Java程序设计中文14slide.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,*,*,Chapter 14,抽象类和接口,1,学习目标,To design and use abstract classes(10.2).,To process a calendar using the,Calendar,and,GregorianCalendar,classes(10.3).,To declare interfaces to model weak inheritance relationships(10.4).,To define a natural order using the,Comparable,interface(10.4.1).,To know the similarities and differences between an abstract class and an interface(10.4.2).,To declare custom interfaces(10.4.3).,(Optional)To enable objects,cloneable,using the,Cloneable,interface(10.4.4).,To use wrapper classes(,Byte,Short,Integer,Long,Float,Double,Character,and,Boolean,)to wrap primitive data values into objects(10.5).,(Optional)To use the,BigInteger,and,BigDecimal,classes for computing very large numbers with arbitrary precisions(10.5.6).,To create a generic sort method(10.5).,To simplify programming using JDK 1.5 automatic conversion between primitive types and wrapper class types(10.6).,(Optional GUI)To handle GUI events(10.7).,2,引言,在继承的层次结构中，随着每个新子类的出现，类会变得越来越明确和具体。如果从一个子类上溯到父类，类就变得更一般更通用。类的设计应该保证父类包含子类的共同特征。有时，将一个父类设计得非常抽象，以至于它没有具体的实例，这样的类称为抽象类。,有时需要从几个类中派生出一个子类，这种能力称为多重继承。然而，,Java,不支持多重继承。,Java,的每个子类仅从一个父类直接继承，这种限制称为单重继承。为得到多重继承的效果，必须使用接口。,3,From Chapter 9,4,Abstract Classes,GeometricObject,Circle,Rectangle,5,抽象类,抽象类和常规类一样具有数据和方法,不能用,new,操作符实例化,应该被继承并在子类中实现抽象方法,抽象方法,只有方法头，没有方法体,6,注,非抽象类不能包含抽象方法，抽象类不一定必须包含抽象方法。也就是说，如果抽象类的子类没有实现父类的所有抽象方法，那么子类必须是抽象类。只要是抽象类，不管是否包含抽象方法，都不能用,new,实例化。,7,注,抽象类不能用,new,实例化，但它可以含有构造方法，这些构造方法定义为,protected,，因为它只被子类使用。如,GeometricObject,的构造方法在,Circle,和,Rectangle,类中调用。创建一个具体子类的实例时，它的父类的构造方法被调用以初始化父类中定义的成员变量。,8,注,父类是常规类，子类可以是抽象类,.,如,Object,类是常规类,但它的子类,GeometricObject,是抽象类。,子类可以覆盖父类的方法，将其声明为,abstract,。这种方法很少用，但是当父类中方法的实现在子类中无效时，就可以在子类中将该方法声明为抽象方法。,9,NOTE,虽然不能用,new,实例化抽象类，但一个抽象类可以用作数据类型，例如，下面的语句是正确的。,GeometricObject,geo=new GeometricObject10;,10,Example:,使用,GeometricObject,类,你可能正在考虑是否应该将抽象方法,getArea,和,getPerimeter,从,GeometricObject,类中删除。下面的例子展示了把它们留在,GeometricObject,类中的好处。,TestGeometricObject,Run,11,抽象类,Calendar,和它的子类,GregorianCalendar,12,Calendar,类的,get,方法,Calendar,类的,get(int,field),用于获取给定时间域的时间值,.,时间域定义为常量,YEAR,MONTH,DATE,HOUR,(12,小时制,),HOUR_OF_DAY,(24,小时制,),MINUTE,SECOND,DAY_OF_WEEK,(,当前星期的天数，星期日是,1),DAY_OF_MONTH,(,当前月的天,),DAY_OF_YEAR,(,当前年的天数，,1,是一年的第一天,),WEEK_OF_MONTH,(,当前月内的星期数,),and,WEEK_OF_YEAR,(,当前年内的星期数,13,接口,接口是一种与类相似的结构，只包含常量和抽象方法。