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实验七：泛型、列表和栈

介绍

在本实验中，你将体验泛型（Generics）的使用。泛型让你能对类型进行抽象。更具体说，在定义类、接口和方法时，泛型让你可以参数化类型（类或者接口）。我们将创建一个纸牌游戏，该游戏使用泛型来创建三副牌，牌有两种类型，一种类型基于牌上的人物，另外一种类型基于牌上的运数。虽然我们有两种不同类型的牌，两类都需要一套标准的操作（包括洗牌和换牌）。通过用Java泛型实现一个泛的Desk类，我们仅需实现这些方法一次，该实现可以用于各种不同类型的牌。

作为Desk实现的一部分，我们也将使用Java集合框架中的Stack类来存放用过和没有用过的牌。

学习目标

完成本实验后，你应该能够：

  1. 使用Java中的泛型创建类
  2. 使用泛型解决更大型问题
  3. 使用Stack类存放和获取对象

准备

将现有的lab7实现导入到你的eclipse工作区，

  • 下载lab7实现
  • 在Eclipse中，选择File/Import
  • 选择General/Existing projects into workspace，点击Next
  • 选择Select archive file，导航到lab7.zip文件，点击Finish

命运卡牌游戏

该游戏有三副牌：一副帝王牌（Emperor's Deck），一副平民牌（Plebeian's Deck），和一副命运牌（Fate Deck），玩游戏规则如下：

  • 玩家先从命运牌中抽取一张牌
    • 如果玩家抽到的是财富（Riches）牌，他们将收到一副帝王牌，对手则收到平民牌。
    • 如果玩家抽到的是革命（Revolution）牌，他们将收到一副平民牌，对手则收到帝王牌。
  • 然后每个玩家从他们的牌中抽取顶部的牌，摊牌和对手比
    • 如果两张牌都是贵族（Patrician），结果是平局。两个玩家从他们各自的牌中抽取下一张牌，重复直到两个玩家抽到的牌不同
    • 如果是帝王碰到平民，平民胜，相应的玩家赢得4个点
    • 如果是帝王碰到贵族，帝王胜，相应的玩家赢得1个点
    • 如果是平民碰到贵族，贵族胜，相应的玩家赢得1个点
  • 如果要玩多次游戏，则将每副牌洗牌，然后玩家通过抽取命运牌重新开始。

程序的完整实现将首先创建一副帝王牌，一副平民牌，和一副命运牌，然后将三副牌都洗牌。程序然后会玩50次游戏，将每局的结果报告到控制台上（如果需要，你可以随意将Driver类中的次数改得更大）。

类设计

下面是本实验实现相关类的UML表示， uml design 注意我们引入了一些新的UML标记：

  • 我们将泛型类表示为两类，一类是泛型类型未定义的，一类是将泛型类型绑定到某种其它类型（例如，Card<T> vs Card<Character>）。
  • 尽管我们会显式的实现泛型类（Card<T>），我们并不提供一个显式绑定类实现（Card）- 编译器会为我们做的！因此，绑定类标记为"<>"。
  • "<>"标记线显式地告诉我们泛型类型对应的绑定目标。

我们项目中的关键类型是：

  • Character是一个枚举类型，定义一组任务类型。也就是帝王，贵族和平民。
  • Fate是一个枚举类型，定义最初牌的分配，也就是革命牌和财富牌。
  • Card泛型类型由泛类型T定义。从Card<Character>和Card<Fate>到Card的两个箭头表示Card的泛型类型绑定到两个不同类型：一个和Character绑定，另一个和Fate绑定。
  • Deck是一个抽象类，由一对泛型类型定义：T和T2。T定义Card的底层泛型类型（在本案中，是Character或者Fate），T2是Card的一种形式（明确讲，T2 is-a Card<T>）。
  • 从EmperorsDeck，PlebeiansDeck，和FateDeck到Deck的线表示EmperorsDeck，PlebeiansDeck，和FateDeck继承自Deck。注意，这些子类也显示地将T和T2绑定到特定的Card类型。例如，FateDeck显式地将Fate绑定到T，Card<T>绑定到Card<Fate>。

实验7：实现步骤

从我们在lab7.zip中提供的类文件开始。

  1. 类Card，Character，PlebiansDeck，和Driver已经被完整实现了，不应该再被修改。
  2. Deck类是一个泛型和抽象类，该类已经为你部分实现，你需要完整实现在UML中列出的每个方法。
  3. 创建和实现一个枚举类Fate，每个枚举由相关联的字符串类描述。RICHES表示玩家的命运是"你是帝王"，REVOLUTION表示玩家的命运是"你是平民"。每个Fate枚举的字符串表示应当只返回玩家的命运。
  4. 创建和实现类FateDeck，这副牌的名称应当存为"The Deck of Fate"。populateDeck()方法应当首先销毁之前创建的牌，然后将牌填充一张RICHES类型的牌和一张REVOLUTION类型的牌。
  5. 创建和实现类EmperorsDeck，这副牌的名称应当存为"Emperor's Deck"。populateDeck()方法应当首先销毁之前创建的牌，然后填充一副完整的牌。特别地，该方法应该放置4张PATRICIAN类型的牌和1张EMPEROR类型的牌。
  6. Game类已经为你部分实现，你需要实现*play()*方法。*play()*在给定一副帝王牌、一副平民牌和一副命运牌的情况下，玩一把游戏（规则如上面的命运牌游戏所述），然后报告输出玩家接收到的点数。这些点数必须使用Game类中创建的常量，包括constPlayerLost修正值：
    • 如果出现平民/帝王组合牌，失败方玩家得constPlebeianEmperor常量乘以constPlayerLost修正值，
    • 如果出现贵族/非贵族组合牌，失败方玩家得constPatricianNonPatrician常量乘以constPlayerLost修正值。
  7. 创建JUnit单元测试，完整地测试你创建和实现的所有类和方法
    • 确保所有功能正确
    • 确保方法中的所有情况被覆盖。

输出样例

下面是一个完整程序的输出，玩6把，结束后报告玩家的总分数，你实现的游戏的输出细节可能有所不同：

////////// FATE GAME START //////////
Player's Current Total Score: 0
///// You are the Plebeian /////
You: Patrician
Opp: Patrician
You: Patrician
Opp: Patrician
You: Patrician
Opp: Patrician
You: Patrician
Opp: Patrician
You: Plebeian
Opp: Emperor
Player's Current Total Score: 4
///// Your are the Plebeian /////
You: Plebeian
Opp: Emperor
Player's Current Total Score: 8
///// Your are the Emperor /////
You: Emperor
Opp: Patrician
Player's Current Total Score: 9
///// You are the Plebeian /////
You: Patrician
Opp: Patrician
You: Patrician
Opp: Patrician
You: Patrician
Opp: Emperor
Player's Current Total Score: 8
///// Your are the Emperor /////
You: Patrician
Opp: Patrician
You: Emperor
Opp: Patrician
Player's Current Total Score: 9
///// You are the Plebeian /////
You: Patrician
Opp: Patrician
You: Patrician
Opp: Patrician
You: Patrician
Opp: Patrician
You: Patrician
Opp: Emperor
////////// FATE GAME END //////////
Player's Final Score: 8

最后步骤

步骤1

使用Eclipse生成Javadoc

  • 选择Project/Generate Javadoc...
  • 确保你的项目被选中，包括所有的Java文件
  • 选择Private可见性
  • 使用缺省的目标目录
  • 点击Finish

步骤2

在Eclipse或者你常用的浏览器中打开lab7/doc/index.html文件。 确保Javadoc中包含你的类，所有的方法包含必要的Javadoc文档。