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、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：

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；

在程式中相關程式碼處新增新知識的註釋。

掌握介面的實現用法；

掌握內建介面Compareable的用法。

package interfaces;

import java.util.*;

/**
 * 這個程式演示了可比介面的使用。
 * @version 1.30 2004-02-27
 * @author Cay Horstmann
 */
public class EmployeeSortTest
{
   public static void main(String[] args)
   {
      //new 新建一個Employee 陣列物件 給staff所引用
      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);

      //對staff進行排序的方法
      Arrays.sort(staff);

      // 列印所有員工物件的資訊
      for (Employee e : staff)
         System.out.println("name=" + e.getName() + ",salary=" + e.getSalary());
   }
}
 

package interfaces;

//將Employee類宣告為實現Comparable介面
public class Employee implements Comparable<Employee>
{
   private String name;
   //某個類定義了一個只能在該類內部才能訪問的，名叫name的字串變數
   private double salary;
   //某個類定義了一個只能在該類內部才能訪問的，名叫salary的字串變數

   //利用構造方法初始化各個域
   public Employee(String name, double salary)
   {
      this.name = name;
      this.salary = salary;
   }

   //Name訪問器
   public String getName()
   {
      return name;
   }

   //Salary訪問器
   public double getSalary()
   {
      return salary;
   }

   //呼叫方法，改寫工資資料
   public void raiseSalary(double byPercent)
   {
      double raise = salary * byPercent / 100;
      salary += raise;
   }

   /**
    * 用工資比較員工
    * @一個僱員物件引數 
    * @如果僱員工資較低，則返回負值
    * otherObject, 0 if the salaries are the same, a positive value otherwise 
    * 如果工資相同，則以正值計算
    */
   
   //用這個物件與other進行比較。如果這個物件小於other，則返回負值；如果相等則返回0；否則返回正值
   public int compareTo(Employee other)
   {
      return Double.compare(salary, other.salary);
   }
}

測試程式2：

編輯、編譯、除錯以下程式，

//建立一個介面A
interface  A
{
    //給g賦值一個雙精度型值
    double g=9.8;
    //一個使用者自定義函式名,完成輸出操作
    void show( );
}

//C是類名，implements是實現A與java之間的介面
class C implements A
{
  //展示資訊
  public void show( ) //輸出g的值 {System.out.println("g="+g);} }

class InterfaceTest
{    
  public static void main(String[ ] args)
  {
       //C是A的子類,例項化一個子類物件a
       A a=new C( ); //顯示子類物件a  a.show( ); //輸出C中輸出的結果 System.out.println("g="+C.g); } }

測試程式3：

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；

26行、36行程式碼參閱224頁，詳細內容涉及教材12章。

在程式中相關程式碼處新增新知識的註釋。

掌握回撥程式設計模式；

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; 

// 用JavaUTIL計時器解決衝突 
public class TimerTest
{  
   public static void main(String[] args)
   {  
       //TimePrinter實現了ActionLister
      ActionListener listener = new TimePrinter();

      //構建一個呼叫偵聽器的計時器
      // 每10秒一次 
      Timer t = new Timer(10000, listener);
      //t物件呼叫start方法
      t.start();

      //顯示包含一條訊息和OK按鈕的對話方塊
      JOptionPane.showMessageDialog(null, "Quit program?");
      //結束程式
      System.exit(0);
   }
}
class TimePrinter implements ActionListener
{  
   public void actionPerformed(ActionEvent event)
   {  
      System.out.println("At the tone, the time is " + new Date());
      //發出嗶一聲
      Toolkit.getDefaultToolkit().beep();
   }
}

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。

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();
   }

   //定義一個克隆方法
   public Employee clone() throws CloneNotSupportedException
   {
      // call Object.clone()
      //任何Object都是可以執行克隆(clone)方法的
      Employee cloned = (Employee) super.clone();
      // 繼承object類
      // 克隆可變欄位 
      cloned.hireDay = (Date) hireDay.clone();
      //string沒有克隆功能
      return cloned;
   }