接口在许多方面与抽象类相近，但是抽象类除了包含常量和抽象方法外，还可以包含变量和具体方法。,在,Java,中，接口被认为是特殊的类。就像通常的类一样，每个接口编译为独立的字节码文件。与抽象类相似，不能使用,new,操作符创建接口的实例，但是大多数情况下，使用接口或多或少有点像使用抽象类。,14,15,定义接口,为了与类区别，,Java,定义接口的语法如下,:,public interface,InterfaceName,constant declarations;,method signatures;,Example,:,public interface Edible,/*Describe how to eat*/,public abstract String,howToEat,();,15,16,Example,可以使用,Edible,接口来明确一个对象是否是可食用的。这需要使用,implement,关键字让类实现这个接口来完成。实现接口的类与接口的关系称为接口继承，与类的继承本质上是相同的，都简称为继承。,TestEdible,Run,Edible,16,注意,在接口中，所有的成员变量都是,public,final,static,，所有的成员方法都是,public,abstract,，所以,Java,可以忽略这些修饰符,:,接口里的常量可直接由接口名访问：,接口名,.,常量名,17,举例：,Comparable,接口,假设要设计一个求两个对象中较大者的一般方法。对象可以是学生、圆或矩形。因为不同类型对象的比较方法不同，需要定义一个一般方法来判断两个对象的大小顺序，然后，调整这个方法来比较学生、圆或矩形。例如，可以用学生,ID,号作为比较学生的键值，半径作为比较圆的键值，面积作为比较矩形的键值。可以用接口定义一个一般方法,compareTo,，如下所示：,package,java.lang,;,public interface Comparable,public,int,compareTo(Object,o);,18,举例：,Comparable,接口,Java,类库中的许多类,(,如,String,and,Date,),实现,Comparable,接口以定义对象的自然顺序，如果查看这些类的源代码，会发现这些类中使用了关键字,implements,实现了接口。,new String(),instanceof,String,new String(),instanceof,Comparable,new java.util.Date(),instanceof,java.util.Date,new java.util.Date(),instanceof,Comparable,19,举例：,Comparable,接口,max,方法返回值是,Comparable,类型,.,所以需要显式地转换为,String,和,Date,.,20,声明类以实现,Comparable,接口,不能使用,max,方法得到两个,Rectangle,实例中较大的一个，因为,Rectangle,类没有实现接口,Comparable,。但我们可以从,Rectangle,派生子类,ComparableRectangle,并实现,Comparable,接口，从而使矩形获得能比较大小的能力。,ComparableRectangle,ComparableRectangle,rectangle1=new ComparableRectangle(4,5);,ComparableRectangle,rectangle2=new ComparableRectangle(3,6);,System.out.println(Max.max(rectangle1,rectangle2);,21,22,The,ActionListener,Interfaces,HandleEvent,Run,监听器类实现监听接口,ActionListener,，即实现该接口的,actionPerformed,方法，响应事件完成事件处理。,按钮,事件,监听器,点击按钮触发一个动作事件,一个事件就是一个对象,监听器处理这个事件,22,23,举例：,Cloneable,接口,package,java.lang,;,public interface,Cloneable,经常会出现需要创建一个对象拷贝的情况。需要使用,clone,方法并理解,Cloneable,接口。,Cloneable,接口是空的，称为标记接口，它用来表示一个类拥有某些特定的属性。实现,Cloneable,接口的类标记为可克隆的，而且它的对象可以使用在,Object,类中定义的,clone(),方法克隆。,23,24,举例：,Cloneable,接口,Java,库中的很多类（例如：,Date,Calendar,ArrayList,）实现,Cloneable,接口，这些类的实例可以被克隆。例如：,Calendar,calendar,=new GregorianCalendar(2003,2,1);,Calendar,calendarCopy,=(,Calendar)calendar.clone,();,System.out.println(calendar,=,calendarCopy,is +,(calendar=,calendarCopy,);,System.out.println(calendar.equals(calendarCopy,)is +,calendar.equals(calendarCopy,);,displays,calendar=,calendarCopy,is false,calendar.equals(calendarCopy,)is true,24,25,实现,Cloneable,接口,为了定义一个自定义类实现,Cloneable,接口，这个类必须覆盖,Object,类中的,clone(),方法。