1、實驗目的與要求

(1) 掌握接口定義方法；

(2) 掌握實現接口類的定義要求；

(3) 掌握實現了接口類的使用要求；

(4) 掌握程序回調設計模式；

(5) 掌握Comparator接口用法；

(6) 掌握對象淺層拷貝與深層拷貝方法；

(7) 掌握Lambda表達式語法；

(8) 了解內部類的用途及語法要求。

一、理論學習

6.1 接口:用interface聲明，是抽象方法和常量值定義的集 合。從本質上講，接口是一種特殊的抽象類。

(1)在Java程序設計語言中，接口不是類，而是對類 的一組需求描述，由常量和一組抽象方法組成。 ? 接口中不包括變量和有具體實現的方法。

(2)接口體中包含常量定義和方法定義，接口中只進 行方法的聲明，不提供方法的實現。

(3)通常接口的名字以able或ible結尾；

(4)接口中的所有常量必須是public static final，方法必須是public abstract，這是 系統默認的，不管你在定義接口時，寫不寫 修飾符都是一樣的.

(5)接口的實現:一個類使用了某個接口，那麽這個類必須實現該 接口的所有方法，即為這些方法提供方法體。一個類可以實現多個接口，接口間應該用逗號分 隔開。

(6)接口的使用:接口不能構造接口對象，但可以聲明接口變量以指向一個實現了該接口的類對象。

(7)可以用instanceof檢查對象是否實現了某個接口。

(8)抽象類：用abstract來聲明,沒有具體實例對象的類，不 能用new來創建對象。

6.2 接口示例

(1)回調(callback)：一種程序設計模式，在這種模 式中，可指出某個特定事件發生時程序應該采取 的動作。

(2)Comparator接口所在包： java.util.*

(3)Object類的Clone方法:當拷貝一個對象變量時，原始變量與拷貝變量 引用同一個對象。這樣，改變一個變量所引用 的對象會對另一個變量產生影響。

(4)如果要創建一個對象新的copy，它的最初狀態與 original一樣，但以後可以各自改變狀態，就需 要使用Object類的clone方法。

(5)Object.clone()方法返回一個Object對象。必須進行強 制類型轉換才能得到需要的類型。

(6)淺層拷貝與深層拷貝

(7)Java中對象克隆的實現:在子類中實現Cloneable接口。

(8)在子類的clone方法中，調用super.clone()。

6.3 lambda表達式

(1)Java Lambda 表達式是 Java 8 引入的一個新的功能，主 要用途是提供一個函數化的語法來簡化編碼。

(2)Lambda 表達式的語法基本結構 (arguments) -> body

(3)有如下幾種情況： 1、參數類型可推導時，不需要指定類型，如 (a) -> System.out.println(a)

2、 只有一個參數且類型可推導時，不強制寫 (), 如 a -> System.out.println(a)

3、 參數指定類型時，必須有括號，如 (int a) -> System.out.println(a)

4、參數可以為空，如 () -> System.out.println(“hello”)

5、 body 需要用 {} 包含語句，當只有一條語句時 {} 可省略

6.4 內部類：是定義在一個類內部的類。

（1）使用內部類的原因有以下三個： –內部類方法可以訪問該類定義所在的作用域中 的數據，包括私有數據。

–內部類能夠隱藏起來，不為同一包中的其他類 所見。

–想要定義一個回調函數且不想編寫大量代碼時， 使用匿名內部類比較便捷。

（2）內部類可以直接訪問外部類的成員，包括 private成員，但是內部類的成員卻不能被外部 類直接訪問。

（3）內部類並非只能在類內定義，也可以在程序塊內 定義局部內部類。

（4）如果構造參數的閉圓括號跟一個開花括號，表明正 在定義的就是匿名內部類。

6.5 代理（Proxy)

2、實驗內容和步驟

實驗1： 導入第6章示例程序，測試程序並進行代碼註釋。

測試程序1：

l 編輯、編譯、調試運行閱讀教材214頁-215頁程序6-1、6-2，理解程序並分析程序運行結果；

l 在程序中相關代碼處添加新知識的註釋。

l 掌握接口的實現用法；

掌握內置接口Compareable的用法。

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];//普通數組

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

      Arrays.sort(staff);//靜態方法sort

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

package interfaces;

public class Employee implements Comparable<Employee>//Employee實現JDK內置接口Comparable
{
   private String name;
   private double salary;
   //構造方法
   public Employee(String name, double salary)
   {
      this.name = name;
      this.salary = salary;
   }
   //訪問器
   public String getName()
   {
      return name;
   }

   public double getSalary()
   {
      return salary;
   }
   //調用方法
   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);//靜態Double.compare方法
   }
}

