201771010126 王燕《面向对象程序设计（java）》第八周学习总结

实验六接口的定义与使用

实验时间 2018-10-18

1、实验目的与要求

(1) 掌握接口定义方法

JAVA中通过interface关键字定义接口；

接口中只能定义public static final（也可以在定义时不写，系统是默认的）修饰的变量以及抽象方法

接口中定义的变量必须有初始值

(2) 掌握实现接口类的定义要求；

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；且接口中的任何方法都自动是public，字段也总是public static final的。

(3) 掌握实现了接口类的使用要求；

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的对象。

可以用instanceof来检查对象是否实现了某个接口。

通常接口的名字以able或ible结尾；

可以使用extends来继承接口的常量和抽象方法，扩展形成新的接口；

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，不管你在定义接口时，写不写修饰符都是一样的。

在类声明时用implements关键字声明使用一个或多个接口

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。

若实现接口的类不是抽象类，则必须实现所有接口的所有方法，即为所有的抽象方法定义方法体。

一个类在实现某接口抽象方法时，必须使用完全相同的方法名，参数列表，返回值类型。

接口的抽象方法的访问控制符已指定为public，所以类在实现时，必须显示的使用public修饰符，否则被警告缩小了接口中定义的方法的访问控制范围。

区分重载与覆盖。

(4) 掌握程序回调设计模式；

回调(callback)是一种常见的程序设计模式，在这种模式中，可以指出某个特定事件发生时应该采取的动作。

在java.swing包中有一个Timer类，可以使用它在到达给定的时间间隔是触发一个事件

(5) 掌握Comparator接口用法；

Comparable接口与Comparator接口主要区别:

前者（强烈推荐）是强行对是实现它的每个类的对象进行整体排序，此类被称为该类的自然排序，类的compareTo方法被称为它的自然比较方法，实现此接口的对象列表和（数组）可以通过Collections.sort()或者Arrays.sort()进行自动排序。

Comparator位于包java.util下，而Comparable位于包java.lang下，Comparable接口将比较代码嵌入自身类中，而后者在一个独立的类中实现比较。如果类的设计师没有考虑到Compare的问题而没有实现Comparable接口，可以通过 Comparator来实现比较算法进行排序，并且为了使用不同的排序标准做准备，比如：升序、降序。

实现方法int compareTo(T o) 比较对象之间的关系，< >=分别返回负数，正数，零。

(x.compareTo(y)==0)==(x.equals(y))。

(6) 掌握对象浅层拷贝与深层拷贝方法；

浅层拷贝：被拷贝的对象的所有成员属性都有与原来的对象相同的值，而所有的对其他对象的引用仍然指向原来的对象。换言之，浅层拷贝仅仅拷贝所考虑的对象，而不拷贝它所引用的对象。（概念不好理解，请结合下文的示例去理解）

深层拷贝：被拷贝对象的所有变量都含有与原来的对象相同的值，除去那些引用其他对象的变量。那些引用其他对象的变量将指向被复制过的新对象，而不是原有的那些被引用的对象。换言之，深层拷贝要拷贝的对象引用的对象都拷贝一遍

(7) 掌握Lambda表达式语法；

lambda表达式由如下几个部分组成：
在圆括号中以逗号分隔的形参列表。在CheckPerson.test方法中包含一个参数p，代表了一个Person类的实例。

注意：lambda表达式中的参数的类型是可以省略的；

此外，如果只有一个参数的话连括号也是可以省略的。

(8) 了解内部类的用途及语法要求。

内部类(inner class)是定义在另一个类内部的类。

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。

局部内部类

在内部类对象保存了一个对外部类对象的引用，当内部类的成员方法中访问某一变量时，如果在该方法和内部类中都没有定义过这个变量，内部类中对this的引用会被传递给那个外部类对象的引用。

内部类并非只能在类里定义，也可以在几个程序块的范围之内定义局部内部类。例如，在方法中，或甚至在for循环体内部，都可以定义内部类。

局部内部类不能用public或private访问修饰符进行声明，它的作用域被限定在声明这个局部类的块中。

局部内部类不仅能够访问包含它们的外部类，还可以访问方法中的final类型的局部变量，用final定义的局部变量相当于是一个常量，它的生命周期超出方法运行的生命周期。

匿名内部类

将局部内部类的使用再深入一步，假如只创建这个类的一个对象，就不必命名，将这种类称为匿名内部类(anonymous inner class)。

由于构造器的名字必须与类名相同，而匿名类没有类名，所以匿名类不能有构造器，取而代之的是将构造器参数传递给超类的构造器。尤其是在内部类实现接口的时候，不能有任何构造参数。

