實驗六 介面的定義與使用

實驗時間 2018-10-18

1、實驗目的與要求

(1) 掌握介面定義方法；

宣告：  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。

在類宣告時用implements宣告使用一個或多個介面

Class Employee implements Printable 

{...} 

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。

(2) 掌握實現介面類的定義要求；

通常介面的名字以able或ible結尾。

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。

public interface 介面1 extends 介面2

{...}

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，不管在定義介面時，寫不寫修飾符都是一樣的。

(3) 掌握實現了介面類的使用要求；

介面不能構造介面物件，但可以宣告介面變數。

Comparable x  = new Comparable(...);//error

Comparable x  = new Employee(...);//right

可以使用instanceof檢查物件是否實現了某個介面。

if（anobject  instanceof Comparable）

{...}

(4) 掌握程式回撥設計模式；

回撥：一種程式設計模式，在這種模式中，可指出某個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，在到達給定時間間隔時觸發一個事件。

Timer (interval ActionListener listener)

Void start()

Void stop()

(5) 掌握Comparator介面用法；

 

所在包   java.util.*

定義   public interface  Comparator<T>{

Int compare(T 01,T 02);

......

}

  用途：處理字串按長度進行排序的操作。

(6) 掌握物件淺層拷貝與深層拷貝方法；

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只像原來的物件。

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。

(7) 掌握Lambda表示式語法；

（arguments）->body

(8) 瞭解內部類的用途及語法要求。

[修飾符]class outerClass{

　　...

       [修飾符]class innerClass{

　　...

}

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。

package interfaces;

public class Employee implements Comparable<Employee>  //Employee實現內建介面Comparable
{
   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()//name屬性的類方法
   {
      return name;
   }

   public double getSalary()
   {
      return salary;
   }
 //呼叫raiseSalary方法
   public void raiseSalary(double byPercent)//改寫工資資料的類方法
   {
      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)//CompareTo方法  一個引數
   {
      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];//定義普通陣列

      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類的sort方法     靜態方法的特權：通過類名呼叫       對陣列進行排序

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

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 小陳13;

public class InterfaceTest {
         public static void main(String[ ] args)
          {
               A a=new C( );
               a.show( );
               System.out.println("g="+C.g);
          }
        }

package 小陳13;
    public interface A
    {
        double g = 9.8;
        void show();
    }

package 小陳13;
class C implements A
{
  public void show( )
  {System.out.println("g="+g);}
 
}

輸出結果： 

 

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();
       //實現了ActionListener的類物件，並將它傳遞給Timer構造器。
      // construct a timer that calls the listener
      // once every 10 seconds
      Timer t = new Timer(10000, listener);
      t.start();//啟動定時器

      JOptionPane.showMessageDialog(null, "Quit program?");
      System.exit(0);
   }
}
//實現了java。awt。event包中的ActionListener介面,當到達指定的時間時，定時器就呼叫actionPerformed方法
class TimePrinter implements ActionListener//定義一個實現ActionListener介面的類
{  
   public void actionPerformed(ActionEvent event)
   {  
      System.out.println("At the tone, the time is " + new Date());
      Toolkit.getDefaultToolkit().beep();
   }
}

輸出結果：每顯示一次    At the Tone，....  資訊，然後響鈴一聲，按確定鍵終止。

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;

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();

      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//異常處理技術
      {
        
         Employee original = new Employee("John Q. Public", 50000);
         original.setHireDay(2000, 1, 1);
         Employee copy = original.clone();
         copy.raiseSalary(10);//原有物件不會發生變化
         copy.setHireDay(2002, 12, 31);//呼叫更改器
         System.out.println("original=" + original);//字串連線
         System.out.println("copy=" + copy);
      }
      catch (CloneNotSupportedException e)//接收異常
      {
         e.printStackTrace();//列印異常資訊
      }
   }
}

