2022年抽象类和接口(1).ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,*,*,第,10,章 抽象类和接口,1,学习目标,设计并使用抽象类,(10.2).,使用,Calendar,类和,GregorianCalendar,类处理日历,(10.3).,声明接口来模拟弱继承关系,(10.4).,使用,Comparable,接口定义自然顺序,(10.4.1).,了解抽象类与接口的异和同,(10.4.2).,声明自定义接口,(10.4.3).,(,可选,),使用,Cloneable,接口克隆对象,(10.4.4).,使用包装类,(,Byte,Short,Integer,Long,Float,Double,Character,and,Boolean,),将基本类型数据值包装为对象,(10.5).,(,可选,),使用,BigInteger,类和,BigDecimal,类 计算大量具有任意精度的数,(10.5.6).,创建一般的排序方法,(10.5).,使用,JDK 1.5,基本数据类型与包装类之间的自动转化功能简化程序设计,(10.6).,(,可选,GUI),处理,GUI,事件,(10.7).,2,The,abstract,Modifier,抽象类,Cannot be instantiated,Should be extended and implemented in subclasses,抽象方法,Method signature withoutimplementation,3,来自第,9,章,4,抽象类,GeometricObject,Circle,Rectangle,5,注,非抽象类不能包涵抽象方法，如果一个抽象父类的子类不能实现所有的抽象方法，它必须声明为抽象的。换句话说，在一个由抽象类扩展出来的非抽象类中，所有的抽象方法都必须实现，即使这个子类不使用它们。还要注意抽象方法是非静态的。,6,注,抽象类不能用,new,操作符实例化，但仍然可以定义它的构造方法，这种构造方法将在它子类的构造方法中调用。例如，,GeometricObject,的构造方法在,Circle,类和,Rectangle,类中调用。,7,注,包含抽象方法的类必须是抽象的，但是，允许声明没有抽象方法的抽象类。这种情况下，不能使用,new,操作符创建类的实例，这种类用于定义新子类。,8,注,子类可以声明为抽象的，即使它的定义是具体的。例如，,Object,类是具体的，但是它的子类，如,GeometricObject,，可以是抽象的。,9,注,子类可以覆盖它的父类的方法，将其声明为,abstract,。这种方法非常少用，但是当父类中方法的实现在子类中无效时，这种方法就有用了。这种情况下，子类必须声明为抽象的。,10,举例,:,使用,GeometricObject,类,对象,:,创建两个几何对象，一个圆和一个矩形。调用,equalArea,方法检查两个对象是否有相同的面积，调用,displayGeometricObject,方法显示这些对象。,TestGeometricObject,Run,12,日历,Calendar,类和公历类,GregorianCalendar,13,日历,Calendar,类和公历类,GregorianCalendar,一个,java.util.Date,实例表示以毫秒为单位的时刻。,java.util.Calendar,是一个抽象的父类，可以分解出日历的详细信息，比如年、月、日、时、分和秒等。,Calendar,类的子类可以实现特定的日历系统，如公历（,Gregorian,历）阴历和,Jewish,历等。目前，,java,支持公历类。,14,公历类,GregorianCalendar,使用,GregorianCalendar(),可以利用当前时间构造一个默认的,GregorianCalendar,对象，使用,new GregorianCalendar(year,month,date),可以利用指定的年,year,、月,month,和日,date,构造一个,GregorianCalendar,对象。,参数,month,是,0,计算的，即,0,就是,1,月（,January,）。,15,定义在,Calendar,类中,get,的方法,定义在,Calendar,类中的,get(int field),方法用来提取给定时间域的值，时间域定义为常量，如,YEAR,、,MONTH,、,DATE,、,HOUR,(12,小时制,),，,HOUR_OF_DAY,(24,小时制,),，,MINUTE,、,SECOND,、,DAY_OF_WEEK,(,当前的天数，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,).,例如，下述代码：,16,Optional Path,You may cover Chapter 12,“GUI Basics”,and Chapter 13,“Graphics,”now.See the Chapter Dependency Chart.,17,接口,接口（,interface,）,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，但是抽象除了包含常量和抽象方法外，还可以包含变量和具体方法。,为了区分接楼和类，,Java,采用下述语法声明接口：,public interface InterfaceName,constant declarations;,method signatures;,18,接口是特殊的类,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。例如，可以使用接口作为变量的数据类型或转换的结果，等等。,19,定义接口,假如设计一个要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，可以用学生的,ID,号作为比较学生的键值，半径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：,20,接口例子,/This interface is defined in,/java.,lang package,package java.lang;,public interface Comparable,public int compareTo(Object o);,21,String and Date Classes,Java,类库中的许多类,(e.g.,String,and,Date,),实现,Comparable,接口，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,如下所示：,new String()instanceof String,new String()instanceof Comparable,new java.util.Date()instanceof Comparable,22,Generic,max,Method,从,max,方法返回值是,Comparable,类型的，所以，需要将其显示地转换为,String,或,Data,类型。