实验八接口的定义与使用
实验时间 2018-10
理论部分
6.1 接口:用interface声明，是抽象方法和常量值定义的集 合。从本质上讲，接口是一种特殊的抽象类。
在Java程序设计语言中，接口不是类，而是对类 的一组需求描述，由常量和一组抽象方法组成。 接口中不包括变量和实现的方法。接口体中包含常量定义和方法定义，接口中只进 行方法的声明，不提供方法的实现。通常接口的名字以able或ible结尾；接口中的所有常量必须是public static final，方法必须是public abstract，这是 系统默认的，不管你在定义接时，写不写 修饰符都是一样的.接口的实现:一个类使用了某个接口，那么这个类必须实现该 接口的所有方法，即为这些方法提供方法体。一个类可以实现多个接口，接口间应该用逗号分 隔开。接口的使用:接口不能构造接口对象，但可以声明接口变量以指向一个实现了该接口的类对象。可以用instanceof检查对象是否实现了某个接口。
抽象类：用abstract来声明,没有具体实例对象的类，不 能用new来创建对象。
6.2 接口示例
(回调(callback)：一种程序设计模式，在这种模 式中，可指出某个特定事件发生时程序应该采取 的动作。Comparator接口所在包： java.util.*Object类的Clone方法:当拷贝一个对象变量时，原始变量与拷贝变量 引用同一个对象。这样，改变一个
变量所引用 的对象会对另一个变量产生影响。如果要创建一个对象新的copy，它的最初状态与 original一样，但以后可以各自改变状态，就需 要使用Object类的clone方法。Object.clone()方法返回一个Object对象。必须进行强 制类型转换才能得到需要的类型。
6.3浅层拷贝与深层拷贝
(1)Java中对象克隆的实现:在子类中实现Cloneable接口。
(2)在子类的clone方法中，调用super.clone()。
6.3 lambda表达式
(1)Java Lambda 表达式是 Java 8 引入的一个新的功能，主 要用途是提供一个函数化的语法来简化编码。
(2)Lambda 表达式的语法基本结构 (arguments) -> body
(3)有如下几种情况： 1、参数类型可推导时，不需要指定类型，如 (a) -> System.out.println(a)
2、 只有一个参数且类型可推导时，不强制写 (), 如 a -> System.out.println(a)
3、 参数指定类型时，必须有括号，如 (int a) -> System.out.println(a)
4、参数可以为空，如 () -> System.out.println(“hello”)
5、 body 需要用 {} 包含语句，当只有一条语句时 {} 可省略
6.4 内部类：是定义在一个类内部的类。
使用内部类的原因有以下三个： –内部类方法可以访问该类定义所在的作用域中 的数据，包括私有数据。内部类能够隐藏起来，不为同一包中的其他类 所见。
–想要定义一个回调函数且不想编写大量代码时， 使用匿名内部类比较便捷。
内部类可以直接访问外部类的成员，包括 private成员，但是内部类的成员却不能被外部 类直接访问。内部类并非只能在类内定义，也可以在程序块内 定义局部内部类。如果构造参数的闭圆括号跟一个开花括号，表明正 在定义的就是匿名内部类。
1、实验目的与要求
(1) 掌握接口定义方法；
(2) 掌握实现接口类的定义要求；
(3) 掌握实现了接口类的使用要求；
(4) 掌握程序回调设计模式；
(5) 掌握Comparator接口用法；
(6) 掌握对象浅层拷贝与深层拷贝方法；
(7) 掌握Lambda表达式语法；
(8) 了解内部类的用途及语法要求。
2、实验内容和步骤
实验1： 导入第6章示例程序，测试程序并进行代码注释。
测试程序1：
l 编辑、编译、调试运行阅读教材214页-215页程序6-1、6-2，理解程序并分析程序运行结果；
l 在程序中相关代码处添加新知识的注释。
l 掌握接口的实现用法；
l 掌握内置接口Compareable的用法。
1 package interfaces; 2 3 import java.util.*; 4 5 /** 6 * This program demonstrates the use of the Comparable interface. 7 * @version 1.30 2004-02-27 8 * @author Cay Horstmann 9 */ 10 public class EmployeeSortTest 11 { 12 public static void main(String[] args) 13 { 14 Employee[] staff = new Employee[3]; 15 16 staff[0] = new Employee("Harry Hacker", 35000); 17 staff[1] = new Employee("Carl Cracker", 75000); 18 staff[2] = new Employee("Tony Tester", 38000); 19 20 Arrays.sort(staff); 21 22 // 打印所有员工对象的信息 23 for (Employee e : staff) 24 System.out.println("name=" + e.getName() + ",salary=" + e.getSalary()); 25 } 26 }
1 package interfaces; 2 3 public class Employee implements Comparable<Employee> 4 { 5 private String name; 6 private double salary; 7 8 public Employee(String name, double salary) 9 { 10 this.name = name; 11 this.salary = salary; 12 } 13 14 public String getName() 15 { 16 return name;//name访问器 17 } 18 19 public double getSalary() 20 { 21 return salary; //salary访问器 22 } 23 24 public void raiseSalary(double byPercent) 25 { 26 double raise = salary * byPercent / 100; 27 salary += raise; 28 } 29 30 /** 31 * Compares employees by salary 32 * @param other another Employee object 33 * @return a negative value if this employee has a lower salary than 34 * otherObject, 0 if the salaries are the same, a positive value otherwise 35 */ 36 public int compareTo(Employee other) 37 { 38 return Double.compare(salary, other.salary); 39 } 40 }
测试程序2：
interface A { double g=9.8; void show( ); } class C implements A { public void show( ) {System.out.println("g="+g);} } class InterfaceTest { public static void main(String[ ] args) { A a=new C( ); a.show( ); System.out.println("g="+C.g); } }
