第4章接口、内部类和包.ppt

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1、1,第4章 接口、内部类和包,4.1 接口 4.2 内部类 4.3 包 4.4 Java API基础,2,4.1 接口,4.1.1 接口与实现接口的类 4.1.2 用接口实现多重继承,3,4.1 接口,接口（interface）：是一组常量和抽象方法的集合。 是一种引用数据类型。,关于接口： 用于描述抽象的概念； 约定多个类共同使用的常量和抽象方法； 抽象方法的具体实现由实现接口的类完成； 实现接口的类必须覆盖接口中的所有抽象方法。,4,1. 声明接口,public interface 接口 extends 父接口 public static final 数据类型 成员变量=常量值； publ

2、ic abstract 返回值类型 成员方法(参数列表); ,4.1.1 接口与实现接口的类,例如 public interface Plane1 /平面图形接口 public abstract double area(); /计算面积 ,5,2. 声明实现接口的类,4.1.1 接口与实现接口的类,修饰符class 类 extends 父类implements 接口列表,例如 public class Rectangle2 implements PlaneGraphics2,注意： 一个类可以实现一个或多个接口，如果一个类实现多个 接口，则声明时必须用逗号分隔每个接口名。,6,4.1.1 接口

3、与实现接口的类,3. 接口的作用,方法声明接口中声明的抽象方法约定了多个类共用的 方法声明， 方法实现每个实现接口的类可以根据自身的实际情况， 给出抽象方法的具体实现。,接口提供方法声明与方法实现相分离的机制， 使多个类之间表现出共同的行为能力。, 接口中的一个抽象方法在实现接口的多个类中表现出多态性。,7,3. 接口的作用,4.1.1 接口与实现接口的类,图4.1 图形接口与实现图形接口的类,8,4.1.1 接口与实现接口的类,3. 接口的作用,【例4.1】图形接口与实现图形接口的类。,设计平面图形接口PlaneGraphics2。 设计长方形类Rectangle2，实现平面图形接口。,9,

4、4. 接口的特点,4.1.1 接口与实现接口的类,(1) 接口及接口中成员的访问权限都是public,(2) 接口中的成员方法都是公有的、抽象的实例成员方法,(3) 接口中的所有抽象方法必须全部被实现接口的类覆盖,一个 非抽象类如果声明实现一个接口，则该类必须覆盖 接口中的所有抽象方法，即参数列表必须一样，不能仅重载而 不覆盖，并且类中的成员方法必须声明为public。,即使该类不需要某方法，也必须覆盖接口中的抽象方法， 可以用一个空方法或返回默认值的方法覆盖。,10,4.1.1 接口与实现接口的类,4. 接口的特点,例如 ： public double perimeter() /覆盖接口中的

5、抽象方法，返回默认值 return()； public void print() /覆盖接口中的抽象方法为空方法 ,一个实现接口的抽象类，可以覆盖接口中的部分抽象方法。,11,4.1.1 接口与实现接口的类,4. 接口的特点,(4) 接口中的成员变量都是常量,接口中成员变量的默认修饰符为public static final， 接口中不能声明实例成员变量，声明时，必须为常量赋值。 在实现接口的类中，不能为接口中的成员变量赋值。,例如： public interface Direction /方向接口 public static final int LEFT=0; /声明2个方向的常量 publ

6、ic static final int RIGHT=1; ,12,4.1.1 接口与实现接口的类,4. 接口的特点,(6) 接口是引用数据类型,(5) 接口不能被实例化,接口是引用数据类型，可以声明接口的变量。 接口变量能够获得实现接口的类的对象，也称为接口对象。 接口变量不能调用接口中没有声明的方法。,Java中不能创建接口的实例。 由于构造方法不能是抽象的，接口中不包含构造方法。,13,4.1.1 接口与实现接口的类,例如： class PlaneGraphics2_ex public static void main(String args) PlaneGraphics2_g1=new

7、Rectangle2(10,20); /长方形 g1.print(); /运行时多态性 g1 = new Ellipse2(10,20); /椭圆 g1.print(); ,14,4.1.2 用接口实现多重继承,1. 一个类可以继承一个父类并实现多个接口,图4.2 继承机制,一个类在声明继承一个直接父类的同时，还可以声明 实现多个接口，则实现了多重继承。,15,4.1.2 用接口实现多重继承,【例4.2】长方体类继承长方形类并实现一个接口的问题。, 设计立体图形接口SolidGraphics2。,设计长方体类Cuboid1，继承长方形类并实现立体图形接口。, 长方体类Cuboid1中必须再次覆

