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

 package interfaces;

 public class Employee implements Comparable<Employee>
 {
    private String name;
    private double salary;

    public Employee(String name, double salary)
    {
       this.name = name;
       this.salary = salary;
    }

    public String getName()
    {
       return name;
    }

    public double getSalary()
    {
       return salary;
    }

    public void raiseSalary(double byPercent)
    {
       double raise = salary * byPercent / 100;
       salary += raise;
    }

    /**
     * Compares employees by salary
     * @param other another Employee object
     * @return a negative value if this employee has a lower salary than
     * otherObject, 0 if the salaries are the same, a positive value otherwise
     */
    public int compareTo(Employee other)
    {
       return Double.compare(salary, other.salary);
    }
 }

 package interfaces;

 import java.util.*;

 /**
  * This program demonstrates the use of the Comparable interface.
  * @version 1.30 2004-02-27
  * @author Cay Horstmann
  */
 public class EmployeeSortTest
 {
    public static void main(String[] args)
    {
       Employee[] staff = new Employee[3];

       staff[0] = new Employee("Harry Hacker", 35000);
       staff[1] = new Employee("Carl Cracker", 75000);
       staff[2] = new Employee("Tony Tester", 38000);

       Arrays.sort(staff);

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

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；

 package timer;

 /**
    @version 1.01 2015-05-12
    @author Cay Horstmann
 */

 import java.awt.*;
 import java.awt.event.*;
 import java.util.*;
 import javax.swing.*;
 import javax.swing.Timer;
 // to resolve conflict with java.util.Timer

 public class TimerTest
 {
    public static void main(String[] args)
    {
       ActionListener listener = new TimePrinter();

       // construct a timer that calls the listener
       // once every 10 seconds
       Timer t = new Timer(10000, listener);
       t.start();

       JOptionPane.showMessageDialog(null, "Quit program?");
       System.exit(0);
    }
 }

 class TimePrinter implements ActionListener
 {
    public void actionPerformed(ActionEvent event)
    {
       System.out.println("At the tone, the time is " + new Date());
       Toolkit.getDefaultToolkit().beep();
    }
 }

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。

 package clone;

 import java.util.Date;
 import java.util.GregorianCalendar;

 public class Employee implements Cloneable
 {
    private String name;
    private double salary;
    private Date hireDay;

    public Employee(String name, double salary)
    {
       this.name = name;
       this.salary = salary;
       hireDay = new Date();
    }

    public Employee clone() throws CloneNotSupportedException
    {
       // call Object.clone()
       Employee cloned = (Employee) super.clone();

       // clone mutable fields
       cloned.hireDay = (Date) hireDay.clone();

       return cloned;
    }

    /**
     * Set the hire day to a given date.
     * @param year the year of the hire day
     * @param month the month of the hire day
     * @param day the day of the hire day
     */
    public void setHireDay(int year, int month, int day)
    {
       Date newHireDay = new GregorianCalendar(year, month - 1, day).getTime();

       // Example of instance field mutation
       hireDay.setTime(newHireDay.getTime());
    }

    public void raiseSalary(double byPercent)
    {
       double raise = salary * byPercent / 100;
       salary += raise;
    }

    public String toString()
    {
       return "Employee[name=" + name + ",salary=" + salary + ",hireDay=" + hireDay + "]";
    }
 }

 package clone;

 /**
  * This program demonstrates cloning.
  * @version 1.10 2002-07-01
  * @author Cay Horstmann
  */
 public class CloneTest
 {
    public static void main(String[] args)
    {
       try
       {
          Employee original = new Employee("John Q. Public", 50000);
          original.setHireDay(2000, 1, 1);
          Employee copy = original.clone();
          copy.raiseSalary(10);
          copy.setHireDay(2002, 12, 31);
          System.out.println("original=" + original);
          System.out.println("copy=" + copy);
       }
       catch (CloneNotSupportedException e)
       {
          e.printStackTrace();
       }
    }
 }

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。

 package lambda;

 import java.util.*;

 import javax.swing.*;
 import javax.swing.Timer;

 /**
  * This program demonstrates the use of lambda expressions.
  * @version 1.0 2015-05-12
  * @author Cay Horstmann
  */
 public class LambdaTest
 {
    public static void main(String[] args)
    {
       String[] planets = new String[] { "Mercury", "Venus", "Earth", "Mars",
             "Jupiter", "Saturn", "Uranus", "Neptune" };
       System.out.println(Arrays.toString(planets));
       System.out.println("Sorted in dictionary order:");
       Arrays.sort(planets);
       System.out.println(Arrays.toString(planets));
       System.out.println("Sorted by length:");
       Arrays.sort(planets, (first, second) -> first.length() - second.length());
       System.out.println(Arrays.toString(planets));

