201871010111-刘佳华《面向对象程序设计（java）》第十二周学习总结

201871010111-刘佳华《面向对象程序设计（java）》第十二周学习总结

实验十   集合与GUI初步

实验时间 2019-11-14

第一部分：基础知识总结

• 第九章知识总结 

1.栈(Stack)也是一种特殊的线性表，是一种后进先出 (LIFO)的结构。

栈是限定仅在表尾进行插入和删除运算的线性表，表尾称为栈顶(top)，表头称为(bottom)。

栈的物理存储可以用顺序存储结构，也可以用链式存储结构。

2.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。

3.一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。

4.集合框架：JAVA集合类库的统一架构。

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。

集合类的使用： Java的集合类包含在java.util包中。

集合类的特点一：只容纳对象。

注意：数组可以容纳基本数据类型数据和对象。如果集合类中想使用基本数据类型，又想利用集合类的灵活性，可以把基本数据类型数据封装成该数据类型的包装器对象，然后放入集合中处理。特点二：集合类容纳的对象都是Object类的实例，一旦把一个对象置入集合类中，它的类信息将丢失，这样设计的目的是为了集合类的通用性。因为Object类是所有类的祖先，所以可以在这些集合中存放任何类的对象而不受限制，但在使用集合成员之前必须对它重新造型。

5.JAVA的集合框架实现对各种数据结构的封装，以降低对数据管理与处理的难度。所谓框架就是一个类库的集合，框架中包含很多超类，编程者创建这些超类的子类可较方便的设计设计程序所需的类。

6.Map接口用来维持很多“键－值”对，以便通过键来查找相应的值。

HashMap基于散列表实现（替代Hashtable）。

TreeMap在一个二叉树的基础上实现（map）是一个存储关键字和值的关联或关键字/值对的对象。给定一个关键字，可以得到它的值。关键字和值都是对象。关键字必须是唯一的。但值是可以被复制的。Map接口映射唯一关键字到值。

关键字（key）是以后用于检索值的对象。给定一个关键字和一个值，可以存储这个值到一个Map对象中。当这个值被存储以后，就可以使用它的关键字来检索它，Map循环使用两个基本操作：get( )和put( )。使用 put( )方法可以将一个指定了关键字和值的值加入映射。为了得到值可以通过将关键字作为参数来调用 get( )方法。调用返回该值。

Map接口的实现类主要有HashMap，TreeMap，Hashtable，Properties。HashMap对key进行散TreeMap按照key进行排序。和Set类似，HashMap的速度通常都比TreeMap快，只有在需要排序的功能的时候，才使用TreeMap。

7.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。capacityIncrement表示每次增加多少容量。size表示集合当前元素个数。

Stack类是Vector的子类。Stack类描述堆栈数据结构，即LIFO。

Hashtable通过键来查找元素。Hashtable用散列码（hashcode）来确定键。

所有对象都有一个散列码，可以通过Object类的hashCode()方法获得。

8.集合框架中的基本接口：Collection：集合层次中的根接口，JDK未提供这个接口的直接实现类。

Set：不能包含重复的元素。对象可能不是按存放的次序存放，也就是说不能像数组一样按索引的方式进行访问，SortedSet是一个按照升序排列元素的Set。List的明显特征是它的元素都有一个确定的顺序。实现它的类有ArrayList和LinkedList。ArrayList中的元素在内存中是顺序存储的。LinkedList中的元素在内存中是以链表方式存储的。

TreeSet是一个有序集合，TreeSet中元素将照升序排列，缺省是按照自然顺序进行排列，意味着TreeSet中元素要实现Comparable接口。可以在构造TreeSet对象时，传递实现了 Comparator接口的比较器对象。HashSet是基于Hash算法实现的，其性能通常都优于TreeSet。通常使用HashSet，需要排序的功能时，使用TreeSet。

 

 

