201871010101-陈来弟《面向对象程序设计（Java）》第八周学习总结

实验七 接口的定义与使用

第一部分：理论知识

一、接口、lambda和内部类；  Comparator与comparable接口；

1.comparable接口的方法是compareTo，只有一个参数；comparator接口的方法是compare，有两个参数。
comparator自定义比较器。comparable实现接口。
    2.对象克隆

1 深拷贝与浅拷贝。如果对象是不可变的，那么默认的浅拷贝也没有问题；否则，就要使用深拷贝。
    2）默认的克隆方法是浅拷贝，clone方法是Object的一个protected方法。
    3） 要让一个对象可以克隆，则需要如下步骤：

a.实现cloneable接口
     b.重定义clone方法，并指定public访问修饰符。
     c.重定义的clone方法要逐一拷贝每一个域。
  4.如果一个要clone的对象没有实现cloneable接口，那么编译器就会抛出一个CloneNotSupportedException异常。

形似cloneable这样的接口叫做标记接口，标记接口没有实现任何的方法，他的作用只是允许在类型查询中使用instanceOf。
      即便默认浅拷贝能够满足要求，还是徐亚需要实现Cloneable接口，将clone重新定义为public，再调用super.clone().
5.lambda表达式

1) 传代码而非传值。

2)  lambda的语法规则：（参数）->以及一个表达式

3)如果计算无法在一个表达式中完成，那么就使用{}。
  4)即使lambda没有参数，任然要提供空括号，就算无参方法一样。
  5)如果可以推导出一个lambda表达式的参数类型，则可以忽略其类型。
  6)如果方法只要一个参数，而且这个 参数的类型可以推导得出，那么甚至可以省略小括号。
  6)无需指定lambda表达式的返回类型。lambda表达式返回类型总可以由上下文推导出。
  7）如果一个lambda表达式只在某些分支返回一个值，而在另一些分支不返回，这是不合法的。
 8)只有一个抽象方法的接口，称为函数式接口。
 9)lambda表达式中捕获的变量必须是最终变量，这个变量初始化之后就不能再为他赋新值，不能做更改。
 10)在lambda表达式中，声明一个与局部变量同名的参数或局部变量是不可合法的。
 11)在一个lambda表达式中使用this关键字，是指创建这个lambda表达式的方法的this参数。
 6.内部类

作用：内部类方法可以访问外围类的数据，包括私有的数据.

内部类可以对同一个包种的其他类隐藏起来.

使用anonymous内部类定义回调函数类.

第二部分：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。

-1代码：
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)
   {
       //构建数组对象；
      Employee[] staff = new Employee[];
    //用三个staff对象填充数组；
      staff[] = new Employee("Harry Hacker", );
      staff[] = new Employee("Carl Cracker", );
      staff[] = new Employee("Tony Tester", );

      Arrays.sort(staff);//按字母排序方法；

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

例题 - 代码：
package interfaces;

public class Employee implements Comparable<Employee>
{
    //声明属性；
   private String name;
   private double salary;
   //构造方法；
   public Employee(String name, double salary)
   {
      this.name = name;
      this.salary = salary;
   }
   //Name属性访问器；
   public String getName()
   {
      return name;
   }
   //Salary属性访问器；
   public double getSalary()
   {
      return salary;
   }
   //计算工资方法；
   public void raiseSalary(double byPercent)
   {
      double raise = salary * byPercent / ;
      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；
   {
      return Double.compare(salary, other.salary);//包装器，调用compare方法；
   }
}

程序测试结果：

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);
   }
 }

程序测试结果：

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；

  - 代码：
package timer;

/**
   @version 1.02 2017-12-14
   @author Cay Horstmann
*/

import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import java.time.*;
import javax.swing.*;
import javax.swing.Timer;
//用JavaUTIL计时器解决与java.util.Timer的矛盾

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

      //构造一个调用侦听器的计时器；
      //每十秒一次；
      Timer t= new Timer(, listener);
      t.start();