8、盖area()和print()方法。, 计算周长方法存在问题。,16,图4.3 长方体类的多重继承,17,4.1.2 用接口实现多重继承,【例4.3】球类实现多个接口。,图4.4 球类的多重继承,18,4.1.2 用接口实现多重继承,2. 接口的继承,一个接口允许被声明为继承一个已存在的父接口。,接口的继承性仍是单重继承，即一个接口只能有一 个父接口。,例如： public interface SolidGraphics2 extends PlaneGraphics2 /立体图形接口继承平面图形接口 public abstract double volume; /计算体积 / 继承了父接口的两

9、个抽象方法area()和print(),19,4.1.2 用接口实现多重继承,图4.5 接口的继承,20,4.1.2 用接口实现多重继承,3. 接口与抽象类的区别,相同点： 两者都包含抽象方法，约定多个类共用方法的参数列表 和返回值。 两者都不能被实例化。 两者都是引用数据类型，其变量可被赋值为子类或实现接口类的对象。,不同点： 抽象类约定多个子类之间共同使用的方法； 接口约定多个互不相关类之间共同使用的方法。 抽象类与子类之间采用单重继承机制； 一个类实现多个接口则实现了多重继承的功能。,21,4.1.2 用接口实现多重继承,3. 接口与抽象类的区别,不同点： 抽象类及其类中成员具有与普通类

10、一样的访问权限； 接口的访问权限有public和缺省两种，接口中成员的访问权限均是public。 抽象类中可以包含非抽象方法，也可以声明构造方法； 接口中的方法全部是抽象方法，不能声明构造方法。 抽象类中可以声明成员变量，子类可以对该成员变量赋值；接口中只能声明常量。,22,4.1.2 用接口实现多重继承,4. Java用接口实现多重继承比C+多重继承的优越之处,在单重继承机制下，通过子类对象调用父类的方法，Java将 在父类及若干祖先类中寻找指定方法，寻找的路径首先是父 亲，再沿着继承关系依次向上，一旦找到指定方法则执行该 方法，这条寻找路径是线性结构。,在C+的多重继承机制下，通过子类对象

11、调用父类的方法， 必须在多个父类构成的非线性结构（图结构）中寻找待执行 方法，因此查找范围大，运行效率低。,23,4.1.2 用接口实现多重继承,图4.6 Java单重继承时执行父类或祖先类中的方法,24,4.2 内部类,1. 声明内部类,2. 内部类特性,25,4.3 包,4.3.1 包的概念 4.3.2 创建、声明和导入包,26,4.3.1 包的概念,1. 问题的提出,为解决字节码文件存放和类命名的问题,27,4.3.1 包的概念,2. 什么是包,从逻辑概念看，包（package）是类的集合，一个包中包含多个类；,从存储概念看，包是类的组织方式，一个包对应一个文件夹，一个文件夹中包含多个字

12、节码文件；,注：包与类的关系，就像文件夹与文件的关系一样。包中还可 以再有子包，称为包等级，子包对应一个子文件夹。,C. 包是Java提供的一种区别类名字空间的机制，一个包中的 多个类之间不能重名，不同包中的类名则可以相同。,28,4.3.2 创建、声明和导入包,1. 创建与包同名的文件夹,2. 声明类所在的包,set classpath=.;C:Program FilesJavajdk1.5.0lib;C:myjava,package 包1.包2;,注意： A. 在源程序文件中，package语句只能写一次，且必须写 在程序的第一行，即写在类声明之前。,B. 包名与对应文件夹名的大小写应一致

13、。,C. 多个类可以属于同一个包。,29,4.3.2 创建、声明和导入包,2. 声明类所在的包,例如 package mypackage; /声明所在的包 public interface PlaneGraphics2 public abstract double area(); ,30,4.3.2 创建、声明和导入包,3. 引用包中的类,包1.包2.类|接口,带包名的类或接口的全名格式如右：,例如： public class Rectangle2 implements mypackage.PlaneGraphics2,Java虚拟机以classpath设置的路径作为根，按照包等级 的指引，在

