一、理论知识学习部分
Java为了克服单继承的缺点，Java使用了接口，一个类可以实现一个或多个接口。
接口体中包含常量定义和方法定义，接口中只进行方法的声明，不提供方法的实现。
类似建立类的继承关系，接口也可以扩展。接口的扩展技术使得从具有较高通用性的接口存在多条链延伸到具有较高专用性的接口。
通常接口的名字以able或ible结尾；可以使用extends来继承接口的常量和抽象方法，扩展形成新的接口；接口中的所有常量必须是public static final，方法必须是public abstract，这是系统默认的，不管你在定义接口时，写不写修饰符都是一样的。
一个类使用了某个接口，那么这个类必须实现该接口的所有方法，即为这些方法提供方法体。一个类可以实现多个接口，接口间应该用逗号分隔开。例：class Employee implements Cloneable,Comparable
若实现接口的类不是抽象类，则必须实现所有接口的所有方法，即为所有的抽象方法定义方 法体。一个类在实现某接口抽象方法时，必须使用完全相同的方法名、参数列表和返回值类型。接口抽象方法的访问控制符已指定为public， 所以类在实现时，必须显式地使用public修饰符，否则被警告缩小了接口中定义的方法的访问控制范围。
接口不能构造接口对象，但可以声明接口变量以指向一个实现了该接口的类对象。可以用instanceof检查对象是否实现了某个接口。
抽象类：用abstract来声明,没有具体实例对象的类，不能用new来创建对象。可包含常规类所包含的任何东西。抽象类必须由子类继承，如果abstract类的子类不是抽象类，那么子类必须重写父类中所有的abstract方法。
接口：用interface声明，是抽象方法和常量值定义的集合。从本质上讲，接口是一种特殊的抽象类，这种抽象类中只包含常量和方法的定义，而没有变量和方法的定义。接口中只能定义抽象方法，而且这些方法默认为是public的。只要类实现了接口，就可以在任何需要该接 口的地方使用这个类的对象。此外，一个类可以实现多个接口。
接口与抽象类的区别:（1）接口不能实现任何方法，而抽象类可以。（2）类可以实现许多接口，但只有一个父类。（3）接口不是类分级结构的一部分，无任何联系的类可以实现相同的接口。
回调(callback)：一种程序设计模式，在这种模式中，可指出某个特定事件发生时程序应该采取的动作。
当拷贝一个对象变量时，原始变量与拷贝变量引用同一个对象。这样，改变一个变量所引用 的对象会对另一个变量产生影响。
如果要创建一个对象新的copy，它的最初状态与 original一样，但以后可以各自改变状态，就需要使用Object类的clone方法。
Object类的clone()方法是一个native方法。Object类中的clone()方法被protected修饰符修饰。这意味着在用户编写的代码中不能直接调用它。如果要直接应用clone()方法，就需覆盖clone()方法，并要把clone()方法的属性设置为public。 Object.clone()方法返回一个Object对象。必须进行强制类型转换才能得到需要的类型。
浅层拷贝：被拷贝对象的所有常量成员和基本类型属性都有与原来对象相同的拷贝值，而若成员域是一个对象，则被拷贝对象该对象域的对象引用仍然指向原来的对象。
深层拷贝：被拷贝对象的所有成员域都含有与原来对象相同的值,且对象域将指向被复制过的新对象，而不是原有对象被引用的对象。换言之， 深层拷贝将拷贝对象内引用的对象也拷贝一遍 。
Java中对象克隆的实现：在子类中实现Cloneable接口。为了获取对象的一份拷贝，可以利用Object类的clone方法。在子类中覆盖超类的clone方法，声明为public。在子类的clone方法中，调用super.clone()。
Lambda 表达式的语法基本结构 (arguments) -> body 有如下几种情况：参数类型可推导时，不需要指定类型，如 (a) -> System.out.println(a)
只有一个参数且类型可推导时，不强制写 (), 如 a -> System.out.println(a)
参数指定类型时，必须有括号，如 (int a) -> System.out.println(a)
参数可以为空，如 () -> System.out.println(“hello”)
body 需要用 {} 包含语句，当只有一条语句时 {} 可省略
二、实验部分
1、实验目的与要求
(1) 掌握接口定义方法；
(2) 掌握实现接口类的定义要求；
(3) 掌握实现了接口类的使用要求；
(4) 掌握程序回调设计模式；
(5) 掌握Comparator接口用法；
(6) 掌握对象浅层拷贝与深层拷贝方法；
(7) 掌握Lambda表达式语法；
(8) 了解内部类的用途及语法要求。
2、实验内容和步骤
实验1： 导入第6章示例程序，测试程序并进行代码注释。
测试程序1：
l 编辑、编译、调试运行阅读教材214页-215页程序6-1、6-2，理解程序并分析程序运行结果；
l 在程序中相关代码处添加新知识的注释。
l 掌握接口的实现用法；
l 掌握内置接口Compareable的用法。
package interfaces;
//将类声明为实现某个接口，需要使用关键字implements
public class Employee implements Comparable<Employee>
{
//定义两个私有属性
private String name;
private double salary;
//构造方法
public Employee(String name, double salary)
{
this.name = name;
this.salary = salary;
}
//name属性的访问器
public String getName()
{
return name;
}
//salary属性的访问器
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
*/
//compareTo方法的实现
public int compareTo(Employee other)
{
return Double.compare(salary, other.salary);
}
}
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];
//创造普通数组对象
staff[0] = new Employee("Harry Hacker", 35000);
staff[1] = new Employee("Carl Cracker", 75000);
staff[2] = new Employee("Tony Tester", 38000);
Arrays.sort(staff);//Arrays类的sort方法
// 输出有关Employee对象的信息
for (Employee e : staff)
System.out.println("name=" + e.getName() + ",salary=" + e.getSalary());