      // keep program running until the user selects "OK"
      JOptionPane.showMessageDialog(null, "Quit program?");
      System.exit();
   }
}

class TimePrinter implements ActionListener
{
   public void actionPerformed(ActionEvent event)
   {
      System.out.println("At the tone, the time is "
         + Instant.ofEpochMilli(event.getWhen()));
      Toolkit.getDefaultToolkit().beep();
   }
}

程序6-3测试结果：

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。

- 代码：
package clone;

/**
 * This program demonstrates cloning.
 * @version 1.11 2018-03-16
 * @author Cay Horstmann
 */
public class CloneTest
{
   public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException
   {
      Employee original = new Employee("John Q. Public", );
      original.setHireDay(, , );
      Employee copy = original.clone();
      copy.raiseSalary();
      copy.setHireDay(, , );
      System.out.println("original=" + original);
      System.out.println("copy=" + copy);
   }
}

- 代码：
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
   {

      Employee cloned = (Employee) super.clone();//返回Object对象后强制类型转换；

      // 克隆可变部分
      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 - , day).getTime();

      // 实例字段变异实例
      hireDay.setTime(newHireDay.getTime());
   }

   public void raiseSalary(double byPercent)
   {
      double raise = salary * byPercent / ;
      salary += raise;
   }

   public String toString()
   {
      return "Employee[name=" + name + ",salary=" + salary + ",hireDay=" + hireDay + "]";
   }
}

程序测试结果：

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。

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。

6-6 代码：

  - 代码：
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)
   {
     //定义并初始化string类数组；
      String[] planets = new String[] { "Mercury", "Venus", "Earth", "Mars",
         "Jupiter", "Saturn", "Uranus", "Neptune" };
    //排序前输出；
      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:");
      //按单词长度排序后，使用lambda表达式；
      Arrays.sort(planets, (first, second) -> first.length() - second.length());
      System.out.println(Arrays.toString(planets));
    //方法引用；lambda表达式；
      Timer t= new Timer(, event ->
         System.out.println("The time is " + new Date()));
      t.start();   

      // 继续运行程序，知道用户选择OK；
      JOptionPane.showMessageDialog(null, "Quit program?");
      System.exit();
   }
}

程序测试结果：

Lambda表达式在C#中的写法是“arg-list => expr-body”，“=>”符号左边为表达式的参数列表，右边则是表达式体（body）。参数列表可以包含0到多个参数，参数之间使用逗号分割。Lambda表达式的作用也是为了定义一个匿名方法。如果Lambda表达式的body是一个表达式（expression），而不是语句（statement）的话，那么它的body就可以省略大括号和return关键字。此外，如果Lambda表达式只包含一个参数的话，则参数列表的括号也可以省略。

当然，Lambda表达式也并不是可以完全替代delegate写法，例如带ref和out关键字的匿名方法，就必须使用.NET 2.0中的delegate才能构造出来了。

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。

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("D:\\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：输入你的年龄，查询与你最近人的姓名、身份证号、年龄、性别和出生地；");
            System.out.println("4:查询是否有同乡");
            System.out.println("5：退出");
            int nextInt = scanner.nextInt();
            switch (nextInt) {
            case :
                Collections.sort(Personlist);
                System.out.println(Personlist.toString());
                break;
            case :

                int max=,min=;int j,k1 = ,k2=;
                for(int i=;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 :
                System.out.println("年龄：");
                int yourage = scanner.nextInt();
                int near=agenear(yourage);
                int d=yourage-Personlist.get(near).getage();
                System.out.println(""+Personlist.get(near));
                break;
            case :
                System.out.println("你的家乡?");
                String find = scanner.next();
                String place=find.substring(,);
                String place2=find.substring(,);
                for (int i = ; i <Personlist.size(); i++)
                {
                    if(Personlist.get(i).getbirthplace().substring(,).equals(place))
                        System.out.println(""+Personlist.get(i));

                } 

                break;
            case :
           isTrue = false;
           System.out.println("退出程序!");
                break;
            default:
                System.out.println("输入有误");
            }
        }
    }
    public static int agenear(int age) {

       int j=,min=,d=,k=;
        for (int i = ; i < Personlist.size(); i++)
        {
            d=Personlist.get(i).getage()-age;
            if(d<) d=-d;
            if (d<min)
            {
               min=d;
               k=i;
            }

