一.理論知識部分

1.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。

2.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具體實現的方法。

3.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。

 4.介面宣告方式： public interface 介面名。介面體中包含常量定義和方法定義，介面中只進行方法的宣告，不提供方法的實現。類似建立類的繼承關係，介面也可以擴充套件。

5.介面的擴充套件方法：public  interface  介面

 6.（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。

7.介面的實現：在類宣告時用implements關鍵字宣告使用一個或多個介面。一個類使用了某個介面，那麼這個類必須實現該介面的所有方法，即為這些方法提供方法體。一個類可以實現多個介面，介面間應該用逗號分

8.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。可以用instanceof檢查物件是否實現了某個介面。

9.介面：用interface宣告，是抽象方法和常量值定義的集合。從本質上講，介面是一種特殊的抽象類，這種抽象類中只包含常量和方法的定義，而沒有變數和方法的定義。介面中只能定義抽象方法，而且這些方法預設為是public的。只要類實現了介面，就可以在任何需要該接口的地方使用這個類的物件。一個類可以實現多個介面。

10.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

11.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。

12.在java.swing包中有一個Timer類，可以使用它在到達給定的時間間隔時觸發一個事件。

13.Comparator介面的用途：處理字串按長度進行排序的操作。

14.Qbject類的克隆方法：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。如果要建立一個物件新的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。

15.Object類的clone()方法是一個native方法。Object類中的clone()方法被protected修飾符修飾。這意味著在使用者編寫的程式碼中不能直接呼叫它。如果要直接應用clone()方法，就需覆蓋clone()方法，並要把clone()方法的屬性設定為public。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。

 16.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()。

17.Java Lambda表示式是Java8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。Lambda表示式本質上是一個匿名方法。

18.Lambda表示式的語法基本結構：(arguments)->body

19.有時候需要自定義一個函式式介面，做法也很簡單，首先此介面只能有一個函式操作，然後在接口型別上標註註解@FunctionalInterface即可。

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、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。

程式碼：

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);//靜態方法

      // 列印員工的資訊
      for (Employee e : staff)
         System.out.println("name=" + e.getName() + ",salary=" + e.getSalary());
   }
}

package interfaces;

public class Employee implements Comparable<Employee>//comparable是jdk內建介面，在lang包中，可預設使用
{
   private String name;
   private double salary;

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

   public String getName()//訪問器
   {
      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)//實現介面要求包含的方法
   {
      return Double.compare(salary, other.salary);
   }
}

若實現介面的類不是抽象類，則必須實現所有介面的所有方法，即為所有的抽象方法定義方法體。一個類在實現某介面抽象方法時，必須使用完全相同的方法名、引數列表和返回值型別。介面抽象方法的訪問控制符已指定為public，所以類在實現時，必須顯式地使用public修飾符。

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；

package interfaces;

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( );//宣告介面變數
       a.show( );
       System.out.println("g="+C.g);
  }
}

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；

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();//無參構造器

      // 構造時間監聽器
      // 間隔為10秒
      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();//靜態方法
   }
}

測試程式4：

l 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；

l 在程式中相關程式碼處新增新知識的註釋。

l 掌握物件克隆實現技術；

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);
         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);
         //重寫克隆方法
      }
      //識別處理異常
      catch (CloneNotSupportedException e)
      {
         e.printStackTrace();
      }
   }
}

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();
      //clond.name=(String)name.cloned();
      //String類沒有提供克隆功能
      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 + "]";
   }
}

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。

l 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。

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));//呼叫toString靜態方法
      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()));//以毫秒為單位，1000後面的為Lambda表示式
      t.start();   
         
      // keep program running until user selects "Ok"
      JOptionPane.showMessageDialog(null, "Quit program?");
      System.exit(0);         
   }
}

