一：理論部分。

1.介面：Java為了克服單繼承的缺點，Java使用了介面，一個類可以實現一個或多介面。（介面不是類，而是對類的一組需求描述，它由常量和一組抽象方法組成）

1）通常，介面名稱以able或ible結尾。

介面中不包括變數和有具體實現的方法。

2）宣告方式：public interface 介面名 {  }

擴充套件方法：public interface 介面1 extends 介面2{ }

3）介面中的所有常量必須是public static final，方法必須是public abstract。（系統預設的）

要將類宣告為實現某個介面，需要使用關鍵字implements：class Employee implements Printable

4）介面不能構造介面物件，但可以宣告介面變數以指向一個實現了該介面的類物件。、

5)介面與抽象類的區別：a.介面不能實現任何方法，而抽象類可以

                                       b.一個類只能有一個父類，可以有多個介面

2.介面示例。

1）回撥：它一種程式設計模式，可指出某個特定事件發生時程式應該採取的動作。

例如在java。swing包中有一個Timer類，可以使用它在達到給定時間間隔發出通告。

3.Comparator介面(java.util.*包中）的用途：處理字串按長度進行排序的操作.

4.物件克隆：如果希望copy是一個新物件，它的初始狀態與original相同，但是之後他們會有各自不同的狀態，這是就可以使用clone方法。

1）clone方法是Object的一個protected方法，如果要呼叫clone方法，就需要覆蓋clone（）方法，並將屬性設定為public。（在類的clone方法中，呼叫super.clone()）

Object.clone()方法返回一個Object物件，必須進行強制型別轉換才能得到需要的型別。

2）淺層拷貝：被拷貝物件的所有常量成員和基本型別屬性都有與原來物件相同的拷貝值，而若成員域是一個物件，則被拷貝物件該物件域的物件引用仍然指向原來的物件。
     深層拷貝：被拷貝物件的所有成員域都含有與原來物件相同的值,且物件域將指向被複制過的新物件，而不是原有物件被引用的物件。（要實現深拷貝，必須克隆類中所有的物件例項域。）

5.lambda表示式：本質上是一個匿名方法。

如public int add（intx，int y）{return x+y}；用lambda表示式表達為：lambda（int x，int y）->x+y;

6.函式式介面：只有一個方法的介面（標註：@FunctionalInterface）

二：實驗部分。

1、實驗目的與要求

(1) 掌握介面定義方法；

(2) 掌握實現介面類的定義要求；

(3) 掌握實現了介面類的使用要求；

(4) 掌握程式回撥設計模式；

(5) 掌握Comparator介面用法；

(6) 掌握物件淺層拷貝與深層拷貝方法；

(7) 掌握Lambda表示式語法；

(8) 瞭解內部類的用途及語法要求。

2、程式測試。

2、實驗內容和步驟

實驗1： 匯入第6章示例程式，測試程式並進行程式碼註釋。

測試程式1：

l 編輯、編譯、除錯執行閱讀教材214頁-215頁程式6-1、6-2，理解程式並分析程式執行結果；

l 在程式中相關程式碼處新增新知識的註釋。

l 掌握介面的實現用法；

l 掌握內建介面Compareable的用法。

程式如下：

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);//呼叫Arrays類的sort方法（只有被static方法修飾了才可以這樣呼叫）

      //輸出所有employee物件的資訊
      for (Employee e : staff)
         System.out.println("name=" + e.getName() + ",salary=" + e.getSalary());
   }
}

使用者自定義模組：

public class Employee implements Comparable<Employee>//實現介面類
{
   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)//比較Employee與其他物件的大小
   {
      return Double.compare(salary, other.salary);//呼叫double的compare方法
   }
}

程式執行結果如下：

測試程式2：

l 編輯、編譯、除錯以下程式，結合程式執行結果理解程式：

interface  A//介面A
{
  double g=9.8;
  void show( );
}
class C implements A//C實現介面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);//C實現了介面A，所以可以用C呼叫A中的變數
  }
}