輸出結果：

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" };//定義陣列planets
      System.out.println(Arrays.toString(planets));//靜態方法 ，可以通過類名呼叫。呼叫Arrays的toString方法 
      System.out.println("Sorted in dictionary order:");
      Arrays.sort(planets);
      System.out.println(Arrays.toString(planets));
      System.out.println("Sorted by length:");
      //比較器
      Arrays.sort(planets, (first, second) -> first.length() - second.length());
      //Lambda表示式  ：     引數  ，箭頭(->)表示式
      System.out.println(Arrays.toString(planets));
        //動作監聽器    
      Timer t = new Timer(1000, event ->
         System.out.println("The time is " + new Date()));//Lambda表示式
      t.start();   
         
      // keep program running until user selects "Ok"
      JOptionPane.showMessageDialog(null, "Quit program?");
      System.exit(0);   
   }
}

 

輸出結果：

 控制檯輸出

 

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。

 Identity

package 小陳9;
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 Identity{
private static ArrayList<Student> studentlist;
public static void main(String[] args) {
studentlist = new ArrayList<>();
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
File file = new File("C:/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("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.尋找老鄉");
System.out.println("4.尋找年齡相近的人");
System.out.println("0.退出");
int status = scanner.nextInt();
switch (status) {
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("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 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 0:
status = 0;
System.out.println("程式已退出!");
break;
default:
System.out.println("輸入錯誤");
}
}
}
public static int agenear(int age) {
int 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

package 小陳9;

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 ) {
        this.age=age ;
    }
    public String getprovince() {
        return province;
    }
    public void setprovince(String province) {
        this.province=province ;
    }
@Override
public int compareTo(Student other) {
    // TODO Auto-generated method stub
     return this.name.compareTo(other.getName());
}

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

輸出結果

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);//實現了TalkingClock的類物件
      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//使用者自定義類
{
    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;
   }//構造方法

   /**
    * Starts the clock. 
    */
   public void start()
   {
      ActionListener listener = new TimePrinter();//建立TimePrinter方法，將this引用傳遞給當前的語音時鐘的構造器
      Timer t = new Timer(interval, listener);
      //構造一個語音時鐘需要提供兩個引數：釋出通告的間隔和開關鈴聲的標誌
      t.start(); //開始計時
   }
//TimePrinter類位於TalkClock類內部
   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();//actionPerformed方法在發出鈴聲之前檢查了beep標誌
      }
   }
}

輸出結果：輸出結果：每顯示一次    At the Tone，....  資訊，然後響鈴一聲，按確定鍵終止。

 

 

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
    */
    //匿名內部類
   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();
               //外圍類引用.
            }
         };
      Timer t = new Timer(interval, listener);
      t.start();
   }
}

輸出結果：

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();//演算法
      ArrayAlg.Pair p = ArrayAlg.minmax(d);
      System.out.println("min = " + p.getFirst());
      System.out.println("max = " + p.getSecond());
   }//靜態內部類的方法必須返回兩個數值
}

class ArrayAlg
{
   /**
    * A pair of floating-point numbers
    */
   public static class Pair//將 Pair 定義為 ArrayAlg 的內部公有類，宣告為static
   {
      //宣告私有屬性       
      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) //定義包含兩個值的類pair
      {
         first = f;
         second = s;
      }

      /**
       * Returns the first number of the pair
       * @return the first number
       */
      public double getFirst()
      {
         return first;
      }
     // 訪問器
      /**
       * 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
    */
   //該方法的呼叫者可以使用 getFirst 和  getSecond 方法獲得答案
   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);//返回一個pair型別的物件
   }
}

 

輸出結果：

實驗總結：本單元主要學習了介面的相關知識，瞭解和熟悉了介面的使用方法，Lambda表示式語法，Comparator介面用法，還能夠區分淺拷貝和深拷貝的異同之處，最後基本瞭解了內部類的定義和使用。主要對內部類，還有深層拷貝以及淺層拷貝方面的知識沒有完全理解，還需要繼續學習。程式設計實驗是在原來的身份證號文字 按照姓名和按照號碼進行查詢的基礎上改進得到的。