14、对应的文件夹和子文件夹中寻找指定类或接口的 .class文件。,31,4.3.2 创建、声明和导入包,4. 导入包,import 包1.包2.类|接口|*;,如果需要使用一个包中的许多类或接口，也可以使用import语句 声明，格式如下：,例如： import mypackage.PlaneGraphics2; public interface SolidGraphics2 extends PlaneGraphics2,表示包中的所有类或接口,注意：import语句必须写在其他类的声明之前。,package mypackage; Import mypackage.*; public inter

15、face SolidGraphics2 extends PlaneGraphics2,32,4.3.2 创建、声明和导入包,5. 默认包路径,当源程序中没有使用package声明类所在的包时，Java默认 包的路径是当前文件夹，没有包名。,引用同一包中的其它类时，包名可以省略，import语句也 可以省略。,6. 包之间类及类中成员的访问权限,包中非内部的类或接口只有2种访问权限：public和缺省。 public权限的类或接口，能够被所有包中的类引用，与该 类所在的包无关。 缺省权限的类或接口，被引用范围仅限于该类所在的包。,33,4.3.2 创建、声明和导入包,6. 包之间类及类中成员的访

16、问权限,在类中成员的4种访问权限中，public和private权限与包无 关，而protected和缺省权限与包有关。 public权限的类中成员，能够被所有包中的类引用，与该类 所在的包无关。 private权限的类中成员，只能被当前的类引用，也与该类所 在的包无关。 缺省权限的类中成员，被引用范围仅限于该类所在的包。 protected权限的类中成员，被引用范围是该类所在的包以及 其他包中的所有子类。,34,4.3.2 创建、声明和导入包,7. Java源程序结构,package /声明包，0-1句 import /导入包，0-多句 public class 或interface /声明

17、公有类或接口，0-1句， 文件名与该名相同 class /声明默认类，0-多句 interface /声明接口，0-多句,一个*.java的源程序文件可以包括以下几部分：,注意：声明为public的类或接口只能有一个， 且文件名必须与该类名相同。,35,4.3.2 创建、声明和导入包,8. 包可以压缩成文件,JDK提供的文件压缩命令是： jar.exe,Java压缩文件（*.jar ）,36,4.4 Java API基础,4.4.1 Java提供的包概述 4.4.2 java.lang语言包 4.4.3 java.util实用包,应用程序接口（Application Programming I

18、nterface）： 预定义许多通用的常量、函数、类、接口等功能,37,4.4.1 Java提供的包概述,1. Java的常用包,38,4.4.1 Java提供的包概述,2. 查看Java包中的类,3. 查看Java的源程序及包等级,核心API所有类的源文件（*.java）： C:Program FilesJavajdk 1.5.0src.zip,Java的类文件（*.class）： C:Program FilesJavajdk 1.5.0jrelibrt.jar,39,4.4.1 Java提供的包概述,4. 导入Java的包,java.lang语言包是Java自动导入的，如果要使用其他 包中

19、的类，必须用import语句导入。,例如： import java.util.Date; import java.awt.*; import java.applet.Applet;,40,4.4.2 java. lang语言包,41,4.4.2 java. lang语言包,1. Object类,Object是Java中所有类的父类或祖先类，定义了一个 Java对象所需要的基本操作和属性。,Object类的主要方法说明如下：,(1) getClass()方法调用该方法能够在运行时知道当前对象所 在的类是什么，返回值类型是Class类。,(2) equals()方法比较两个对象是否相等，该方法比较

20、的是两 个对象的引用是否相等，即这两个对象是否指向同一个实例。,42,4.4.2 java. lang语言包,图4.13 Object类中equals()方法,43,4.4.2 java. lang语言包,(3)toString()方法将当前对象的一些信息用字符串进行描述， 返回对象名和哈希码的十六进制表示。 子类通常也需要覆盖该方法，以显示指定类的信息。,(4)finalize()方法析构方法，释放对象并定义回收对象时所需 要完成的清理工作。,1. Object类,44,4.4.2 java. lang语言包,2. Math数学类,提供E、PI常量和一组数学函数。 Math是最终类，不能被继

21、承； 所有的变量和方法都是静态的，可以直接通过类名引用； Math类的构造方法是private,不能声明Math类的对象。,3. Comparable接口,声明一个用于对象比较的抽象方法compareTo()。,45,4.4.2 java. lang语言包,4. 基本数据类型的包装类,Java为每种基本数据类型都声明有对应的一个类。 基本数据类型的包装类（wrapper class）共有8个： Byte Short Integer Long Float Double Character Boolean,数值类Byte Double Float Integer Long Short 拥有共同的父