結果如下：

測試程序2：

l 編輯、編譯、調試以下程序，結合程序運行結果理解程序；

public interface  A
    {
      double g=9.8;
      void show( );
    }

class C implements A
{
  public void show( )
  {System.out.println("g="+g);}
 
}

package InterfaceTest;
public class InterfaceTest {
     public static void main(String[ ] args)
      {
           A a=new C( );
           a.show( );
           System.out.println("g="+C.g);
      }
    }

結果如下：

測試程序3：

l 在elipse IDE中調試運行教材223頁6-3，結合程序運行結果理解程序；

l 26行、36行代碼參閱224頁，詳細內容涉及教材12章。

l 在程序中相關代碼處添加新知識的註釋。

4）掌握回調程序設計模式

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();
       //實現了ActionListener的類對象
      // construct a timer that calls the listener
      // once every 10 seconds
      Timer t = new Timer(10000, listener);//定義間隔
      t.start();

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

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

結果如下：

測試程序4：

l 調試運行教材229頁-231頁程序6-4、6-5，結合程序運行結果理解程序；

l 在程序中相關代碼處添加新知識的註釋。

l 掌握對象克隆實現技術；

l 掌握淺拷貝和深拷貝的差別。

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);
         //Employee是一個自定義類
         original.setHireDay(2000, 1, 1);
         Employee copy = original.clone();
         copy.raiseSalary(10);//原有對象不會發生變化
         copy.setHireDay(2002, 12, 31);//更改器
         System.out.println("original=" + original);//字符串連接
         System.out.println("copy=" + copy);
      }
      catch (CloneNotSupportedException e)
      {
         e.printStackTrace();
      }
   }
}

結果如下：

實驗2： 導入第6章示例程序6-6，學習Lambda表達式用法。

l 調試運行教材233頁-234頁程序6-6，結合程序運行結果理解程序；

l 在程序中相關代碼處添加新知識的註釋。

將27-29行代碼與教材223頁程序對比，將27-29行代碼與此程序對比，體會Lambda表達式的優點。

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" };//定義數組planets
      System.out.println(Arrays.toString(planets));//靜態方法
      System.out.println("Sorted in dictionary order:");
      Arrays.sort(planets);//Arrays.sort方法接收實驗Lambda類的對象
      System.out.println(Arrays.toString(planets));
      System.out.println("Sorted by length:");
      Arrays.sort(planets, (first, second) -> first.length() - second.length());//Lambda表達式
      System.out.println(Arrays.toString(planets));
            
      Timer t = new Timer(1000, event ->
         System.out.println("The time is " + new Date()));//Lambda表達式
      t.start();   
         
      // keep program running until user selects "Ok"
      JOptionPane.showMessageDialog(null, "Quit program?");
      System.exit(0);   //返回類型      
   }
}

package clone;

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

public class Employee implements Cloneable
{
//定義三個私有屬性
   private String name;//string類在lang包
   private double salary;
   private Date hireDay;

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

   public Employee clone() throws CloneNotSupportedException
   {
      // call Object.clone()
      Employee cloned = (Employee) super.clone();//強制類型轉換

      // 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();
       //創建一個實例字段變異的實例
      // Example of instance field mutation
      hireDay.setTime(newHireDay.getTime());
   }

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

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

實驗3: 編程練習

l 編制一個程序，將身份證號.txt 中的信息讀入到內存中；

l 按姓名字典序輸出人員信息；

l 查詢最大年齡的人員信息；

l 查詢最小年齡人員信息；

l 輸入你的年齡，查詢身份證號.txt中年齡與你最近人的姓名、身份證號、年齡、性別和出生地；

|查詢人員中是否有你的同鄉

package ID;
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 Main{
    private static ArrayList<People> Peoplelist;
    public static void main(String[] args) {
         Peoplelist = new ArrayList<>();
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        File file = new File("D:\\java\\1\\身份證號.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 ID = linescanner.next();
                String sex = linescanner.next();
                String age = linescanner.next();
                String place =linescanner.nextLine();
                People People = new people();
                People.setname(name);
                People.setID(ID);
                People.setsex(sex);
                int a = Integer.parseInt(age);
                People.setage(a);
                People.setbirthplace(place);
                Peoplelist.add(People);

            }
        } catch (FileNotFoundException e) {
            System.out.println("查找不到信息");
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("信息讀取有誤");
            e.printStackTrace();
        }
        boolean isTrue = true;
        while (isTrue) {
            System.out.println("————————————————————————————————————————");
            System.out.println("1:按姓名字典序輸出人員信息");
            System.out.println("2:查詢最大年齡人員信息和最小年齡人員信息");
            System.out.println("3：輸入你的年齡,查詢年齡與你最近人的所有信息");
            System.out.println("4:查詢人員中是否有你的同鄉");
           