如下例,House,25,26,浅复制和深复制,House house1=new House(1,1750.50);,House house2=(House)house1.clone();,26,接口和抽象类,可以像使用抽象类一样使用接口，但是，声明接口与声明抽象类有所不同。,成员变量,构造方法,方法,抽象类,无限制,子类通过构造方法链调用构造方法，抽象类不能用,new,操作符实例化,无限制,接口,所有成员变量必须是,public,static,final,没有构造方法。接口不能用,new,操作符实例化,所有方法必须是,public abstract,27,接口和抽象类,Java,对类的扩展只允许单重继承，但允许类实现多个接口,Java,对接口的扩展允许多重继承，但接口只能扩展接口，不能扩展类。如：,28,接口和抽象类,假设,c,是,Class2,的实例,.,那么,c,也是,Object,Class1,Interface1,Interface1_1,Interface1_2,Interface2_1,and Interface2_2,的实例。,接口没有共同的根，不像类有共同的根,Object,与类相似，接口也可以定义一个类型，可以引用任何实现该接口的类的实例，实际上实现接口的类就是类似于接口的子类。,29,使用 接口 还是 抽象类,?,抽象类和接口都可以用于模拟共同特征。,强是关系：明显地描述了父子关系的，应该用抽象类模拟。例如：职员是一个人，所以职员和人的关系应该用类继承模拟。,弱是关系：也称为类属关系，指对象拥有某种属性，可以用接口来模拟。例如：所有字符串都是可比较的，所以让,String,实现,Comparable,接口以获得可比较属性，而不是让,String,派生新的子类以增加可比较属性。,30,使用 接口 还是 抽象类,?,推荐使用接口而非抽象类是因为接口可以定义不相关类共有的父类型。接口比类更加灵活。,A,bstract class Animal,public,abstract String,howToEat,();,class,Chicken extends Animal,public String,howToEat,(),return“Fry it”;,class Duck extends Animal,public String,howToEat,(),return“Roast it”;,如果想定义,Broccoli,（花椰菜）可食用，就要让它继承,Animal,类，而实际上它并不属于,Animal,类。怎么办？,class Broccoli extends Animal,public String,howToEat,(),return“Stir-fry it”;,31,使用 接口 还是 抽象类,?,推荐使用接口而非抽象类是因为接口可以定义不相关类共有的父类型。接口比类更加灵活。,interface,Edible,public,String,howToEat,();,class,Chicken implements Edible,public String,howToEat,(),return“Fry it”;,class Duck implements Edible,public String,howToEat,(),return“Roast it”;,class Broccoli implements Edible,public String,howToEat,(),return“Stir-fry it”;,用接口描述成一种功能（,Edible,），需要某功能只需要实现该接口，而接口是允许多继承的，即可实现多个接口来获得多种功能，而不需要顾忌是否真实存在继承关系。,32,包装类,Boolean,Character,Short,Byte,Integer,Long,Float,Double,NOTE:(1),包装类没有无参构造方法,.(2),所有包装类的实例都是不可变的，意思是，一旦对象创建后它们内部的值就不能再改变,33,toString,equals,和,hashCode,方法,每个包装类覆盖,Object,类的,toString,equals,和,hashCode,方法,.,因为所有的数值包装类和,Character,类实现,Comparable,接口,所以在这些类里实现了,compareTo,方法,.,34,Number,抽象类,每个数值包装类继承抽象类,Numbe,该抽象类包含,doubleValue,floatValue,intValue,longValue,shortValue,and,byteValue,方法,.,这些方法将对象“转换”为基本类型的值,.,doubleValue,floatValue,intValue,longValue,方法是抽象的,.,byteValue,和,shortValue,方法不是抽象的,它们分别简单地返回,(,byte)intValue,(),和,(,short)intValue,(),。,35,Integer,和,Double,类,包装类都非常相似，前面已经介绍了,Character,类，,Boolean,类很少用。