//按工资高低进行排序输出
}
}
测试程序2：
l 编辑、编译、调试以下程序，结合程序运行结果理解程序；
|
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( ); a.show( ); System.out.println("g="+C.g); } } |
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( );
a.show( );
System.out.println("g="+C.g);
}
}
测试程序3：
l 在elipse IDE中调试运行教材223页6-3，结合程序运行结果理解程序；
l 26行、36行代码参阅224页，详细内容涉及教材12章。
l 在程序中相关代码处添加新知识的注释。
l 掌握回调程序设计模式；
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)
{
//构造这个类的一个对象，并将它传递给Timer构造器
ActionListener listener = new TimePrinter();
Timer t = new Timer(10000, listener);
// Timer构造器的第一个参数是发出通告的时间间隔，单位是毫秒，每隔10秒打印一条消息。第二个参数是监听器对象
t.start();//启动定时器
//显示一个包含一条消息和OK按钮的对话框
JOptionPane.showMessageDialog(null, "Quit program?");
System.exit(0);
}
}
//定义一个实现ActionListener接口的类
class TimePrinter implements ActionListener
{
public void actionPerformed(ActionEvent event)
{
System.out.println("At the tone, the time is " + new Date());
Toolkit.getDefaultToolkit().beep();//获得默认的工具箱
}
}
测试程序4：
l 调试运行教材229页-231页程序6-4、6-5，结合程序运行结果理解程序；
l 在程序中相关代码处添加新知识的注释。
l 掌握对象克隆实现技术；
l 掌握浅拷贝和深拷贝的差别。
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();
}
//创建深拷贝的clone方法
public Employee clone() throws CloneNotSupportedException
//如果在一个对象上调用clone，但这个对象的类并没有实现Cloneable接口，Object类的clone方法就会抛出一个CloneNotSupportedException
{
// call Object.clone()
Employee cloned = (Employee) super.clone();//super的父类是object
// 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();
// 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 + "]";
}
}
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();
}
}
}
实验2： 导入第6章示例程序6-6，学习Lambda表达式用法。
l 调试运行教材233页-234页程序6-6，结合程序运行结果理解程序；
l 在程序中相关代码处添加新知识的注释。
l 将27-29行代码与教材223页程序对比，将27-29行代码与此程序对比，体会Lambda表达式的优点。
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()));
/**event ->
* System.out.println("The time is " + new Date())是lambda表达式
*/
t.start();
// keep program running until user selects "Ok"
JOptionPane.showMessageDialog(null, "Quit program?");
System.exit(0);
}
}
注：以下实验课后完成
实验3: 编程练习
l 编制一个程序，将身份证号.txt 中的信息读入到内存中；
l 按姓名字典序输出人员信息；
l 查询最大年龄的人员信息；
l 查询最小年龄人员信息；
l 输入你的年龄，查询身份证号.txt中年龄与你最近人的姓名、身份证号、年龄、性别和出生地；
l 查询人员中是否有你的同乡。
package ID;
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) {
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+" "+sex+" "+age+" "+ID+" "+birthplace+"
";
}
}
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<Person> Personlist;
public static void main(String[] args) {
Personlist = new ArrayList<>();
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
File file = new File("C:\mydirectory\身份证号.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();
Person Person = new Person();
Person.setname(name);
Person.setID(ID);
Person.setsex(sex);
int a = Integer.parseInt(age);
Person.setage(a);
Person.setbirthplace(place);
Personlist.add(Person);
}
} catch (FileNotFoundException e) {
System.out.println("查找不到信息");
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
System.out.println("信息读取有误");
e.printStackTrace();
}
boolean isTrue = true;
while (isTrue) {
System.out.println("1:按姓名字典序输出人员信息");
System.out.println("2:查询最大年龄与最小年龄人员信息");