       Timer t = new Timer(1000, event ->
          System.out.println("The time is " + new Date()));
       t.start();   

       // keep program running until user selects "Ok"
       JOptionPane.showMessageDialog(null, "Quit program?");
       System.exit(0);
    }
 }

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

 import java.io.BufferedReader;
 import java.io.File;
 import java.io.FileInputStream;
 import java.io.FileNotFoundException;
 import java.io.IOException;
 import java.io.InputStreamReader;
 import java.util.ArrayList;
 import java.util.Arrays;
 import java.util.Collections;
 import java.util.Scanner;

 public class Check{
     private static ArrayList<Student> studentlist;
     public static void main(String[] args) {
         studentlist = new ArrayList<>();
         Scanner scanner = new Scanner(System.in);
         File file = new File("C:\\下载\\身份证号.txt");
         try {
             FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
             BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(fis));
             String temp = null;
             while ((temp = in.readLine()) != null) {

                 Scanner linescanner = new Scanner(temp);

                 linescanner.useDelimiter(" ");
                 String name = linescanner.next();
                 String number = linescanner.next();
                 String sex = linescanner.next();
                 String age = linescanner.next();
                 String province =linescanner.nextLine();
                 Student student = new Student();
                 student.setName(name);
                 student.setnumber(number);
                 student.setsex(sex);
                 int a = Integer.parseInt(age);
                 student.setage(a);
                 student.setprovince(province);
                 studentlist.add(student);

             }
         } catch (FileNotFoundException e) {
             System.out.println("学生信息文件找不到");
             e.printStackTrace();
         } catch (IOException e) {
             System.out.println("学生信息文件读取错误");
             e.printStackTrace();
         }
         boolean isTrue = true;
         while (isTrue) {
             System.out.println("选择你的操作，输入正确格式的选项");
             System.out.println("1.按姓名字典序输出人员信息");
             System.out.println("2.输出年龄最大和年龄最小的人");
             System.out.println("3.查找老乡");
             System.out.println("4.查找年龄相近的人");
             System.out.println("5.退出");
             String m = scanner.next();
             switch (m) {
             case "1":
                 Collections.sort(studentlist);
                 System.out.println(studentlist.toString());
                 break;
             case "2":
                  int max=0,min=100;
                  int j,k1 = 0,k2=0;
                  for(int i=1;i<studentlist.size();i++)
                  {
                      j=studentlist.get(i).getage();
                  if(j>max)
                  {
                      max=j;
                      k1=i;
                  }
                  if(j<min)
                  {
                    min=j;
                    k2=i;
                  }

                  }
                  System.out.println("年龄最大："+studentlist.get(k1));
                  System.out.println("年龄最小："+studentlist.get(k2));
                 break;
             case "3":
                  System.out.println("输入省份");
                  String find = scanner.next();
                  String place=find.substring(0,3);
                  for (int i = 0; i <studentlist.size(); i++)
                  {
                      if(studentlist.get(i).getprovince().substring(1,4).equals(place))
                          System.out.println("老乡"+studentlist.get(i));
                  }
                  break;

             case "4":
                 System.out.println("年龄：");
                 int yourage = scanner.nextInt();
                 int near=agenear(yourage);
                 int value=yourage-studentlist.get(near).getage();
                 System.out.println(""+studentlist.get(near));
                 break;
             case "5":
                 isTrue = false;
                 System.out.println("退出程序!");
                 break;
                 default:
                 System.out.println("输入有误");

             }
         }
     }
         public static int agenear(int age) {
         int j=0,min=53,value=0,k=0;
          for (int i = 0; i < studentlist.size(); i++)
          {
              value=studentlist.get(i).getage()-age;
              if(value<0) value=-value;
              if (value<min)
              {
                 min=value;
                 k=i;
              }
           }
          return k;
       }

 }

 public class Student implements Comparable<Student> {

     private String name;
     private String number ;
     private String sex ;
     private int age;
     private String province;

     public String getName() {
         return name;
     }
     public void setName(String name) {
         this.name = name;
     }
     public String getnumber() {
         return number;
     }
     public void setnumber(String number) {
         this.number = number;
     }
     public String getsex() {
         return sex ;
     }
     public void setsex(String sex ) {
         this.sex =sex ;
     }
     public int getage() {

         return age;
         }
         public void setage(int age) {
             // int a = Integer.parseInt(age);
         this.age= age;
         }

     public String getprovince() {
         return province;
     }
     public void setprovince(String province) {
         this.province=province ;
     }

     public int compareTo(Student o) {
        return this.name.compareTo(o.getName());
     }

     public String toString() {
         return  name+"\t"+sex+"\t"+age+"\t"+number+"\t"+province+"\n";
     }
 }