   /**
    * 把僱傭日定在指定的日期
    * @param year the year of the hire day   //租年的一年 
    * @param month the month of the hire day  //每月租用月份 
    * @param day the day of the hire day  //僱傭日的一天 
    */
   public void setHireDay(int year, int month, int day)
   {
      Date newHireDay = new GregorianCalendar(year, month - 1, day).getTime();
      
      // 例項欄位突變示例 
      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
      //放入try，配合後面的語句捕獲異常
      {
         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)
      //捕獲異常
      {
         e.printStackTrace();
      }
   }
}

實驗2： 匯入第6章示例程式6-6，學習Lambda表示式用法。

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；

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。

程式碼如下：

package lambda;

import java.util.*;

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

/**
 * This program demonstrates the use of lambda expressions.
 * //這個程式演示了lambda表示式的用法。
 * @version 1.0 2015-05-12
 * @author Cay Horstmann
 */
public class LambdaTest
{
   public static void main(String[] args)
   {
          //初始化一個數組String[] planets
          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));
          //打印出Arrays.toString方法
          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();   
             
          //保持程式執行直到使用者選擇“OK”
          JOptionPane.showMessageDialog(null, "Quit program?");
          System.exit(0);         
       }
    }

}注：以下實驗課後完成

實驗3: 程式設計練習

編制一個程式，將身份證號.txt 中的資訊讀入到記憶體中；

按姓名字典序輸出人員資訊；

查詢最大年齡的人員資訊；

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。

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";
    }    
}

    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<Student> studentlist;
    public static void main(String[] args) {

                studentlist = new ArrayList<>();
                Scanner scanner = new Scanner(System.in);
                File file = new File("F:\\java\\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 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("找不到學生的資訊檔案");
                    e.printStackTrace();
                } catch (IOException e) {
                    System.out.println("學生資訊檔案讀取錯誤");
                    e.printStackTrace();
                }
                boolean isTrue = true;
                while (isTrue) {
                    System.out.println("選擇你的操作， ");
                    System.out.println("1.字典排序  ");
                    System.out.println("2.輸出年齡最大和年齡最小的人  ");
                    System.out.println("3.尋找同鄉  ");
                    System.out.println("4.尋找年齡相近的人  ");
                    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("年齡最大："+studentlist.get(k1));
                         System.out.println("年齡最小："+studentlist.get(k2));
                        break;
                    case "3":
                         System.out.println("地址?");
                         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("同鄉"+studentlist.get(i));
                         }             
                         break;
                         
                    case "4":
                        System.out.println("年齡：");
                        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("退出程式!");
                        break;
                        default:
                        System.out.println("輸入有誤");

                    }
                }
            }
                public static int agenear(int age) {      
                int j=0,min=53,value=0,ok=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;
                         ok=i;
                     } 
                  }    
                 return ok;         
              }
        }

實驗4：內部類語法驗證實驗

實驗程式1：

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；

瞭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;
/**
 * 這個程式演示了內部類的使用。 
 * @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();

      //保持程式執行直到使用者選擇“OK” 
      JOptionPane.showMessageDialog(null, "Quit program?");
      System.exit(0);
   }
}

/**
 * 按規定時間列印時間的鐘
 */
class TalkingClock
{
   private int interval;
   private boolean beep;

   /**
    * 構造一個會說話的鐘 
    * PARAM間隔訊息間的間隔（毫秒）
    * 如果時鐘應該發出嘟嘟聲 
    */
   public TalkingClock(int interval, boolean beep)
   {
      this.interval = interval;
      this.beep = beep;
   }

   /**
    * Starts the clock.  //啟動時鐘 
    */
   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();
      }
   }
}

實驗程式2：

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。

package anonymousInnerClass;

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

/**
 *這個程式演示匿名內部類。 
 * @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);
   }
}