结果
l 在elipse IDE中调试运行教材223页6-3，结合程序运行结果理解程序；测试程序3：
l 26行、36行代码参阅224页，详细内容涉及教材12章。
l 在程序中相关代码处添加新知识的注释。
l 掌握回调程序设计模式；
1 package timer; 2 3 /** 4 @version 1.01 2015-05-12 5 @author Cay Horstmann 6 */ 7 8 import java.awt.*; 9 import java.awt.event.*; 10 import java.util.*; 11 import javax.swing.*; 12 import javax.swing.Timer; 13 // to resolve conflict with java.util.Timer 14 15 public class TimerTest 16 { 17 public static void main(String[] args) 18 { 19 ActionListener listener = new TimePrinter(); 20 21 // construct a timer that calls the listener 22 // 间隔s 23 Timer t = new Timer(10000, listener);//定义间隔 24 t.start(); 25 26 JOptionPane.showMessageDialog(null, "Quit program?"); 27 System.exit(0); 28 } 29 } 30 31 class TimePrinter implements ActionListener//内置接口 32 { 33 public void actionPerformed(ActionEvent event) 34 { 35 System.out.println("At the tone, the time is " + new Date()); 36 Toolkit.getDefaultToolkit().beep(); 37 } 38 }
测试程序4：
l 调试运行教材229页-231页程序6-4、6-5，结合程序运行结果理解程序；
l 在程序中相关代码处添加新知识的注释。
l 掌握对象克隆实现技术；
l 掌握浅拷贝和深拷贝的差别。
1 package clone; 2 3 /** 4 * This program demonstrates cloning. 5 * @version 1.10 2002-07-01 6 * @author Cay Horstmann 7 */ 8 public class CloneTest 9 { 10 public static void main(String[] args) 11 { 12 try 13 { 14 15 Employee original = new Employee("John Q. Public", 50000); 16 //Employee是一个自定义类 17 original.setHireDay(2000, 1, 1); 18 Employee copy = original.clone(); 19 copy.raiseSalary(10);//原有对象不会发生变化 20 copy.setHireDay(2002, 12, 31);//更改器 21 System.out.println("original=" + original);//字符串连接 22 System.out.println("copy=" + copy); 23 } 24 catch (CloneNotSupportedException e) 25 { 26 e.printStackTrace(); 27 } 28 } 29 } 30
1 package clone; 2 3 import java.util.Date; 4 import java.util.GregorianCalendar; 5 6 public class Employee implements Cloneable 7 { 8 private String name; 9 private double salary; 10 private Date hireDay; 11 12 public Employee(String name, double salary) 13 { 14 this.name = name; 15 this.salary = salary; 16 hireDay = new Date(); 17 } 18 19 public Employee clone() throws CloneNotSupportedException 20 { 21 // 调用object.clone() 22 Employee cloned = (Employee) super.clone(); 23 24 // 克隆可变的字段 25 cloned.hireDay = (Date) hireDay.clone(); 26 27 return cloned; 28 } 29 30 /** 31 * Set the hire day to a given date. 32 * @param year the year of the hire day 33 * @param month the month of the hire day 34 * @param day the day of the hire day 35 */ 36 public void setHireDay(int year, int month, int day) 37 { 38 Date newHireDay = new GregorianCalendar(year, month - 1, day).getTime(); 39 40 // 实力字段突变的例子 41 hireDay.setTime(newHireDay.getTime()); 42 } 43 44 public void raiseSalary(double byPercent) 45 { 46 double raise = salary * byPercent / 100; 47 salary += raise; 48 } 49 50 public String toString() 51 { 52 return "Employee[name=" + name + ",salary=" + salary + ",hireDay=" + hireDay + "]"; 53 } 54
实验2： 导入第6章示例程序6-6，学习Lambda表达式用法。
l 调试运行教材233页-234页程序6-6，结合程序运行结果理解程序；
l 在程序中相关代码处添加新知识的注释。
l 将27-29行代码与教材223页程序对比，将27-29行代码与此程序对比，体会Lambda表达式的优点。
