實驗六 介面的定義與使用

                                                                                                                                               實驗時間 201

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。

程式原始碼：

Employee。java

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

EmployeeSortTest.java

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

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

程式測試結果：

 Compareable的用法：

   任何實現Compareable介面的類都需要包含compareTo的方法，並且這個方法的引數必須是一個Object物件，返回一個整型數值。

測試程式2：

   編輯、編譯、除錯以下程式，結合程式執行結果理解程式；

程式原始碼及其新知識註釋：

interface  A//定義一個介面，介面名為A
{
  double g=9.8;//定義一個g=9.8
  void show( );//呼叫一個void方法，但這個方法為空
}
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);
  }
}

程式測試結果：

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；

程式原始碼：

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; 
// 解決與java.util.Timer的衝突

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

      // 構造一個呼叫偵聽器的計時器
      // 每10秒一次
      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();
   }
}

程式測試結果：

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。

程式原始碼：

Employee。java

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
   {
      // 呼叫Object.clone()
      Employee cloned = (Employee) super.clone();

      // 克隆可變的欄位
      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();
      
      // 例項欄位突變的例子
      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 + "]";
   }
}

CloneTest.java

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();
      }
   }
}

測試結果：

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。

程式原始碼：

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);         
   }
}

程式測試結果：

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。

程式原始碼：

Main.java:

package Test;

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<Student> studentlist;
    public static void main(String[] args) {
        studentlist = new ArrayList<>();
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        File file = new File("D:\\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("學生資訊檔案找不到");
            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，輸入正確格式的選項");
            System.out.println("a.字典排序");
            System.out.println("b.輸出年齡最大和年齡最小的人");
            System.out.println("c.尋找老鄉");
            System.out.println("d.尋找年齡相近的人");
            System.out.println("e.退出");
            String m = scanner.next();
            switch (m) {
            case "a":
                Collections.sort(studentlist);              
                System.out.println(studentlist.toString());
                break;
            case "b":
                 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 "c":
                 System.out.println("老家?");
                 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("老鄉"+studentlist.get(i));
                 }             
                 break;
                 
            case "d":
                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 "e":
                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,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;         
      }

}

Student.java:

package Test;

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";
    }    
}

程式測試結果：

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。

程式原始碼：

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();

      // 保持程式執行，直到使用者選擇“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();
      }
   }
}

 程式測試結果：

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。

程式原始碼及其註釋：

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);

      // 保持程式執行，直到使用者選擇“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();
   }
}

程式測試結果：

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。

程式原始碼：

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);
   }
}

程式測試結果：

 學習總結：

介面的定義方法：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。

介面的實現：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，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隔開。

介面的使用要求：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。

程式回撥：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。

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。

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。換言之，深層拷貝將拷貝物件內引用的物件也拷貝一遍

以上是對本週所學理論知識的一個總結，其次就是在本週的實驗課上，在做實驗時，有學長以及老師的講解，是我對介面的知識有了更深一層的理解，以及在後面的自主練習的實驗中，雖然對實驗的認知還不太透徹，希望在後期的學習中能加強吧。