,23,Declaring Classes to Implement Comparable,You cannot use the,max,method to find the larger of two instances of,Rectangle,because,Rectangle,does not implement,Comparable,.However,you can declare a new rectangle class that implements,Comparable,.The instances of this new class are comparable.Let this new class be named,ComparableRectangle,.,ComparableRectangle,ComparableRectangle rectangle1=new ComparableRectangle(4,5);,ComparableRectangle rectangle2=new ComparableRectangle(3,6);,System.out.println(Max.max(rectangle1,rectangle2);,24,接口与抽象类,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。,Each method in an interface has only a signature without implementation;an abstract class can have concrete methods.,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,所有变量必须是,public,static,final,没有构造方法。接楼不能用,new,操作符实例化,.,所有方法必须是,public abstract,的实例方法,25,Interfaces vs.Abstract Classes,cont.,在接口中，所有的数据域都是,public final static,和所有的方法都是,public abstract,的。由于这个原因，,Java,可以忽略这些修饰符。因此，如下的声明是等价的：,接口中的常量能用下面的方式访问：接口名,.,常量名,(e.g.,).,26,Interfaces vs.Abstract Classes,cont.,Suppose that c is an instance of Class2.c is also an instance of Object,Class1,Interface1,Interface1_1,Interface1_2,Interface2_1,and Interface2_2.,所有的类型共享同一个根,Object,类，但接口没有共同的根。与类相似，接口也可以定义一个类型。一个接口类型的变量可以引用任何实现该接口的类的实例。如果一个类实现了一个接口，这个接口就类似于该类的一个父类。可以将接口当作一个数据类型使用，能够将接口类型的变量转换到它的子类，翻过来也可以。,27,警告,:,冲突接口,在少数情况下，一个类可以实现有冲突信息的两个接口（例如两个接口的常量有不同的值，或两个方法有相同的头标志但返回类型不同）。这种类型的错误由编译器检测。,28,如何使用一个接口和一个类,?,抽象类和接口都可以用于模拟共同特征。在什么情况下应该使用接口，什么情况下应该使用类呢？一般来说，强是一种关系明显地描述了父子关系应该用泪模拟。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。弱是一种关系也称为类属关系，只对像拥有某种属性。弱是一种关系可以用接口来模拟。例如，所有的字符串都是课比较的，所以，,string,类实现,Comparable,接口。如果需要多重继承，也可以使用接口避开单重继承的限制。在多重继承情况下，只能将一类实际为父类，其他的设计为接口。更多的讨论参见第,114,章,29,创建自定义接口,public interface Edible /*Describe how to eat*/public String howToEat();,class Animal class Chicken extends Animal implements Edible public String howToEat()return Fry it;class Tiger extends Animal,class abstract Fruit implements Edible class Apple extends Fruit public String howToEat()return Make apple cider;class Orange extends Fruit public String howToEat()return Make orange juice;,30,class,Chicken,extends,Animal,implements,Edible,Comparable,int,weight;,public,Chicken(int weight),this.,weight=weight;,public,String howToEat(),return,Fry it;,public,int compareTo(Object o),return,weight (Chicken)o).weight;,Implements Multiple Interfaces,31,Creating Custom Interfaces,cont.,public interface Edible /*Describe how to eat*/public String howToEat();,public class TestEdible public static void main(String args)Object objects=new Tiger(),new Chicken(),new Apple();for(int i=0;i objects.length;i+)showObject(objectsi);public static void showObject(Object object)if(object instanceof Edible)System.out.println(Edible)object).howToEat();,32,可克隆接口,Cloneable,package java.lang;,public interface Cloneable,标记接口,:,空的接口,.,标记接口不包含常量或方法，它用于表明一个类具有某些必备的属性一个实现,Cloneable,接口的类就标记为可复制的，它的对象就可以使用,Object,类中定义的,Clone,（）方法进行克隆。,33,实现,Cloneable,接口的自定义,若要声明一个实现,cloneable,接口的自定义类，该类必须覆盖,Object,类中的,clone,（）方法。程序清单,10-4,声明一个名为,House,的类，它实现,Cloneable,接口和,Comparable,接口。,House,35,Shallow vs.Deep Copy,House house1=new House(1,1750.50);,House house2=(House)house1.clone();,36,包装类,Boolean,Character,Short,Byte,Integer,Long,Float,Double,注,:,包装类的名称与对应的基本类型名称一样，打一个字母大写。,Integer,和,Character,例外。,37,toString,equals,和,hashCode,方法,每一个包装类覆盖在,Object,类中定义的,toString,equals,和,hashCode,方法因为所有的数值包装类和,Character,类实现,Comparable,接口,所以这些类中都实现了,compareTo,方法。,38,数值包装类,每个数值包装类都实现抽象方法,doubleValue,floatValue,intValue,longValue,shortValue,和,byteValue,.,，它们定义在,Number,类中。这些方法将对象“转换”为基本类型的值。