1 package lambda; 2 3 import java.util.*; 4 5 import javax.swing.*; 6 import javax.swing.Timer; 7 8 /** 9 * This program demonstrates the use of lambda expressions. 10 * @version 1.0 2015-05-12 11 * @author Cay Horstmann 12 */ 13 public class LambdaTest 14 { 15 public static void main(String[] args) 16 { 17 String[] planets = new String[] { "Mercury", "Venus", "Earth", "Mars", 18 "Jupiter", "Saturn", "Uranus", "Neptune" }; 19 System.out.println(Arrays.toString(planets)); 20 System.out.println("Sorted in dictionary order:"); 21 Arrays.sort(planets); 22 System.out.println(Arrays.toString(planets)); 23 System.out.println("Sorted by length:"); 24 Arrays.sort(planets, (first, second) -> first.length() - second.length()); 25 System.out.println(Arrays.toString(planets)); 26 27 Timer t = new Timer(1000, event -> 28 System.out.println("The time is " + new Date())); 29 t.start(); 30 31 // 持续运行程序直到按下ok键 32 JOptionPane.showMessageDialog(null, "Quit program?"); 33 System.exit(0); 34 } 35 }
注：以下实验课后完成
实验3: 编程练习
l 编制一个程序，将身份证号.txt 中的信息读入到内存中；
l 按姓名字典序输出人员信息；
l 查询最大年龄的人员信息；
l 查询最小年龄人员信息；
l 输入你的年龄，查询身份证号.txt中年龄与你最近人的姓名、身份证号、年龄、性别和出生地；
l 查询人员中是否有你的同乡。
1 package ID; 2 import java.io.BufferedReader; 3 import java.io.File; 4 import java.io.FileInputStream; 5 import java.io.FileNotFoundException; 6 import java.io.IOException; 7 import java.io.InputStreamReader; 8 import java.util.ArrayList; 9 import java.util.Arrays; 10 import java.util.Collections; 11 import java.util.Scanner; 12 13 public class Main{ 14 private static ArrayList<People> Peoplelist; 15 public static void main(String[] args) { 16 Peoplelist = new ArrayList<>(); 17 Scanner scanner = new Scanner(System.in); 18 File file = new File("D:\java\1\身份证号.txt"); 19 try { 20 FileInputStream fis = new FileInputStream(file); 21 BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(fis)); 22 String temp = null; 23 while ((temp = in.readLine()) != null) { 24 25 Scanner linescanner = new Scanner(temp); 26 27 linescanner.useDelimiter(" "); 28 String name = linescanner.next(); 29 String ID = linescanner.next(); 30 String sex = linescanner.next(); 31 String age = linescanner.next(); 32 String place =linescanner.nextLine(); 33 People People = new people(); 34 People.setname(name); 35 People.setID(ID); 36 People.setsex(sex); 37 int a = Integer.parseInt(age); 38 People.setage(a); 39 People.setbirthplace(place); 40 Peoplelist.add(People); 41 42 } 43 } catch (FileNotFoundException e) { 44 System.out.println("查找不到信息"); 45 e.printStackTrace(); 46 } catch (IOException e) { 47 System.out.println("信息读取有误"); 48 e.printStackTrace(); 49 } 50 boolean isTrue = true; 51 while (isTrue) { 52 System.out.println("————————————————————————————————————————"); 53 System.out.println("1:按姓名字典序输出人员信息"); 54 System.out.println("2:查询最大年龄人员信息和最小年龄人员信息"); 55 System.out.println("3：输入你的年龄,查询年龄与你最近人的所有信息"); 56 System.out.println("4:查询人员中是否有你的同乡"); 57 58 59 int nextInt = scanner.nextInt(); 60 switch (nextInt) { 61 case 1: 62 Collections.sort( Peoplelist); 63 System.out.println( Peoplelist.toString()); 64 break; 65 case 2: 66 67 int max=0,min=100;int j,k1 = 0,k2=0; 68 for(int i=1;i< Peoplelist.size();i++) 69 { 70 j= Peoplelist.get(i).getage(); 71 if(j>max) 72 { 73 max=j; 74 k1=i; 75 } 76 if(j<min) 77 { 78 min=j; 79 k2=i; 80 } 81 82 } 83 System.out.println("年龄最大："+ Peoplelist.get(k1)); 84 System.out.println("年龄最小："+ Peoplelist.get(k2)); 85 break; 86 case 3: 87 System.out.println("place?"); 88 String find = scanner.next(); 89 String place=find.substring(0,3); 90 String place2=find.substring(0,3); 91 for (int i = 0; i < Peoplelist.size(); i++) 92 { 93 if( Peoplelist.get(i).getbirthplace().substring(1,4).equals(place)) 