• 第十章知识总结（GUI初步）

1.Java的抽象口工具箱（ Abstract WindowToolkit, AWT)包含在java.awt包中，它提供了许多用来设计GUI的组件类和容器类。

2.AWT库处理用户界面元素的方法：把图形元素的创建和行为委托给本地GUI工具箱进行处理。

3.Swing用户界面库是非基于对等体的GUI工具箱。Swing具有更丰富并且更方便的用户界面元素集合。Swing对底层平台的依赖很少，因此与平台相关的bug很少。Swing会带来交叉平台上的统一视觉体验。Swing类库被放在 javax.swing 包里。

4.大部分AWT组件都有其 Swing的等价组件。Swing组件的名字一般是在AWT组件名前面添加一个字母“J”，如：JButton,JFrame,JPanel等。

5.通常把由Component类的子类或间接子类创建的对象称为一个组件

6.Swing 组件层次关系

 

7..组件类的常用API

 java.awt.Component 1.0

– boolean isVisible()  检查组件是否可见

– void setVisible(boolean b)  设置组件可见

– void setSize(int width,int height)  把组件缩放到指定宽度和高度

– void setBounds(int x,int y,int width,int height)  移动并缩放组件

– Dimension getSize()  得到组件的大小

– void setSize(Dimension d) 把组件缩放到指定的大小

– void setLocation(int x,int y)

8.容器是Java中能容纳和排列组件的组件。常用的容器是框架（Frame,JFrame)。

Container类提供了一个方法add(),用来在容器类 组件对象中添加其他组件。

容器本身也是一个组件，可以把一个容器添加到 另一个容器里，实现容器嵌套。

框架定位：常用Component类的setLocation和setBounds方法。常用属性：Title：框架标题；IconImage：框架图标。

确定框架大小：通过调用Toolkit类的方法来得到屏幕尺寸信息。

Jframe的结构：它由根面板、层级面板、玻璃面板和内容面板（content pane）四层面板构成。

Swing程序员最关心的是内容面板，也称为内容窗格。

在AWT中可调用add()方法把组件直接添加到AWT Frame中,在Swing中组件则添加到内容窗格里。

其中内容窗格是用来添加组件的，添加代码如下：Container contentPane = getContentPane(); Component c=…; contentPane.add(c);

用户也可以自行创建一个组件类，并在组件上进行绘制，此时需要重载paintComponent()。用户的自建组件也可添加到内容窗格里。

paintComponent(Graphics g)定义在JComponent类中，该方法在窗口需要重新绘图时(如扩大窗口或极小化窗口),被系统自动调用.

paintComponent()方法被调用时，系统就自动产生一个Graphics类型的参数，传递给paintComponent方法中的参数g。

第二部分：实验内容和步骤

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) 掌握ArrayList、LinkList两个类的用途及常用API。

(3) 掌握Java GUI中框架创建及属性设置中常用类的API；

(4) 应用结对编程（Pair programming），体验程序开发中的两人合作。

 

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。 

 1 package Demo;
 2 //Vector类举例
 3 import java.util.Vector;
 4 
 5 class Cat{
 6     private int catNumber;
 7     Cat(int i){
 8         catNumber =i;
 9     }
10     void print() {
11         System.out.println("Cat#"+catNumber);
12     }
13     
14 }
15 public class Cats {
16 
17     public static void main(String[] args) {
18         
19         Vector  cats=new Vector();
20         for(int i=0;i<7;i++) {
21             cats.addElement(new Cat(i));//添加新的Cat对象作为Vector的元素
22         }
23         for(int i=0;i) {
24             (cats.elementAt(i)).print();
25             //System.out.println(cats.elementAt(i));
26         }
27     }
28 
29 }

Cats

测试代码运行截图：

 1 package Demo;
 2 
 3 import java.util.*;
 4 
 5 
 6 public class Stacks {
 7     
 8     static String[] months= {"jing","ying","tong","tie"};//创建字符串数组
 9     public static void main(String[] args) {
10         Stack stk=new Stack();//创建以字符串数组对象为元素的栈对象
11         for(int i=0;i) {
12             stk.push(months[i]);//压栈
13         }
14         stk.add("opi");//add方法将字符串opi放置到栈顶
15         
16         //System.out.println(stk.lastElement());
17         //stk.remove(0);
18         System.out.println(stk);//将整个栈输出
19         System.out.println("element 2="+stk.elementAt(2));//访问下标为2的栈元素，其下标与数组一致
20         while(!stk.empty())
21             System.out.println(stk.pop());//栈不为空时出栈
22     }
23 }