System.out.println("3：按省份找同乡");
System.out.println("4:输入你的年龄,查询年龄与你最近人的信息");
System.out.println("5：退出");
int nextInt = scanner.nextInt();
switch (nextInt) {
case 1:
Collections.sort(Personlist);
System.out.println(Personlist.toString());
break;
case 2:
int max=0,min=100;int j,k1 = 0,k2=0;
for(int i=1;i<Personlist.size();i++)
{
j=Personlist.get(i).getage();
if(j>max)
{
max=j;
k1=i;
}
if(j<min)
{
min=j;
k2=i;
}
}
System.out.println("年龄最大："+Personlist.get(k1));
System.out.println("年龄最小："+Personlist.get(k2));
break;
case 3:
System.out.println("省份?");
String find = scanner.next();
String place=find.substring(0,3);
String place2=find.substring(0,3);
for (int i = 0; i <Personlist.size(); i++)
{
if(Personlist.get(i).getbirthplace().substring(1,4).equals(place))
System.out.println("同乡 "+Personlist.get(i));
}
break;
case 4:
System.out.println("年龄：");
int yourage = scanner.nextInt();
int near=agenear(yourage);
int d_value=yourage-Personlist.get(near).getage();
System.out.println(""+Personlist.get(near));
break;
case 5:
isTrue = false;
System.out.println("欢迎使用!");
break;
default:
System.out.println("输入有误");
}
}
}
public static int agenear(int age) {
int j=0,min=53,d_value=0,k=0;
for (int i = 0; i < Personlist.size(); i++)
{
d_value=Personlist.get(i).getage()-age;
if(d_value<0) d_value=-d_value;
if (d_value<min)
{
min=d_value;
k=i;
}
} return k;
}
}
实验4：内部类语法验证实验
实验程序1：
l 编辑、调试运行教材246页-247页程序6-7，结合程序运行结果理解程序；
l 了解内部类的基本用法。
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();
// keep program running until user selects "Ok"
JOptionPane.showMessageDialog(null, "Quit program?");
System.exit(0);
}
}
/**
* A clock that prints the time in regular intervals.
*/
//构造一个语音时钟需要提供两个参数：发布通告的间隔和开关铃声的标志
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 TimePerine();
Timer t = new Timer(interval, listener);
t.start();
}
//TimePerine类位于TalkingClock类内部
public class TimePerine implements ActionListener
{
//内部类的对象总有一个隐式引用，它指向了创建它的外部类对象。
public void actionPerformed(ActionEvent event)
{
System.out.println("At the tone, the time is " + new Date());
if (beep) Toolkit.getDefaultToolkit().beep();
}
}
}
实验程序2：
l 编辑、调试运行教材254页程序6-8，结合程序运行结果理解程序；
l 了解匿名内部类的用法。
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
*/
//匿名内部类
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();
}
}
实验程序3：
l 在elipse IDE中调试运行教材257页-258页程序6-9，结合程序运行结果理解程序；
l 了解静态内部类的用法。
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);//避免产生名字冲突，将Pair定义为ArrayAlg的内部公有类
System.out.println("min = " + p.getFirst());
System.out.println("max = " + p.getSecond());//minmax方法的调用者可以使用getFirst和getSecond方法获得答案
}
}
//minmax方法可以返回一个Pair类型的对象
class ArrayAlg
{
/**
* A pair of floating-point numbers
*/
//定义一个包含两个值的类Pair
public static class Pair//只用内部类可以声明为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()
{
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
*/
//静态内部类计算数组中最大值和最小值的问题，
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);
}
}
三、实验总结：通过这次实验，我了解了接口的实现用法，以及在程序中如何定义接口。也对内置接口Compareable的用法有了初步的认识和了解，但是对玉对象克隆实现技术、Lambda表达式还是不理解，不能好好在编程中实现，在编程和编译过程中总会遇到一些难题，通过查阅资料和同学讨论得到解决。