后面以,Integer,和,Double,类为例介绍数值包装类。,36,数值包装类的构造方法,包装类实例既可以用基本数据类型的值来构造，也可以用表示数值的字符串来构造。,Integer,和,Double,类的构造方法如下：,public,Integer(int,value),public Integer(String s),public Double(double value),public Double(String s),37,数值包装类的常量,每一个数值包装类都有常量,MAX_VALUE,和,MIN_VALUE,.,MAX_VALUE,表示对应基本数据类型的最大值,.,对于,Byte,Short,Integer,和,Long,MIN_VALUE,表示对应基本类型的最小值,.,对于,Float,and,Double,MIN_VALUE,表示,float,和,double,型的最小正值,.,最大的,integer(2,147,483,647),最小的正,float(1.4E-45),and,最大的 双精度浮点数,(1.79769313486231570e+308d).,38,转换方法,每个数值包装类都实现在,Number,类中定义的抽象方法,doubleValue,floatValue,intValue,longValue,和,shortValue,.,这些方法将对象“转换”为基本类型的值。,例如：,Double,doubleObject,=new Double(5.0);,long l=,doubleObject.longValue,();,String s=,doubleObject.toString,();,39,静态方法,valueOf,数值包装类有一个有用的静态方法,valueOf(String,s).,该方法创建一个新的对象，并将它初始化为指定字符串表示的值,:,Double,doubleObject,=Double.valueOf(12.4);,Integer,integerObject,=Integer.valueOf(12);,40,将字符串转换为数值的方法,已经使用过,Integer,类中的,parseInt(String,s),方法，把数值字符串转换为,int,值，并且使用过,Double,类中的,parseDouble,方法，把数值字符串转变为,double,值。每个数值包装类都有两个覆盖的方法，将数值字符串转换为适当的数，它们以,10,（十进制）或指定值为基数。这些方法如下所示：,public static byte,parseByte(String,s),public static byte,parseByte(String,s,int,radix),public static short,parseShort(String,s),public static short,parseShort(String,s,int,radix),41,Example:,对一个对象数组排序,目标,:,本例子给出一个静态通用方法，对一个可比较对象数组进行排序。这些对象是接口,Comparable,的实例，并且可使用,compareTo,方法进行比较。对于任何对象，只要其所在的类实现了,Comparable,接口，所编方法就能对它们的数组进行排序。,GenericSort,Run,42,基本类型和包装类之间的自动转换,JDK 1.5,允许基本类型和包装类之间进行自动转换。例如，下图,a,中的语句可以简化为图,b,中的语句,JDK 1.5 Feature,Integer,intArray,=1,2,3;,System.out.println(intArray0+intArray1+intArray2);,43,44,BigInteger,and,BigDecimal,如果要进行非常大的数的计算或者高精度浮点值的计算，可以使用,java.math,包中的,BigInteger,和,BigDecimal,类。它们都是不可变的，它们都扩展,Number,类且实现,comparable,接口。,long,类型的最大整数值为,long.MAX_VALUE,(,即,9223372036854775807,）。,BingInteger,实例可以表示任意大小的整数。可以使用,new,BigInteger(String,),和,new,BigDecimal(String,),来创建实例，使用,add,、,subtract,、,multiple,、,divide,和,remainder,方法完成算术运算，使用,compareTo,方法进行比较两个大。,44,45,BigInteger,and,BigDecimal,BigInteger,a=,new,BigInteger(9223372036854775807);,BigInteger,b=,new,BigInteger(2);,BigInteger,c=,a.multiply(b,);/9223372036854775807*2,System.out.println(c,);,BigDecimal,a=,new,BigDecimal(1.0);,BigDecimal,b=,new,BigDecimal(3);,BigDecimal,c=,a.divide(b,20,BigDecimal.ROUND_UP,);,System.out.println(c,);,LargeFactorial,Run,45,46,The,Rational,Class,Rational,Run,TestRationalClass,46,