; }
}

 

 

 

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 = 
         { //按ASCII碼比較，大寫字母比小寫字母的ASCII碼小;
            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呼叫靜態方法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
   */
    public static <T extends Comparable> Pair<T> minmax(T[] a) //泛型變數加了泛型約束的方法;
   {
      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);//返回一個例項化泛型Pair類物件；
   }
}

 結果：

測試程式3：

l  用除錯執行教材335頁 PairTest3，結合程式執行結果理解程式；

l  瞭解萬用字元型別的定義及用途。

程式碼：

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;

/**
 * @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;

/**
 * @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)
  //<? extends type>表示帶有上界 
   
   {
      Employee first = p.getFirst();
      Employee second = p.getSecond();
      System.out.println(first.getName() + " and " + second.getName() + " are buddies.");
   }
 //"?"在這兒是萬用字元，符號表明引數的型別可以是任何一種型別，它和引數T的含義是有區別的
   public static void minmaxBonus(Manager[] a, Pair<? super Manager> result)//<? super type>表示帶有下界
{
      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);
   }
//T表示一種未知型別，而“？”表示任何一種型別
   public static void maxminBonus(Manager[] a, Pair<? super Manager> result)
   {
      minmaxBonus(a, result);
      PairAlg.swapHelper(result); // swapHelper捕獲萬用字元型別
   }
}

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 1.01 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)
  //<? extends type>表示帶有上界 
   
   {
      Employee first = p.getFirst();
      Employee second = p.getSecond();
      System.out.println(first.getName() + " and " + second.getName() + " are buddies.");
   }
 //"?"在這兒是萬用字元，符號表明引數的型別可以是任何一種型別，它和引數T的含義是有區別的
   public static void minmaxBonus(Manager[] a, Pair<? super Manager> result)//<? super type>表示帶有下界
{
      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);
   }
//T表示一種未知型別，而“？”表示任何一種型別
   public static void maxminBonus(Manager[] a, Pair<? super Manager> result)
   {
      minmaxBonus(a, result);
      PairAlg.swapHelper(result); // swapHelper捕獲萬用字元型別
   }
}

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;

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;
   }
}

結果：

實驗2：程式設計練習：

程式設計練習1：實驗九程式設計題總結

l  實驗九程式設計練習1總結（從程式總體結構說明、模組說明，目前程式設計存在的困難與問題三個方面闡述）。

 程式總體結構：主類Main和子類test

模組說明：主類當中進行檔案的讀取以及操作，test類實現了comparable介面，控制其輸出形式

困難與問題：對捕獲知識掌握的不好

 l  實驗九程式設計練習2總結（從程式總體結構說明、模組說明，目前程式設計存在的困難與問題三個方面闡述）。

 程式總體結構：主類和yunsuan類

模組說明：主類呼叫以及實現yunsuan類的功能，yunsuan類主要模組化實現各種操作

困難與問題：在yunsuan類的編寫中，很多操作不知怎樣具體化；對於switch語句掌握不好

程式設計練習2：採用泛型程式設計技術改進實驗九程式設計練習2，使之可處理實數四則運算，其他要求不變。

程式碼：

package fghjg;
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();//與其它類建立聯絡
    PrintWriter out=null;
    try {
        out=new PrintWriter("D:/text.txt");//將檔案裡的內容讀入到D盤名叫text的檔案中
         
    }catch(FileNotFoundException e) {
        System.out.println("檔案找不到");
        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("答案正確");
        }
        else {
            System.out.println("答案錯誤");
        }
        
        break ;
    case 1:
        if(a<b)
                        {
                                 int temp=a;
                                 a=b;
                                 b=temp;
                             }//為避免減數比被減數大的情況

         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("答案正確");
        }
        else {
            System.out.println("答案錯誤");
        }
         
        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("答案正確");
        }
        else {
            System.out.println("答案錯誤");
        }
        break;
    case 3:
        
        
         
        while(b==0)
        {  b = (int) Math.round(Math.random() * 100);//滿足分母不為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("答案正確");
     }
     else {
         System.out.println("答案錯誤");
     }
    
     break;
     

    }
    }
    System.out.println("totlescore:"+sum);
    out.println(sum);
    
    out.close();
    }
    }

 

package fghjg;
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;
   }
   }

結果：

 

三、實驗總結

        本次實驗主要是在上週實驗的基礎上更加深刻的去理解泛型概念；掌握泛型類的定義與使用以及泛型方法的宣告與使用；瞭解泛型介面的定義與實現。