Stacks

测试代码运行截图：

 1 package Demo;
 2 
 3 import java.util.*;
 4 import java.util.Map.Entry;
 5 
 6 class Counter {
 7     int i = 1;    //friendly
 8     public String toString() {
 9         return Integer.toString(i);
10     }
11 }
12 
13 public class Statistics {
14     public static void main(String[] args) {
15         Hashtable ht = new Hashtable(); //counter和Integer类对象作为Hashtable的参数
16         for (int i = 0; i < 10000; i++) {
17             Integer r = new Integer((int) (Math.random() * 20));
18 if(ht.containsKey(r)) //存在键值
19               ((Counter)ht.get(r)).i++;       
20           else
21               ht.put(r, new Counter());  //.put(Integer key, Counter value)
22 }
23         System.out.println(ht);
24         /*for(Entry et  :ht.entrySet()){
25             System.out.println(et.getKey()+":"+et.getValue());
26         }*/
27         
28     }
29 }

Statistics

 程序解析：

该示例检验Math.random()方法的随机性。在理想情况下，该方法应该产生一系列完美的随机分布的数字。为了验证这一点，需要生成数量众多的随机数字，然后计算落在不同范围内的数字量。该程序生成10000个随数，查看它们在0～20之间的分布如何。

测试代码运行截图：

 

测试程序2：

l 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；

l 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；

l 掌握ArrayList、LinkList两个类的用途及常用API。

 1 package Demo;
 2 
 3 import java.util.*;
 4 
 5 public class ArrayListDemo {
 6     public static  void main(String[] argv) {
 7         ArrayList  al = new ArrayList();
 8         // 在ArrayList中添加对象元素...
 9         al.add(new Integer(11));
10         al.add(new Integer(12));
11         al.add(new Integer(13));
12         al.add(new String("hello"));
13         // 首先用for循环按下标打印出来.
14         System.out.println("Retrieving by index:");
15         for (int i = 0; i < al.size(); i++) {
16             System.out.println("Element " + i + " = " + al.get(i));
17         }
18      }
19 }

ArrayListDemo

 运行截图：

 1 package Demo;
 2 
 3 import java.util.*;
 4 public class LinkedListDemo {
 5     public static void main(String[] argv) {
 6         LinkedList l = new LinkedList();
 7         l.add(new Object());
 8         l.add("Hello");
 9         l.add("zhangsan");
10         ListIterator li = l.listIterator(0);  //获取得带器对象
11         while (li.hasNext())   //返回一个boolearn值，判断有没有下一个
12             System.out.println(li.next());  
13         if (l.indexOf("Hello") < 0)   
14             System.err.println("Lookup does not work");
15         else
16             System.err.println("Lookup works");
17    }
18 }

LinkedListDemo

运行截图：

 

• 教材实例程序 9-1

 1 package Demo;
 2 
 3 import java.util.*;
 4 
 5 /**
 6  * This program demonstrates operations on linked lists.
 7  * @version 1.12 2018-04-10
 8  * @author Cay Horstmann
 9  */
10 public class LinkedListTest
11 {
12    public static void main(String[] args)
13    {
14       var a = new LinkedList();
15       a.add("Amy");
16       a.add("Carl");
17       a.add("Erica");
18 
19       var b = new LinkedList();
20       b.add("Bob");
21       b.add("Doug");
22       b.add("Frances");
23       b.add("Gloria");
24 
25       // 把b中的单词合并成a
26 
27       ListIterator aIter = a.listIterator();
28       Iterator bIter = b.iterator();
29 
30       while (bIter.hasNext())
31       {
32          if (aIter.hasNext()) 
33              aIter.next();
34          aIter.add(bIter.next());
35       }
36 
37       System.out.println(a);
38 
39       // 删除b中的每第二个单词
40 
41       bIter = b.iterator();
42       while (bIter.hasNext())
43       {
44          bIter.next(); // 跳过一个元素
45          if (bIter.hasNext())
46          {
47             bIter.next(); // 跳过又一个元素
48             bIter.remove(); // 删除此元素
49          }
50       }
51 
52       System.out.println(b);
53 
54       // 批量操作：从a中删除b中的所有单词
55 
56       a.removeAll(b);
57 
58       System.out.println(a);
59    }
60 }