如果构造参数的闭圆括号跟一个开花括号，正在定义的就是匿名内部类。

静态内部类

如果用static修饰一个内部类，这个类就相当于是一个外部定义的类，所以static的内部类中可声明static成员，但是，非static的内部类中的成员是不能声明为static的。static的内部类不能再使用外部类的非static的成员变量，这个道理不难想象！所以static内部类很少使用。

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 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;
17    }
18 
19    public double getSalary()
20    {
21       return salary;
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 }

 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       // print out information about all Employee objects
23       for (Employee e : staff)
24          System.out.println("name=" + e.getName() + ",salary=" + e.getSalary());
25    }
26 }

测试程序2：

l 编辑、编译、调试以下程序，结合程序运行结果理解程序；

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);

}

测试程序3：

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；

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       // once every 10 seconds
23       Timer t = new Timer(10000, listener);
24       t.start();
25 
26       JOptionPane.showMessageDialog(null, "Quit program?");
27       System.exit(0);
28    }
29 }
30 
31 class TimePrinter implements ActionListener
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 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       // call Object.clone()
22       Employee cloned = (Employee) super.clone();
23 
24       // clone mutable fields
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       // Example of instance field mutation
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 }

 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          Employee original = new Employee("John Q. Public", 50000);
15          original.setHireDay(2000, 1, 1);
16          Employee copy = original.clone();
17          copy.raiseSalary(10);
18          copy.setHireDay(2002, 12, 31);
19          System.out.println("original=" + original);
20          System.out.println("copy=" + copy);
21       }
22       catch (CloneNotSupportedException e)
23       {
24          e.printStackTrace();
25       }
26    }
27 }

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       // keep program running until user selects "Ok"
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 import java.io.BufferedReader;
  2 import java.io.File;
  3 import java.io.FileInputStream;
  4 import java.io.FileNotFoundException;
  5 import java.io.IOException;
  6 import java.io.InputStreamReader;
  7 import java.util.ArrayList;
  8 import java.util.Arrays;
  9 import java.util.Collections;
 10 import java.util.Scanner;
 11 
 12 public class Check{
 13     private static ArrayList<Student> studentlist;
 14     public static void main(String[] args) {
 15         studentlist = new ArrayList<>();
 16         Scanner scanner = new Scanner(System.in);
 17         File file = new File("C:\下载\身份证号.txt");
 18         try {
 19             FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
 20             BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(fis));
 21             String temp = null;
 22             while ((temp = in.readLine()) != null) {
 23                 
 24                 Scanner linescanner = new Scanner(temp);
 25                 
 26                 linescanner.useDelimiter(" ");    
 27                 String name = linescanner.next();
 28                 String number = linescanner.next();
 29                 String sex = linescanner.next();
 30                 String age = linescanner.next();
 31                 String province =linescanner.nextLine();
 32                 Student student = new Student();
 33                 student.setName(name);
 34                 student.setnumber(number);
 35                 student.setsex(sex);
 36                 int a = Integer.parseInt(age);
 37                 student.setage(a);
 38                 student.setprovince(province);
 39                 studentlist.add(student);
 40 
 41             }
 42         } catch (FileNotFoundException e) {
 43             System.out.println("学生信息文件找不到");
 44             e.printStackTrace();
 45         } catch (IOException e) {
 46             System.out.println("学生信息文件读取错误");
 47             e.printStackTrace();
 48         }
 49         boolean isTrue = true;
 50         while (isTrue) {
 51             System.out.println("选择你的操作，输入正确格式的选项");
 52             System.out.println("1.按姓名字典序输出人员信息");
 53             System.out.println("2.输出年龄最大和年龄最小的人");
 54             System.out.println("3.查找老乡");
 55             System.out.println("4.查找年龄相近的人");
 56             System.out.println("5.退出");
 57             String m = scanner.next();
 58             switch (m) {
 59             case "1":
 60                 Collections.sort(studentlist);              
 61                 System.out.println(studentlist.toString());
 62                 break;
 63             case "2":
 64                  int max=0,min=100;
 65                  int j,k1 = 0,k2=0;
 66                  for(int i=1;i<studentlist.size();i++)
 67                  {
 68                      j=studentlist.get(i).getage();
 69                  if(j>max)
 70                  {
 71                      max=j; 
 72                      k1=i;
 73                  }
 74                  if(j<min)
 75                  {
 76                    min=j; 
 77                    k2=i;
 78                  }
 79                  
 80                  }  
 81                  System.out.println("年龄最大："+studentlist.get(k1));
 82                  System.out.println("年龄最小："+studentlist.get(k2));
 83                 break;
 84             case "3":
 85                  System.out.println("输入省份");
 86                  String find = scanner.next();        
 87                  String place=find.substring(0,3);
 88                  for (int i = 0; i <studentlist.size(); i++) 
 89                  {
 90                      if(studentlist.get(i).getprovince().substring(1,4).equals(place)) 
 91                          System.out.println("老乡"+studentlist.get(i));
 92                  }             
 93                  break;
 94                  
 95             case "4":
 96                 System.out.println("年龄：");
 97                 int yourage = scanner.nextInt();
 98                 int near=agenear(yourage);
 99                 int value=yourage-studentlist.get(near).getage();
100                 System.out.println(""+studentlist.get(near));
101                 break;
102             case "5":
103                 isTrue = false;
104                 System.out.println("退出程序!");
105                 break;
106                 default:
107                 System.out.println("输入有误");
108 
109             }
110         }
111     }
112         public static int agenear(int age) {      
113         int j=0,min=53,value=0,k=0;
114          for (int i = 0; i < studentlist.size(); i++)
115          {
116              value=studentlist.get(i).getage()-age;
117              if(value<0) value=-value; 
118              if (value<min) 
119              {
120                 min=value;
121                 k=i;
122              } 
123           }    
124          return k;         
125       }
126 
127 }