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；

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；

l 查詢人員中是否有你的同鄉。

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.Scanner;
import java.util.Collections;//對集合進行排序、查詢、修改等；

public class Test {
    private static ArrayList<Citizen> citizenlist;

    public static void main(String[] args) {
        citizenlist = new ArrayList<>();
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        File file = new File("E:/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 id = linescanner.next();
                String sex = linescanner.next();
                String age = linescanner.next();
                String birthplace = linescanner.nextLine();
                Citizen citizen = new Citizen();
                citizen.setName(name);
                citizen.setId(id);
                citizen.setSex(sex);
                // 將字串轉換成10進位制數
                int ag = Integer.parseInt(age);
                citizen.setage(ag);
                citizen.setBirthplace(birthplace);
                citizenlist.add(citizen);

            }
        } catch (FileNotFoundException e) {
            System.out.println("資訊檔案找不到");
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("資訊檔案讀取錯誤");
            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.查詢最大年齡的人員資訊、查詢最小年齡人員資訊");
            System.out.println("3.查詢人員中是否查詢人員中是否有你的同鄉");
            System.out.println("4.輸入你的年齡，查詢檔案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("5.退出");
            int nextInt = scanner.nextInt();
            switch (nextInt) {
            case 1:
                Collections.sort(citizenlist);
                System.out.println(citizenlist.toString());
                break;
            case 2:
                int max = 0, min = 100;
                int m, k1 = 0, k2 = 0;
                for (int i = 1; i < citizenlist.size(); i++) {
                    m = citizenlist.get(i).getage();
                    if (m > max) {
                        max = m;
                        k1 = i;
                    }
                    if (m < min) {
                        min = m;
                        k2 = i;
                    }
                }
                System.out.println("年齡最大：" + citizenlist.get(k1));
                System.out.println("年齡最小：" + citizenlist.get(k2));
                break;
            case 3:
                System.out.println("出生地：");
                String find = scanner.next();
                String place = find.substring(0, 3);
                for (int i = 0; i < citizenlist.size(); i++) {
                    if (citizenlist.get(i).getBirthplace().substring(1, 4).equals(place))
                        System.out.println("出生地" + citizenlist.get(i));
                }
                break;
            case 4:
                System.out.println("年齡：");
                int yourage = scanner.nextInt();
                int near = peer(yourage);
                int j = yourage - citizenlist.get(near).getage();
                System.out.println("" + citizenlist.get(near));
                break;
            case 5:
                isTrue = false;
                System.out.println("程式已退出!");
                break;
            default:
                System.out.println("輸入有誤");
            }
        }
    }

    public static int peer(int age) {
        int flag = 0;
        int min = 53, j = 0;
        for (int i = 0; i < citizenlist.size(); i++) {
            j = citizenlist.get(i).getage() - age;
            if (j < 0)
                j = -j;
            if (j < min) {
                min = j;
                flag = i;
            }
        }
        return flag;
    }
}

public class Citizen implements Comparable<Citizen> {

    private String name;
    private String id;
    private String sex;
    private int age;
    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 String getSex() {
        return sex;
    }

    public void setSex(String sex) {
        this.sex = sex;
    }

    public int getage() {
        return age;
    }

    public void setage(int age) {
        this.age = age;
    }

    public String getBirthplace() {
        return birthplace;
    }

    public void setBirthplace(String birthplace) {
        this.birthplace = birthplace;
    }

    public int compareTo(Citizen other) {
        return this.name.compareTo(other.getName());
    }

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

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。

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();

      // 在按確定之前，程式一直執行
      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();//構造器
      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：

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；

l 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;

/**
 * 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();
   }
}

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。

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//在Pair物件中不需要引用任何其他的物件，可將這個內部類宣告為static
   {
      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()//構造器
      {
         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);
   }
}

3.實驗總結

 在本週的學習中，我瞭解了介面的 定義、用法等，通過幾個測試程式，更深入的瞭解了介面的用法，介面可以擴充套件，但是介面不能構造介面物件，但可以宣告介面變數，而且介面中只能定義常量，介面中只有方法名沒有方法體。但是對於深層拷貝和淺層拷貝的理解依然存在誤差，沒有完全理解這兩個概念。對於內部類的一些用法，還是沒有理解。在自己編寫程式的時候還是會遇到問題，在查詢資料之後解決了這些問題。