         }    return k;

     }

}

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) {
    // int a = Integer.parseInt(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+"\t"+sex+"\t"+age+"\t"+ID+"\t"+birthplace+"\n";

}

}

程序测试结果：

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。

  - 代码：

package innerClass;

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

  /**
10  * This program demonstrates the use of inner classes.
11  * @version 1.11 2015-05-12
12  * @author Cay Horstmann
13  */
 public class InnerClassTest
 {
    public static void main(String[] args)
    {
       TalkingClock clock = new TalkingClock(, true);
       clock.start();

       // 保持程序运行知道用户选择OK；
       JOptionPane.showMessageDialog(null, "Quit program?");
       System.exit();
    }
 }

 /**
28  * A clock that prints the time in regular intervals.
29  */
 class TalkingClock
 {
    private int interval;
    private boolean beep;

    /**
36     * Constructs a talking clock
37     * @param interval the interval between messages (in milliseconds)
38     * @param beep true if the clock should beep
39     */
    public TalkingClock(int interval, boolean beep)
    {
       this.interval = interval;
       this.beep = beep;
    }

    /**
47     * Starts the clock.
48     */
    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();
       }
    }
 }

程序测试结果：

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 掌握匿名内部类的用法。

  - 代码：
import java.awt.*;
  import java.awt.event.*;
  import java.util.*;
  import javax.swing.*;
  import javax.swing.Timer;

  /**
 8  * This program demonstrates anonymous inner classes.
 9  * @version 1.11 2015-05-12
10  * @author Cay Horstmann
11  */
 public class AnonymousInnerClassTest
 {
    public static void main(String[] args)
    {
       TalkingClock clock = new TalkingClock();
       clock.start(, true);

      // 保持程序运行知道用户选择OK；
       JOptionPane.showMessageDialog(null, "Quit program?");
       System.exit();
    }
 }

 /**
26  * A clock that prints the time in regular intervals.
27  */
 class TalkingClock
 {
    /**
31     * Starts the clock.
32     * @param interval the interval between messages (in milliseconds)
33     * @param beep true if the clock should beep
34     */
     //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();
    }
 }

程序测试结果：

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。

  - 代码：

package staticInnerClass;

  /**
 4  * This program demonstrates the use of static inner classes.
 5  * @version 1.02 2015-05-12
 6  * @author Cay Horstmann
 7  */
  public class StaticInnerClassTest
  {
    public static void main(String[] args)
    {
       double[] d = new double[];
       for (int i = ; i < d.length; i++)
          d[i] =  * Math.random();
       ArrayAlg.Pair p = ArrayAlg.minmax(d);
       System.out.println("min = " + p.getFirst());
       System.out.println("max = " + p.getSecond());
    }
 }

 class ArrayAlg
 {
    /**
24     * A pair of floating-point numbers
25     */
    public static class Pair
    {
       private double first;
       private double second;

       /**
32        * Constructs a pair from two floating-point numbers
33        * @param f the first number
34        * @param s the second number
35        */
       public Pair(double f, double s)
       {
          first = f;
          second = s;
       }

       /**
43        * Returns the first number of the pair
44        * @return the first number
45        */
       public double getFirst()
       {
          return first;
       }

       /**
52        * Returns the second number of the pair
53        * @return the second number
54        */
       public double getSecond()
       {
          return second;
       }
    }

    /**
62     * Computes both the minimum and the maximum of an array
63     * @param values an array of floating-point numbers
64     * @return a pair whose first element is the minimum and whose second element
65     * is the maximum
66     */
    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);
    }
 }

程序测试结果：

三、实验总结

本章主要学习了掌握接口定义方法；实现接口类的定义要求；实现了接口类的使用要求；程序回调设计模式；Comparator接口用法；对象浅层拷贝与深层拷贝方法；Lambda表达式语法；内部类的用途及语法要求。并知道了object类的clone方法，通过学长在群里的讲解明白了接口和继承之间的区别。在今后会更加努力。