94 System.out.println(Peoplelist.get(i)); 95 96 } 97 98 break; 99 case 4: 100 System.out.println("年龄："); 101 int yourage = scanner.nextInt(); 102 int near=agenear(yourage); 103 int d_value=yourage-Peoplelist.get(near).getage(); 104 System.out.println(""+Peoplelist.get(near)); 105 /* for (int i = 0; i < Peoplelist.size(); i++) 106 { 107 int p=Personlist.get(i).getage()-yourage; 108 if(p<0) p=-p; 109 if(p==d_value) System.out.println(Peoplelist.get(i)); 110 } */ 111 break; 112 case 5: 113 isTrue = false; 114 System.out.println("退出程序!"); 115 break; 116 default: 117 System.out.println("输入有误"); 118 } 119 } 120 } 121 public static int agenear(int age) { 122 123 int min=25,d_value=0,k=0; 124 for (int i = 0; i < Peoplelist.size(); i++) 125 { 126 d_value= Peoplelist.get(i).getage()-age; 127 if(d_value<0) d_value=-d_value; 128 if (d_value<min) 129 { 130 min=d_value; 131 k=i; 132 } 133 134 } return k; 135 136 } 137 138 139 } 140
1 package ID; 2 public abstract class People implements Comparable<People> { 3 private String name; 4 private String ID; 5 private int age; 6 private String sex; 7 private String birthplace; 8 9 public String getname() { 10 return name; 11 } 12 public void setname(String name) { 13 this.name = name; 14 } 15 public String getID() { 16 return ID; 17 } 18 public void setID(String ID) { 19 this.ID= ID; 20 } 21 public int getage() { 22 23 return age; 24 } 25 public void setage(int age) { 26 // int a = Integer.parseInt(age); 27 this.age= age; 28 } 29 public String getsex() { 30 return sex; 31 } 32 public void setsex(String sex) { 33 this.sex= sex; 34 } 35 public String getbirthplace() { 36 return birthplace; 37 } 38 public void setbirthplace(String birthplace) { 39 this.birthplace= birthplace; 40 } 41 42 public int compareTo(People o) { 43 return this.name.compareTo(o.getname()); 44 45 } 46 47 public String toString() { 48 return name+" "+sex+" "+age+" "+ID+" "+birthplace+" "; 49 } 50 }
实验结果
实验4：内部类语法验证实验
实验程序1：
l 编辑、调试运行教材246页-247页程序6-7，结合程序运行结果理解程序；
l 了解内部类的基本用法。
1 package innerClass; 2 3 import java.awt.*; 4 import java.awt.event.*; 5 import java.util.*; 6 import javax.swing.*; 7 import javax.swing.Timer; 8 9 /** 10 * This program demonstrates the use of inner classes. 11 * @version 1.11 2015-05-12 12 * @author Cay Horstmann 13 */ 14 public class InnerClassTest 15 { 16 public static void main(String[] args) 17 { 18 TalkingClock clock = new TalkingClock(1000, true);//实现了TalkingClock的类对象 19 clock.start(); 20 21 // keep program running until user selects "Ok" 22 JOptionPane.showMessageDialog(null, "Quit program?"); 23 System.exit(0);// 24 } 25 } 26 27 /** 28 * A clock that prints the time in regular intervals. 29 */ 30 class TalkingClock 31 { 32 //声明属性 33 private int interval; 34 private boolean beep; 35 36 /** 37 * Constructs a talking clock 38 * @param interval the interval between messages (in milliseconds) 39 * @param beep true if the clock should beep 40 */ 41 public TalkingClock(int interval, boolean beep) 42 { 43 this.interval = interval; 44 this.beep = beep; 45 }//构造方法 46 47 /** 48 * Starts the clock. 49 */ 50 public void start() 51 { 52 ActionListener listener = new TimePrinter(); 53 Timer t = new Timer(interval, listener); 54 t.start(); 55 } 56 57 public class TimePrinter implements ActionListener//实现ActionListener的公共类TimePrinter 58 { 59 public void actionPerformed(ActionEvent event) 60 { 61 System.out.println("At the tone, the time is " + new Date()); 62 if (beep) Toolkit.getDefaultToolkit().beep(); 63 } 64 } 65 }