22、 类Number，Number类中定义了获得数值的基本操作，是 抽象类。,46,4.4.2 java. lang语言包,5. String字符串类,Java的字符串类有两个：String和StringBuffer。,String类对象引用的是常量字符串实例，对String类对象的任 何操作都将返回一个新创建的String类对象，这种字符串处理 方式具有线程访问安全特性。,StringBuffer类中字符串对象的值和长度都可以变化。,47,4.4.2 java. lang语言包,equals()和compareTo()比较两个字符串的方法。 区别如下：,equals()方法比较两个字符串是否相等

23、，返回boolean值。,compareTo()方法比较两个字符串的大小，返回两者之间 的差值（int），分以下3种情况：,若两个字符串st1、st2相等， pareTo(st2)返回0。 若两个字符串st1、st2不等，从头开始依次将两字符串中的每个 字符进行比较，当遇到第1个不同字符时， pareTo(st2) 返回这两个不同字符的差值。 若两个字符串st1、st2仅长度不等，则pareTo(st2)返回两 者长度的差值。,48,4.4.2 java. lang语言包,【例4.5】 设计一个已排序的对象数组类， 实现查找算法。, 数组元素的通用性设计。, 使用Integer对象的必要性。,

24、 使用泛型类与否的差别。,演示使用Comparable接口及实现该接口的类， 演示数据类型包装类和泛型类的必要性。,上机思考题,49,4.4.2 java. lang语言包,6. Class类操作类为类提供运行时信息，如名字、类型 以及父类等。,7. System系统类提供访问系统资源和标准输入/输出流 的方法。,8. Runtime运行时类可直接访问运行时资源。,System是最终类， 声明了3个标准输入/输出常量：in、out和err ， 其方法都是静态的， 其构造方法是私有的，不能声明该类的对象。,50,4.4.2 java. lang语言包,【例4.6】 获得运行时信息。,上机思考题,

25、演示使用Integer类的静态方法将十进制转化为 二进制、十六进制字符串输出，使用Class、 Runtime类中的方法获得运行时信息。,51,4.4.3 java. util实用包,1. 日期类,java. util实用包提供了实现各种不同实用功能的类。,(1)Date日期类,public class Date extends Object implements java.io.Serializable, Cloneable, Comparable public Date() /构造方法，获得系统当前日期和时间的Date对象 this(System.currentTimeMillis();

26、public Date (long date) /构造方法，以长整型值创建Date对象 public void setTime (long time) /设置时间对应的长整型值 public long getTime() /返回对象中的时间值 public boolean before(Date when) /判断是否在指定日期之前 public boolean after(Date when) /判断是否在指定日期之后 public int compareTo(Date anotherDate) /比较两个日期 ,52,4.4.3 java. util实用包,(2)Calendar日期类,p

27、ublic abstract class Calendar extends Object implements Serializable, Cloneable, Comparable public static final int YEAR /年，常量 public static final int MONTH /月 public static final int DATE /日 public static final int HOUR /时 public static final int MINUTE /分 public static final int SECOND /秒 public s

28、tatic final int MILLISECOND /百分秒 public static final int DAY_OF_WEEK /星期 ,53,4.4.3 java. util实用包,(2)Calendar日期类,public abstract class Calendar extends Object implements Serializable, Cloneable, Comparable public static Calendar getInstance () /创建实例 public int get (int field) /返回日期 public final Date

29、getTime () /返回对象中的日期和时间 public final void setTime (Date date) /设置对象的日期和时间 public final void set (int year, int month, int date) public final void set (int year, int month, int date, int hour, int minute) ,例如 Calendar now = Calendar. getInstance(); /获得实例 int year =now. get(Calendar. YEAR); /获得对象中的年份值

30、,54,4.4.3 java. util实用包,【例4.7】 获得系统当前日期和时间，并按指定格式输出。,演示获得系统当前日期和时间的3种方法： new Date()、System.currentTimeMillis()、 Calendar.getInstance()方法。,55,4.4.3 java. util实用包,2. 集合API (Collection API) 一组集合相关的类库定义及实现.,集合API 中最基本的接口是Collection(无序集合) 定义了聚集形式数据的基本操作方法，如增加一个元 素、删除一个元素、清除所有元素等。,表示数据结构的类有：LinkedList(链表)、Vector(向量)、 Stack(栈)、Hashtable(散列表)、TreeSet(树)等。,Collection有两个子接口：Set(不重复集合) 和List(有序不重复集合).,