/**
 *按規定時間列印時間的鐘 
 */
class TalkingClock
{
   /**
    * Starts the clock.  //啟動時鐘 
    * @param interval the interval between messages (in milliseconds)  //PARAM間隔訊息間的間隔（毫秒） 
    * @param beep true if the clock should beep  //如果時鐘應該發出嘟嘟聲 
    */
   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();
   }
}

實驗程式3：

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；

瞭解靜態內部類的用法。

package staticInnerClass;

/**
 * This program demonstrates the use of static inner classes.  //這個程式演示了使用靜態內部類
 * @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  //一對浮點數 
    */
   public static class Pair
   {
      private double first;
      private double second;

      /**
       * Constructs a pair from two floating-point numbers  //用兩個浮點數構造一對 
       * @param f the first number  //第一個數字 
       * @param s the second number  //第二個數字 
       */
      public Pair(double f, double s)
      {
         first = f;
         second = s;
      }

      /**
       * Returns the first number of the pair  //返回對的第一個數 
       * @return the first number  //返回第一個數字 
       */
      public double getFirst()
      {
         return first;
      }

      /**
       * Returns the second number of the pair  //返回對的第二個數 
       * @return the second number  //返回第二個數
       */
      public double getSecond()
      {
         return second;
      }
   }

   /**
    * Computes both the minimum and the maximum of an array  //計算陣列的最小值和最大值。
    * @param values an array of floating-point numbers   //PARAM值的浮點數陣列 
    * @return a pair whose first element is the minimum and whose second element  //返回第一元素為最小的一對和第二個元素
    * is the maximum  //是最大值 
    */
   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);
   }
}

總結：

 一、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個介面。 

   在Java程式設計語言中，介面不是類，而是對類 的一組需求描述，由常量和一組抽象方法組成。 介面中不包括變數和有具體實現的方法。 

   只要類實現了介面，則該類要遵從介面描述的統 一格式進行定義，並且可以在任何需要該介面的 地方使用這個類的物件。

   類似建立類的繼承關係，介面也可以擴充套件。 

   介面的擴充套件技術使得從具有較高通用性的介面存在多條鏈延伸到具有較高專用性的介面。

 （1）通常介面的名字以able或ible結尾；

   (2）可以使用extends來繼承介面的常量和抽象方 法，擴充套件形成新的介面；

 （3）介面中的所有常量必須是public static final，方法必須是public abstract，這是 系統預設的，不管你在定義介面時，寫不寫 修飾符都是一樣的。

介面與抽象類的區別:

（1）介面不能實現任何方法，而抽象類可以。

（2）類可以實現許多介面，但只有一個父類。

（3）介面不是類分級結構的一部分，無任何聯 系的類可以實現相同的介面

二、回撥(callback)：

一種程式設計模式，在這種模 式中，可指出某個特定事件發生時程式應該採取 的動作。

三、Object類的Clone方法：
當拷貝一個物件變數時，原始變數與拷貝變數 引用同一個物件。這樣，改變一個變數所引用 的物件會對另一個變數產生影響。

四、 淺層拷貝與深層拷貝：
淺層拷貝：被拷貝物件的所有常量成員和基本類 型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對 象，而不是原有物件被引用的物件。換言之，深 層拷貝將拷貝物件內引用的物件也拷貝一遍。

五、 Java中物件克隆的實現：
在子類中實現Cloneable介面。 

    為了獲取物件的一份拷貝，可以利用Object類 的clone方法。

在子類中覆蓋超類的clone方法，宣告為 public。

在子類的clone方法中，呼叫super.clone()。

       物件克隆要點：
–在類中實現Cloneable介面。

–為了獲取物件的一份拷貝，使用Object類的clone 方法。

–在類中覆蓋超類的clone方法，宣告為public。

–在類的clone方法中，呼叫super.clone()。

六、Lambda表示式：
Java Lambda 表示式是Java 8 引入的一個新的功能，主要用途是提供一個函式化的語法來簡化編碼。