NUS - Programming Methodology II

1. 类型系统与继承

• 子类型关系 (Subtyping)
  • S <: T（S 是 T 的子类型）
  • 传递性：S <: T 且 T <: U ⇒ S <: U
  • 协变（Covariance）与逆变（Contravariance）
    • C(S) <: C(T)（若 S <: T，且 C 协变）
    • C(T) <: C(S)（若 S <: T，且 C 逆变）

• 类与接口继承
  • class C implements A, B（类实现多个接口）
  • interface I extends A, B（接口继承多个接口）
  • final 类不可被继承（如 final class Circle）

2. 泛型 (Generics)

• 型变与通配符
  • List<? extends T>（协变，允许读取）
  • List<? super T>（逆变，允许写入）
  • 泛型方法调用：A.<String>contains(strArr, "hello")
  • 类型擦除：运行时泛型信息丢失（如 T[] arr = (T[]) new Object[size]）

• 泛型约束
  • class Pair<S extends Comparable<S>, T>（类型参数边界）
  • 泛型接口实现：class A extends B implements Comparable<A>

3. 异常处理

• 异常类型
  • IllegalArgumentException（参数不合法）
  • 自定义异常：class MyException extends IllegalArgumentException

• 异常处理结构

  try {
    // 可能抛出异常的代码
  } catch (IllegalArgumentException e) {
    // 处理特定异常
  } finally {
    // 始终执行
  }
  

• throws 声明：public Circle(Point c, double r) throws IllegalArgumentException

4. 函数式编程与 Lambda

• 函数式接口
  • @FunctionalInterface 标记（如 Transformer<T, R>）
  • Lambda 表达式：Transformer<Integer, Integer> square = x -> x * x;
  • 方法引用：A::foo（静态方法）或 aInstance::bar（实例方法）

• 高阶函数
  • 柯里化（Currying）：x -> y -> x + y
  • map 与 flatMap：

    list.map(x -> x + 1).flatMap(x -> List.of(x, x * 2));
    

5. 多线程与并发

• 线程基础
  • 创建线程：new Thread(() -> { ... }).start();
  • 线程状态：isAlive() 检查线程是否存活
  • synchronized 关键字（同步方法或代码块）

• CompletableFuture
  • 异步任务链：

    CompletableFuture.supplyAsync(() -> 42)
                     .thenApply(x -> x * 2)
                     .thenAccept(System.out::println);
    

  • 异常处理：.handle((result, ex) -> ex != null ? fallback : result)

6. 流处理 (Streams)

• 流操作
  • 创建流：Stream.of(1, 2, 3) 或 IntStream.iterate(0, i -> i + 2)
  • 中间操作：filter, map, sorted, distinct
  • 终止操作：collect, reduce, forEach

• 并行流
  • 启用并行：.parallel()
  • 注意线程安全问题（如 ConcurrentModificationException）

7. 其他关键概念

• 不可变对象
  • final 字段与防御性拷贝（如 Circle 类的 final private Point c）

• 设计模式
  • 工厂方法：Circle.createCircle(Point c, double r)
  • 装饰器模式（如 ClosedCircle 扩展 Circle）

• Lazy 延迟计算
  • Lazy<T> 类：仅在首次调用 get() 时计算值

8. 代码规范与注解

• 访问修饰符
  • public, protected, private, 默认（包私有）

• 注解
  • @Override（重写方法）
  • @SuppressWarnings("unchecked")（抑制泛型警告）

✅ 复习建议：结合代码示例理解泛型型变、多线程同步机制，以及流操作的链式调用。注意 final 和函数式接口的实际应用场景。