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。

 package innerClass;

 import java.awt.*;
 import java.awt.event.*;
 import java.util.*;
 import javax.swing.*;
 import javax.swing.Timer;

 /**
  * This program demonstrates the use of inner classes.
  * @version 1.11 2015-05-12
  * @author Cay Horstmann
  */
 public class InnerClassTest
 {
    public static void main(String[] args)
    {
       TalkingClock clock = new TalkingClock(1000, true);
       clock.start();

       // keep program running until user selects "Ok"
       JOptionPane.showMessageDialog(null, "Quit program?");
       System.exit(0);
    }
 }

 /**
  * A clock that prints the time in regular intervals.
  */
 class TalkingClock
 {
    private int interval;
    private boolean beep;

    /**
     * Constructs a talking clock
     * @param interval the interval between messages (in milliseconds)
     * @param beep true if the clock should beep
     */
    public TalkingClock(int interval, boolean beep)
    {
       this.interval = interval;
       this.beep = beep;
    }

    /**
     * Starts the clock.
     */
    public void start()
    {
       ActionListener listener = new TimePrinter();
       Timer t = new Timer(interval, listener);
       t.start();
    }

    public class TimePrinter implements ActionListener
    {
       public void actionPerformed(ActionEvent event)
       {
          System.out.println("At the tone, the time is " + new Date());
          if (beep) Toolkit.getDefaultToolkit().beep();
       }
    }
 }

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。

 package anonymousInnerClass;

 import java.awt.*;
 import java.awt.event.*;
 import java.util.*;
 import javax.swing.*;
 import javax.swing.Timer;

 /**
  * This program demonstrates anonymous inner classes.
  * @version 1.11 2015-05-12
  * @author Cay Horstmann
  */
 public class AnonymousInnerClassTest
 {
    public static void main(String[] args)
    {
       TalkingClock clock = new TalkingClock();
       clock.start(1000, true);

       // keep program running until user selects "Ok"
       JOptionPane.showMessageDialog(null, "Quit program?");
       System.exit(0);
    }
 }

 /**
  * A clock that prints the time in regular intervals.
  */
 class TalkingClock
 {
    /**
     * Starts the clock.
     * @param interval the interval between messages (in milliseconds)
     * @param beep true if the clock should beep
     */
    public void start(int interval, boolean beep)
    {
       ActionListener listener = new ActionListener()
          {
             public void actionPerformed(ActionEvent event)
             {
                System.out.println("At the tone, the time is " + new Date());
                if (beep) Toolkit.getDefaultToolkit().beep();
             }
          };
       Timer t = new Timer(interval, listener);
       t.start();
    }
 }

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。

 package staticInnerClass;

 /**
  * This program demonstrates the use of static inner classes.
  * @version 1.02 2015-05-12
  * @author Cay Horstmann
  */
 public class StaticInnerClassTest
 {
    public static void main(String[] args)
    {
       double[] d = new double[20];
       for (int i = 0; i < d.length; i++)
          d[i] = 100 * Math.random();
       ArrayAlg.Pair p = ArrayAlg.minmax(d);
       System.out.println("min = " + p.getFirst());
       System.out.println("max = " + p.getSecond());
    }
 }

 class ArrayAlg
 {
    /**
     * A pair of floating-point numbers
     */
    public static class Pair
    {
       private double first;
       private double second;

       /**
        * Constructs a pair from two floating-point numbers
        * @param f the first number
        * @param s the second number
        */
       public Pair(double f, double s)
       {
          first = f;
          second = s;
       }

       /**
        * Returns the first number of the pair
        * @return the first number
        */
       public double getFirst()
       {
          return first;
       }

       /**
        * Returns the second number of the pair
        * @return the second number
        */
       public double getSecond()
       {
          return second;
       }
    }

    /**
     * Computes both the minimum and the maximum of an array
     * @param values an array of floating-point numbers
     * @return a pair whose first element is the minimum and whose second element
     * is the maximum
     */
    public static Pair minmax(double[] values)
    {
       double min = Double.POSITIVE_INFINITY;
       double max = Double.NEGATIVE_INFINITY;
       for (double v : values)
       {
          if (min > v) min = v;
          if (max < v) max = v;
       }
       return new Pair(min, max);
    }
 }

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。