 1 public class Student implements Comparable<Student> {
 2 
 3     private String name;
 4     private String number ;
 5     private String sex ;
 6     private int age;
 7     private String province;
 8    
 9     public String getName() {
10         return name;
11     }
12     public void setName(String name) {
13         this.name = name;
14     }
15     public String getnumber() {
16         return number;
17     }
18     public void setnumber(String number) {
19         this.number = number;
20     }
21     public String getsex() {
22         return sex ;
23     }
24     public void setsex(String sex ) {
25         this.sex =sex ;
26     }
27     public int getage() {
28 
29         return age;
30         }
31         public void setage(int age) {
32             // int a = Integer.parseInt(age);
33         this.age= age;
34         }
35 
36     public String getprovince() {
37         return province;
38     }
39     public void setprovince(String province) {
40         this.province=province ;
41     }
42 
43     public int compareTo(Student o) {
44        return this.name.compareTo(o.getName());
45     }
46 
47     public String toString() {
48         return  name+"	"+sex+"	"+age+"	"+number+"	"+province+"
";
49     }    
50 }

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);
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    private int interval;
33    private boolean beep;
34 
35    /**
36     * Constructs a talking clock
37     * @param interval the interval between messages (in milliseconds)
38     * @param beep true if the clock should beep
39     */
40    public TalkingClock(int interval, boolean beep)
41    {
42       this.interval = interval;
43       this.beep = beep;
44    }
45 
46    /**
47     * Starts the clock.
48     */
49    public void start()
50    {
51       ActionListener listener = new TimePrinter();
52       Timer t = new Timer(interval, listener);
53       t.start();
54    }
55 
56    public class TimePrinter implements ActionListener
57    {
58       public void actionPerformed(ActionEvent event)
59       {
60          System.out.println("At the tone, the time is " + new Date());
61          if (beep) Toolkit.getDefaultToolkit().beep();
62       }
63    }
64 }

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();
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             }
46          };
47       Timer t = new Timer(interval, listener);
48       t.start();
49    }
50 }

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();
15       ArrayAlg.Pair p = ArrayAlg.minmax(d);
16       System.out.println("min = " + p.getFirst());
17       System.out.println("max = " + p.getSecond());
18    }
19 }
20 
21 class ArrayAlg
22 {
23    /**
24     * A pair of floating-point numbers
25     */
26    public static class Pair
27    {
28       private double first;
29       private double second;
30 
31       /**
32        * Constructs a pair from two floating-point numbers
33        * @param f the first number
34        * @param s the second number
35        */
36       public Pair(double f, double s)
37       {
38          first = f;
39          second = s;
40       }
41 
42       /**
43        * Returns the first number of the pair
44        * @return the first number
45        */
46       public double getFirst()
47       {
48          return first;
49       }
50 
51       /**
52        * Returns the second number of the pair
53        * @return the second number
54        */
55       public double getSecond()
56       {
57          return second;
58       }
59    }
60 
61    /**
62     * Computes both the minimum and the maximum of an array
63     * @param values an array of floating-point numbers
64     * @return a pair whose first element is the minimum and whose second element
65     * is the maximum
66     */
67    public static Pair minmax(double[] values)
68    {
69       double min = Double.POSITIVE_INFINITY;
70       double max = Double.NEGATIVE_INFINITY;
71       for (double v : values)
72       {
73          if (min > v) min = v;
74          if (max < v) max = v;
75       }
76       return new Pair(min, max);
77    }
78 }

实验总结：

通过第六章的学习，明白了继承与接口实现的区别，两者最大的区别就是，类只能继承一个父类，一个类可以实现多个借口，类通过使用关键字implements声明自己实现一个或多个类，如果一个非抽象类实现了某个借口，那么这个非抽象类必须重写该接口的所有方法。使用clone的方法，可以有别于直接复制，可以对复制的内容重新定义方法等，通过对示例代码的测试，对第六章内容有了进一步的理解。