程式執行結果如下：

測試程式3：

l 在elipse IDE中除錯執行教材223頁6-3，結合程式執行結果理解程式；

l 26行、36行程式碼參閱224頁，詳細內容涉及教材12章。

l 在程式中相關程式碼處新增新知識的註釋。

l 掌握回撥程式設計模式；

程式如下：

/**
   @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ActionListener類介面

      //建立一個名為listener的timer陣列
      // 每十秒鐘一次
      Timer t = new Timer(10000, listener);//生成內建類物件
      t.start();//呼叫t中的start方法

      JOptionPane.showMessageDialog(null, "Quit program?");//視窗顯示資訊“Quit program？”
      System.exit(0);
   }
}

class TimePrinter implements ActionListener//使用者自定義類：實現介面
{  
   public void actionPerformed(ActionEvent event)
   {  
      System.out.println("At the tone, the time is " + new Date());
      Toolkit.getDefaultToolkit().beep();//返回Toolkit方法，藉助Toolkit物件控制響鈴
   }
}

程式執行結果如下：

測試程式4：

 除錯執行教材229頁-231頁程式6-4、6-5，結合程式執行結果理解程式；

 在程式中相關程式碼處新增新知識的註釋。

 掌握物件克隆實現技術；

 掌握淺拷貝和深拷貝的差別。

程式如下：

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
   {
      // 呼叫物件克隆
      Employee cloned = (Employee) super.clone();

      // 克隆易變欄位
      cloned.hireDay = (Date) hireDay.clone();

      return cloned;
   }//可能產生異常，放在try子句中

   /**
    * 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();
      
      // 例項欄位突變
      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 + "]";
   }
}

/**
 * This program demonstrates cloning.
 * @version 1.10 2002-07-01
 * @author Cay Horstmann
 */
public class CloneTest
{
   public static void main(String[] args)
   {
      try//try子句，後面是有可能會產生錯誤的程式碼
      {
         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)//沒有實現cloneable介面，丟擲一個異常
      {
         e.printStackTrace();
      }
   }
}

程式執行結果如下：

實驗2： 匯入第6章示例程式6-6，學習Lambda表示式用法。

l 除錯執行教材233頁-234頁程式6-6，結合程式執行結果理解程式；

l 在程式中相關程式碼處新增新知識的註釋。

將27-29行程式碼與教材223頁程式對比，將27-29行程式碼與此程式對比，體會Lambda表示式的優點。

程式如下：

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);//呼叫Arrays類的sort方法
      System.out.println(Arrays.toString(planets));
      System.out.println("Sorted by length:");
      Arrays.sort(planets, (first, second) -> first.length() - second.length());//lambda表示式
      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?");//視窗顯示資訊“Quit program？”
      System.exit(0);         
   }
}

程式執行結果如下：

注：以下實驗課後完成

實驗3: 程式設計練習

l 編制一個程式，將身份證號.txt 中的資訊讀入到記憶體中；

l 按姓名字典序輸出人員資訊；

l 查詢最大年齡的人員資訊；

l 查詢最小年齡人員資訊；

 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。

程式如下：

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 Test{

      private static ArrayList<Person> Personlist1;
       public static void main(String[] args) {
         
          Personlist1 = new ArrayList<>();
         
          Scanner scanner = new Scanner(System.in);
          File file = new File("C:\\Users\\lenovo\\Documents\\身份證");
   
                try {
                     FileInputStream F = new FileInputStream(file);
                     BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(F));
                     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();
                        Person Person = new Person();
                        Person.setname(name);
                        Person.setid(id);
                        Person.setsex(sex);
                        int a = Integer.parseInt(age);
                        Person.setage(a);
                        Person.setbirthplace(place);
                        Personlist1.add(Person);