实验结果
实验程序2：
l 编辑、调试运行教材254页程序6-8，结合程序运行结果理解程序；
l 了解匿名内部类的用法。
1 package anonymousInnerClass; 2 3 import java.awt.*; 4 import java.awt.event.*; 5 import java.util.*; 6 import javax.swing.*; 7 import javax.swing.Timer; 8 9 /** 10 * This program demonstrates anonymous inner classes. 11 * @version 1.11 2015-05-12 12 * @author Cay Horstmann 13 */ 14 public class AnonymousInnerClassTest 15 { 16 public static void main(String[] args) 17 { 18 TalkingClock clock = new TalkingClock();//TalkingClock类声明为私有的 19 clock.start(1000, true); 20 21 // keep program running until user selects "Ok" 22 JOptionPane.showMessageDialog(null, "Quit program?"); 23 System.exit(0); 24 } 25 } 26 27 /** 28 * A clock that prints the time in regular intervals. 29 */ 30 class TalkingClock 31 { 32 /** 33 * Starts the clock. 34 * @param interval the interval between messages (in milliseconds) 35 * @param beep true if the clock should beep 36 */ 37 public void start(int interval, boolean beep) 38 { 39 ActionListener listener = new ActionListener() 40 { 41 public void actionPerformed(ActionEvent event) 42 { 43 System.out.println("At the tone, the time is " + new Date()); 44 if (beep) Toolkit.getDefaultToolkit().beep(); 45 //外围类引用. 46 } 47 }; 48 Timer t = new Timer(interval, listener); 49 t.start(); 50 } 51 }
实验结果
实验程序3：
l 在elipse IDE中调试运行教材257页-258页程序6-9，结合程序运行结果理解程序；
l 了解静态内部类的用法。
1 package staticInnerClass; 2 3 /** 4 * This program demonstrates the use of static inner classes. 5 * @version 1.02 2015-05-12 6 * @author Cay Horstmann 7 */ 8 public class StaticInnerClassTest 9 { 10 public static void main(String[] args) 11 { 12 double[] d = new double[20]; 13 for (int i = 0; i < d.length; i++) 14 d[i] = 100 * Math.random();//算法 15 ArrayAlg.Pair p = ArrayAlg.minmax(d); 16 System.out.println("min = " + p.getFirst()); 17 System.out.println("max = " + p.getSecond()); 18 }//访问器 19 } 20 21 class ArrayAlg 22 { 23 /** 24 * A pair of floating-point numbers 25 */ 26 public static class Pair 27 { 28 //声明私有属性 29 private double first; 30 private double second; 31 32 /** 33 * Constructs a pair from two floating-point numbers 34 * @param f the first number 35 * @param s the second number 36 */ 37 public Pair(double f, double s) 38 { 39 first = f; 40 second = s; 41 } 42 43 /** 44 * Returns the first number of the pair 45 * @return the first number 46 */ 47 public double getFirst() 48 { 49 return first; 50 } 51 // 访问器 52 /** 53 * Returns the second number of the pair 54 * @return the second number 55 */ 56 public double getSecond() 57 { 58 return second; 59 } 60 } 61 62 /** 63 * Computes both the minimum and the maximum of an array 64 * @param values an array of floating-point numbers 65 * @return a pair whose first element is the minimum and whose second element 66 * is the maximum 67 */ 68 public static Pair minmax(double[] values) 69 { 70 double min = Double.POSITIVE_INFINITY; 71 double max = Double.NEGATIVE_INFINITY;//变量 72 for (double v : values) 73 { 74 if (min > v) min = v; 75 if (max < v) max = v; 76 } 77 return new Pair(min, max); 78 } 79 }
实验结果
实验总结
本章主要学习了掌握接口定义方法；实现接口类的定义要求；实现了接口类的使用要求；程序回调设计模式；Comparator接口用法；对象浅层拷贝与深层拷贝方法；Lambda表达式语法；内部类的用途及语法要求。通过对新知识的代码注解，理解起来更加清楚。但是我感觉程序设计回调模式我还不能完全理解，后面我会查阅资料，进行更进一步的学习。