LinkedListTest

 运行截图：

迭代器中API：

• hasNext:没有指针下移操作，只是判断是否存在下一个元素
• next：指针下移，返回该指针所指向的元素
• remove：删除当前指针所指向的元素，一般和next方法一起用，这时候的作用就是删除next方法返回的元素

Iterator和ListIterator区别
我们在使用List，Set的时候，为了实现对其数据的遍历，我们经常使用到了Iterator(迭代器)。使用迭代器，你不需要干涉其遍历的过程，只需要每次取出一个你想要的数据进行处理就可以了。但是在使用的时候也是有不同的。List和Set都有iterator()来取得其迭代器。对List来说，你也可以通过listIterator()取得其迭代器，两种迭代器在有些时候是不能通用的，Iterator和ListIterator主要区别在以下方面：

（1）ListIterator有add()方法，可以向List中添加对象，而Iterator不能
（2）ListIterator和Iterator都有hasNext()和next()方法，可以实现顺序向后遍历，但是ListIterator有hasPrevious()和previous()方法，可以实现逆向（顺序向前）遍历。Iterator就不可以。
（3）ListIterator可以定位当前的索引位置，nextIndex()和previousIndex()可以实现。Iterator没有此功能。
（4）都可实现删除对象，但是ListIterator可以实现对象的修改，set()方法可以实现。Iierator仅能遍历，不能修改。

因为ListIterator的这些功能，可以实现对LinkedList等List数据结构的操作。其实，数组对象也可以用迭代器来实现。

实验2：导入第10章示例程序，测试程序并进行代码注释。

测试程序1：

l 运行下列程序，观察程序运行结果。

 1 package GUI;
 2 import javax.swing.*;
 3 public class FirstSimpleFrame {
 4        public static void main(String[] args)
 5        {
 6          JFrame  frame = new JFrame(); 
 7          frame.setBounds(0, 0,300, 200);
 8          frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
 9          frame.setVisible(true);    
10        }
11     }

FirstSimpleFrame

 

运行截图： 

l 在elipse IDE中调试运行教材407页程序10-1，结合程序运行结果理解程序；与上面程序对比，思考异同；

l 掌握空框架创建方法；

l 了解主线程与事件分派线程概念；

l 掌握GUI顶层窗口创建技术。

教材程序10-1

 1 package GUI;
 2 
 3 import java.awt.*;
 4 import javax.swing.*;
 5 
 6 /**
 7  * @version 1.34 2018-04-10
 8  * @author Cay Horstmann
 9  */
10 public class SimpleFrameTest
11 {
12    public static void main(String[] args)
13    {
14       EventQueue.invokeLater(() ->
15          {
16             var frame = new SimpleFrame();
17             frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);//设置关闭可用
18             frame.setVisible(true);
19          });
20    }
21 }
22 
23 class SimpleFrame extends JFrame
24 {
25    private static final int DEFAULT_WIDTH = 300;
26    private static final int DEFAULT_HEIGHT = 200;
27 
28    public SimpleFrame()
29    {
30       setSize(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT);
31    }
32 }

SimpleFrameTest

 