                    }
                } catch (FileNotFoundException e) {
                    System.out.println("查詢不到資訊");
                    e.printStackTrace();
                } catch (IOException e) {
                    System.out.println("資訊讀取有誤");
                    e.printStackTrace();
                }
                boolean isTrue = true;
                while (isTrue) {
                    System.out.println("1:按姓名字典序輸出人員資訊；");
                    System.out.println("2:查詢最大年齡與最小年齡人員資訊；");
                    System.out.println("3.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");
                    System.out.println("4：按省份找你的同鄉；");
                    System.out.println("5：退出");
                    int type = scanner.nextInt();
                    switch (type) {
                    case 1:
                        Collections.sort(Personlist1);
                        System.out.println(Personlist1.toString());
                        break;
                    case 2:
                        
                        int max=0,min=100;int j,k1 = 0,k2=0;
                        for(int i=1;i<Personlist1.size();i++)
                        {
                            j=Personlist1.get(i).getage();
                           if(j>max)
                           {
                               max=j; 
                               k1=i;
                           }
                           if(j<min)
                           {
                               min=j; 
                               k2=i;
                           }

                        }  
                        System.out.println("年齡最大："+Personlist1.get(k1));
                        System.out.println("年齡最小："+Personlist1.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 <Personlist1.size(); i++) 
                        {
                            if(Personlist1.get(i).getbirthplace().substring(1,4).equals(place)) 
                            {
                                System.out.println("你的同鄉："+Personlist1.get(i));
                            }
                        } 

                        break;
                    case 4:
                        System.out.println("年齡：");
                        int yourage = scanner.nextInt();
                        int close=ageclose(yourage);
                        int d_value=yourage-Personlist1.get(close).getage();
                        System.out.println(""+Personlist1.get(close));
                  
                        break;
                    case 5:
                   isTrue = false;
                   System.out.println("再見!");
                        break;
                    default:
                        System.out.println("輸入有誤");
                    }
                }
            }
            public static int ageclose(int age) {
                   int m=0;
                int    max=53;
                int d_value=0;
                int k=0;
                for (int i = 0; i < Personlist1.size(); i++)
                {
                    d_value=Personlist1.get(i).getage()-age;
                    if(d_value<0) d_value=-d_value; 
                    if (d_value<max) 
                    {
                       max=d_value;
                       k=i;
                    }

                 }    return k;
                
             }
}

public class Person implements Comparable<Person> {
            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(Person o) {
        return this.name.compareTo(o.getname());

}

    public String toString() {
        return  name+"\t"+sex+"\t"+age+"\t"+id+"\t";

}
}

程式執行結果如下：

實驗4：內部類語法驗證實驗

實驗程式1：

l 編輯、除錯執行教材246頁-247頁程式6-7，結合程式執行結果理解程式；

l 瞭解內部類的基本用法。

程式如下：

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();
      }
   }
}

程式執行結果如下：

實驗程式2：

l 編輯、除錯執行教材254頁程式6-8，結合程式執行結果理解程式；

瞭解匿名內部類的用法。

程式如下：

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();
   }
}

程式執行結果如下：

實驗程式3：

l 在elipse IDE中除錯執行教材257頁-258頁程式6-9，結合程式執行結果理解程式；

l 瞭解靜態內部類的用法。

程式如下：

/**
 * 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);
   }
}

程式執行結果如下：

 實驗總結：在本週的學習過程中，主要了解了介面，介面和繼承在某些方面比較相似，但是介面又在繼承的基礎上發展了一些優點，克服了java單繼承的缺點。在學習過程中，可能是因為介面並不是具體的類，它只是實現，所以感覺介面比繼承抽象一些，不太容易理解。但通過這周的學習以及實驗中對具體程式的執行，對介面有了一定的掌握。自己編寫飾演的過程中，在之前的基礎上有的介面等新內容，自己還是不能獨立完成，在同學的幫助下才勉強完成了實驗。在實驗課上老師講的克隆以及函式介面等，自己還沒有太掌握，在之後的學習中，一定會繼續深入學習。