,doubleValue,floatValue,intValue,longValue,都是抽象的。,byteValue,and,shortValue,的方法不是抽象的,它们仅仅返回,(byte)intValue(),和,(short)intValue(),respectively.,39,The,Integer,and,Double,Classes,40,The,Integer,Classand the,Double,Class,构造函数,包装类常量,MAX_VALUE,MIN_VALUE,转换方法,41,数值包装类的构造方法,包装对象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,类和,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),42,Integer integerObject=Integer.,Java库中许多类(e.,max(rectangle1,rectangle2);,Interfaces vs.,所有的类型共享同一个根Object类，但接口没有共同的根。,method signatures;,定义在 Calendar类中get的方法,Interfaces vs.,new int10 instanceof Object,String and Date)实现 Comparable 接口，定义对象的自然顺序。,4E-45),双精确度浮点数的最大值,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。,从max方法返回值是 Comparable类型的，所以，需要将其显示地转换为String或Data类型。,Java类库中的许多类(e.,weight=weight;public String howToEat()return Fry it;public int compareTo(Object o)return weight (Chicken)o).,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,byte,short,int,和,long,的最小值。对,Float,和,Double,类,MIN_VALUE,表示,float,和,double,型,的最小值,.,下列显示的整数,(2,147,483,647),的最大值,正浮点数的最小值,(1.4E-45),双精确度浮点数的最大值,43,转换方法,每个数值包装类都实现抽象方法,doubleValue,floatValue,intValue,longValue,和,shortValue,它们定义在,Number,类中,.,这些方法将对象“,转换,”为基本类型的值。,44,静态方法,valueOf,数值包装类有一个有用的类方法,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。例如：,:,Double doubleObject=Double.valueOf(12.4);,Integer integerObject=Integer.valueOf(12);,45,将字符串转换为数值的方法,已经使用过,Integer,类中的,parseInt,方法，把,数值字符串转换为,int,值，并且使用过,Doube,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史丹过多数，它们以,10,（十进制）或指定值为基数（如,2,为二进制，,8,为八进制，,16,为十六进制），这些方法如下：,46,举例：对一个对象数组排序,Objective:,对一个可比较对象数组进行排序。这些对象是接口,Comparable,实例，并且可以使用,compareTo,方法进行比较。,GenericSort,Run,47,提示,在,类中,.Java,提供一个排序对象数组的静态方法,ort,，约定数组中的元素是比较的。这样，可以用下面的代码对例子中的数组进行排序：,java.util.Arrays.sort(intArray);,java.util.Arrays.sort(doubleArray);,java.util.Arrays.sort(charArray);,java.util.Arrays.sort(stringArray);,48,注,数组是对象，一个数组是,Object,类的一个实例。此外，如果,A,是,B,的子类，那么,A,的任何实例也是,B,的实例。所以，下面语句的值是,true,:,new int10 instanceof Object,new GregorianCalendar10 instanceof Calendar;,new Calendar10 instanceof Object,new Calendar10 instanceof Object,49,警告,尽管,int,型的值可以赋给,double,型的变量,但是,int,和,double,是两个不兼容的类型。所以，不能把一个,int,数组赋给,double,型变量或,Object,型变量。,50,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);,Unboxing,51,NOTE to Instructor,Optional path:,You may cover Chapter 14,“Event-Driven Programming,”or Chapter 21,“Generics,”now,52,处理,GUI,事件,Source object(e.g.,button),Listener object contains a method for processing the event.,HandleEvent,Run,Optional,GUI,53,Trace Execution,public class HandleEvent extends JFrame,public HandleEvent(),OKListenerClass listener1=new OKListenerClass();,jbtOK.addActionListener(listener1);,public static void main(String args),class OKListenerClass implements ActionListener,public void actionPerformed(ActionEvent e),System.out.println(OK button clicked);,1.Start from the main method to create a window and display it,animation,54,Trace Execution,public class HandleEvent extends JFrame,public HandleEvent(),OKListenerClass listener1=new OKListenerClass();,jbtOK.addActionListener(listener1);,public static void main(String args),class OKListenerClass implements ActionListener,public void actionPerformed(ActionEvent e),System.out.println(OK button clicked);,animation,3.Click OK.The JVM invokes the listeners actionPerformed method,56,