            
            int nextInt = scanner.nextInt();
            switch (nextInt) {
            case 1:
                Collections.sort( Peoplelist);
                System.out.println( Peoplelist.toString());
                break;
            case 2:
                
                int max=0,min=100;int j,k1 = 0,k2=0;
                for(int i=1;i< Peoplelist.size();i++)
                {
                    j= Peoplelist.get(i).getage();
                   if(j>max)
                   {
                       max=j; 
                       k1=i;
                   }
                   if(j<min)
                   {
                       min=j; 
                       k2=i;
                   }

                }  
                System.out.println("年齡最大："+ Peoplelist.get(k1));
                System.out.println("年齡最小："+ Peoplelist.get(k2));
                break;
            case 3:
                System.out.println("place?");
                String find = scanner.next();        
                String place=find.substring(0,3);
                String place2=find.substring(0,3);
                for (int i = 0; i < Peoplelist.size(); i++) 
                {
                    if( Peoplelist.get(i).getbirthplace().substring(1,4).equals(place)) 
                        System.out.println(Peoplelist.get(i));

                } 

                break;
            case 4:
                System.out.println("年齡：");
                int yourage = scanner.nextInt();
                int near=agenear(yourage);
                int d_value=yourage-Peoplelist.get(near).getage();
                System.out.println(""+Peoplelist.get(near));
           /*     for (int i = 0; i < Peoplelist.size(); i++)
                {
                    int p=Personlist.get(i).getage()-yourage;
                    if(p<0) p=-p;
                    if(p==d_value) System.out.println(Peoplelist.get(i));
                }   */
                break;
            case 5:
           isTrue = false;
           System.out.println("退出程序!");
                break;
            default:
                System.out.println("輸入有誤");
            }
        }
    }
    public static int agenear(int age) {
     
       int min=25,d_value=0,k=0;
        for (int i = 0; i <  Peoplelist.size(); i++)
        {
            d_value= Peoplelist.get(i).getage()-age;
            if(d_value<0) d_value=-d_value; 
            if (d_value<min) 
            {
               min=d_value;
               k=i;
            }

         }    return k;
        
     }

 
}

package ID;
public abstract class  People implements Comparable<People> {
private String name;
private String ID;
private int age;
private String sex;
private String birthplace;

public String getname() {
return name;
}
public void setname(String name) {
this.name = name;
}
public String getID() {
return ID;
}
public void setID(String ID) {
this.ID= ID;
}
public int getage() {

return age;
}
public void setage(int age) {
    // int a = Integer.parseInt(age);
this.age= age;
}
public String getsex() {
return sex;
}
public void setsex(String sex) {
this.sex= sex;
}
public String getbirthplace() {
return birthplace;
}
public void setbirthplace(String birthplace) {
this.birthplace= birthplace;
}

public int compareTo(People o) {
   return this.name.compareTo(o.getname());

}

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

結果如下：

實驗4：內部類語法驗證實驗

實驗程序1：

l 編輯、調試運行教材246頁-247頁程序6-7，結合程序運行結果理解程序；

l 了解內部類的基本用法。

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);//實現了TalkingClock的類對象
      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
{
   //聲明屬性
    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;
   }//構造方法

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

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

結果如下：

實驗程序2：

l 編輯、調試運行教材254頁程序6-8，結合程序運行結果理解程序；

了解匿名內部類的用法。

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();//TalkingClock類聲明為私有的
      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();
               //外圍類引用.
            }
         };
      Timer t = new Timer(interval, listener);
      t.start();
   }
}

結果如下：

實驗程序3：

l 在elipse IDE中調試運行教材257頁-258頁程序6-9，結合程序運行結果理解程序；

了解靜態內部類的用法。

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();//算法
      ArrayAlg.Pair p = ArrayAlg.minmax(d);
      System.out.println("min = " + p.getFirst());
      System.out.println("max = " + p.getSecond());
   }//訪問器
}

class ArrayAlg
{
   /**
    * A pair of floating-point numbers
    */
   public static class Pair
   {
      //聲明私有屬性       
      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;
      }
     // 訪問器
      /**
       * 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;//變量
      for (double v : values)
      {
         if (min > v) min = v;
         if (max < v) max = v;
      }
      return new Pair(min, max);
   }
}

結果如下：

實驗總結：本章我們學習了接口定義方法，了解和熟悉了接口的使用方法，Lambda表達式語法，Comparator接口用法，還能夠區分淺拷貝和深拷貝的異同之處，最後基本了解了內部類的定義和使用。通過本章的知識，我們可以更好的了解代碼的新的含義，學習到更多的定義方法，學會使用更多的語句，雖然對於內部類的一些東西還是不能掌握徹底，但還是了解了很多，收獲滿滿。然後實驗是在實驗六的身份證編程題基礎上對其修改，添加，得到的。

201771010135楊蓉慶 《面對對象程序設計（java）》第八周學習總結