运行结果与FirstSimpleFrame一致。

测试程序2：

l 在elipse IDE中调试运行教材412页程序10-2，结合运行结果理解程序；

l 掌握确定框架常用属性的设置方法。

 1 package GUI;
 2 
 3 import java.awt.*;
 4 import javax.swing.*;
 5 
 6 /**
 7  * @version 1.35 2018-04-10
 8  * @author Cay Horstmann
 9  */
10 public class SizedFrameTest
11 {
12    public static void main(String[] args)
13    {
14       EventQueue.invokeLater(() ->
15          {
16             var frame = new SizedFrame();
17             frame.setTitle("SizedFrame");
18             frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
19             frame.setVisible(true);
20          });
21    }
22 }
23 
24 class SizedFrame extends JFrame
25 {
26    public SizedFrame()
27    {
28       // 得到屏幕像素对
29 
30       Toolkit kit = Toolkit.getDefaultToolkit();
31       Dimension screenSize = kit.getScreenSize();
32       
33       int screenHeight = screenSize.height;
34       int screenWidth = screenSize.width;
35       //System.out.println(screenSize.height);
36       //System.out.println(screenSize.width);
37       // 设置框架宽度、高度并让平台拾取屏幕位置
38       
39       setLocationByPlatform(true);
40       setSize(screenWidth / 2, screenHeight / 2);
41       setLocation(50,50);
42       //setBounds(50, 50, (screenWidth / 2), (screenHeight / 2));
43       setVisible(true);//设置组件可见性，顶层组件除外
44 
45       // 设置帧图标
46 
47       Image img = new ImageIcon("C:\\Users\\83583\\Pictures\\Saved Pictures\\timg.jpg").getImage();//修改图标
48       setIconImage(img);      
49    }
50 }

SizedFrameTest

 

运行结果：

测试程序3：

l 在elipse IDE中调试运行教材418页程序10-3，结合运行结果理解程序；

l 掌握在框架中添加组件；

掌握自定义组件的用法。

 1 package GUI;
 2 
 3 import javax.swing.*;
 4 import java.awt.*;
 5 
 6 /**
 7  * @version 1.34 2018-04-10
 8  * @author Cay Horstmann
 9  */
10 public class NotHelloWorld
11 {
12    public static void main(String[] args)
13    {
14        
15       EventQueue.invokeLater(() ->
16          {
17             var frame = new NotHelloWorldFrame();
18             frame.setTitle("NotHelloWorld");
19             
20             
21             frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
22             frame.setVisible(true);
23          });
24    }
25 }
26 
27 /**
28  * A frame that contains a message panel.
29  */
30 class NotHelloWorldFrame extends JFrame
31 {
32    public NotHelloWorldFrame()
33    {
34       add(new NotHelloWorldComponent());
35       pack();
36    }
37 
38 
39 }
40 
41 /**
42  * A component that displays a message.
43  */
44 class NotHelloWorldComponent extends JComponent
45 {
46    public static final int MESSAGE_X = 75;
47    public static final int MESSAGE_Y = 100;
48 
49    private static final int DEFAULT_WIDTH = 300;
50    private static final int DEFAULT_HEIGHT = 200;
51 
52    public void paintComponent(Graphics g)
53    {   
54        
55        g.setColor(Color.red);
56        g.drawString("Not a Hello, World program", MESSAGE_X, MESSAGE_Y);
57       
58    }
59    
60    
61 
62 public Dimension getPreferredSize() 
63    {  
64       return new Dimension(DEFAULT_WIDTH, DEFAULT_HEIGHT); 
65    }
66 }

NotHelloWorld

 

 运行截图：

 

 第三部分：实验心得

通过本周的学习我了解了新旧集合类的不同， 掌握了Vetor、StacHashtable三个类的用途， 对于HashSet类、TreeSet类的用途以及HashMap、TreeMap两个类的用途尚且理解不是很到位，在后面的学习中应该进行再理解。此外还了解与图形用户界面设计有关的知识，了解了如何用一些组件去画字，图形。了解了创建框架时的一些常用API，图形用户界面的一些基础的设计操作，比如窗口显示不同图形，文字等等，觉得很有意思；但实际用这些知识自己去设计图形还是会有一定的难度。通过练习题集练习学过的内容，对学过的知识进行了再巩固，加深了理解。