Java程序设计任务驱动式教程 任务十 万能之手接口的使用.pptx

132目录任务一 搭建环境（构建Java集成开发环境）任务二 Java欢迎你（开发简单Java应用程序任务三 小试牛刀（学习Java语言基础）任务四 挑战选择（使用分支控制流程）任务五 游戏人生（使用循环控制流程）任务六 回归自然（创建、使用类和对象）任务七 3G时代的消息传递(定义和使用类方法)任务八 保护你的隐私（封装的使用）任务九 子承父业（继承和多态的使用）任务十 上帝万能之手（接口的使用）第1页/共32页232任务十一 用数组存储信息（使用数组）任务十二 使用字符串进行交流（使用字符串）任务十三 防患于未然（捕获并处理异常）任务十四 主动出击（抛出异常）任务十五 认识Java Applet（Applet入门）任务十六 丰富多彩的Applet（在Applet中播放声音和显示图像）任务十七 进入Windows世界（设计图形用户界面）任务十八 布局规划（使用布局管理器）任务十九 事件委托处理（如何处理事件）任务二十 选择之道（使用选择控件和选择事件）目录第2页/共32页332任务二十一 简明清晰的菜单(使用菜单和其他常用事件）任务二十二 访问数据（使用JDBC连接数据库）任务二十三 访问数据升级（数据库编程）任务二十四 文件管理（目录与文件管理）任务二十五 顺序进出之道（文件的顺序访问）任务二十六 随机进出之道（文件的随机访问）任务二十七 JAVA的分身术（创建和启动线程）任务二十八 线程的生命周期与优先级(线程的状态与调度)任务二十九 基于连接的通信（Java中的套接字Socket）任务三十 基于无连接的通信（Java中的数据报编程）目录第3页/共32页432任务十 上帝万能之手（接口的使用）21知识目标知识目标能力目标能力目标什么是接口；接口关键字；接口与多态的关系。为什么使用面向接口编程，面向接口编程的实现；什么是常量；常量的定义规则。掌握Java接口；理解Java接口与多态的关系；掌握面向接口编程的思想；掌握接口中常量的使用。第4页/共32页532内容提要4跟我做：跟我做：使用使用USB接口接口 1235实现方案实现方案 代码分析代码分析 必备知识必备知识 动手做一做动手做一做 第5页/共32页63210.1 跟我做：使用USB接口 n任务情景电脑主板上的USB接口有严格的规范，U盘、移动硬盘的内部结构不相同，每种盘的容量也不同，但U盘、移动硬盘都遵守了USB接口的规范，所以，在使用USB接口时，可以将U盘、移动硬盘插入任意一个USB接口，而不用担心哪个USB接口是专门插哪个盘。请编写程序，模拟使用USB接口的过程。n运行结果第1章目录第6页/共32页732n解决步骤采用接口技术后，把USB接口的特殊类称为接口，U盘、移动硬盘类实现具体的功能。1.打开Eclipse，在study项目中创建包com.task10，再确定类名USB（接口名），得到接口的框架。package com.task10;public interface USBInterface/这是Java接口，相当于USB接口的规范2.然后，进行抽象方法的声明：public void start();/抽象方法，开始使用public void stop();/停止使用3.接着，定义继承类（实现类）MovingDisk：public class MovingDisk implements USBInterface/移动硬盘遵守了USB接口的规范 /详细实现代码参见10.3第1章目录10.2 实现方案 第7页/共32页8324.再定义继承类（实现类）UDisk：UDisk类代码与MovingDisk类相似。5.定义UseUSB类使用USB接口，运行程序。对UseUSB类能否正确使用MovingDisk类和UDisk类，能否将盘插入到USB接口中进行测试。代码如下：USBInterface usb1=new MovingDisk();/将移动硬盘插入USB接口1USBInterface usb2=new UDisk();/将U盘插入USB接口2usb1.start();/开启移动硬盘usb2.start();/开启U盘usb1.stop();/关闭移动硬盘usb2.stop();/关闭U盘第1章目录10.2 实现方案 第8页/共32页932n程序代码package com.task10;/*USBInterface.java *接口*/public interface USBInterface/这是Java接口，相当于主板上的USB接口的规范public void start();public void stop();package com.task10;/*MovingDisk.java *实现类*/public class MovingDisk implements USBInterface/移动硬盘遵守了USB接口的规范public void start()/实现接口的抽象方法，移动硬盘有自己的功能System.out.println(移动硬盘插入，开始使用);public void stop()/实现接口的抽象方法，移动硬盘有自己的功能System.out.println(移动硬盘退出工作);第1章目录10.3 代码分析 第9页/共32页1032package com.task10;/*UDisk.java *实现类*/public class UDisk implements USBInterface/U盘遵守了USB接口的规范public void start()System.out.println(U盘插入，开始使用);public void stop()System.out.println(U盘退出工作);第1章目录10.3 代码分析 第10页/共32页1132第1章目录10.3 代码分析 package com.task10;/*UseUSB.java *测试类，完成移动硬盘、U盘插入测试*/public class UseUSB/*param args*/public static void main(String args)USBInterface usb1=new MovingDisk();/将移动硬盘插入USB接口1USBInterface usb2=new UDisk();/将U盘插入USB接口2usb1.start();/开启移动硬盘usb2.start();/开启U盘usb1.stop();/关闭移动硬盘usb2.stop();/关闭U盘第11页/共32页123210.3 代码分析 n应用扩展增加主板类，再修改UseUSB类，将USB接口安装在主板上，然后在UseUSB类中将移动硬盘、U盘插入到主板的USB接口中。package com.task10;/*MainBoard.java *主板类，安装USB接口*/class MainBoardpublic void useUSB(USBInterface usb)/通过这个方法，插入符合USB接口规范的盘usb.start();usb.stop();package com.task10;第1章目录第12页/共32页133210.3 代码分析/*UseUSB.java *测试类，完成U盘、移动硬盘插入测试*/public class UseUSB public static void main(String args)MainBoard mainBoard=new MainBoard();USBInterface usb1=new MovingDisk();/在USB接口1上插入移动硬盘mainBoard.useUSB(usb1);USBInterface usb2=new UDisk();/在USB接口2上插入U盘mainBoard.useUSB(usb2);第1章目录第13页/共32页143210.4 必备知识 10.4.1 Java接口1.接口的概念接口是由常量和抽象方法组成的特殊类，是对抽象类的进一步抽象。声明接口时使用interface关键字。接口中的抽象方法在接口的实现类中被实现，这些实现方法可以具有完全不同的行为。2.为什么需要接口类与类之间通过继承，子类共享父类的属性和方法，但Java中只能实现单继承，无法实现多继承，借助于接口可以达到这一目的。继承会形成树形结构的严格的层次关系，层数越多，灵活性越小，系统维护越复杂。采用接口，问题会迎刃而解。正确使用面向接口编程的思想，还会提高系统的可扩展性及可维护性。3.接口的实现与使用接口的实现与使用分三个步骤。先声明接口，再定义接口的实现类，最后使用接口。第1章目录第14页/共32页1532声明接口接口的声明格式：public interface 接口名常量声明；抽象方法声明；例如，定义USB接口接口，有两个抽象方法。public interface USBInterface/主板上的USB接口接口public void start();/抽象方法public void stop();接口中的方法声明只能写成抽象方法的形式，不能带方法体。注意：在接口中，定义的常量修饰符默认为public static final，定义的方法修饰符默认为public abstract，所以可以省去常量、方法声明的修饰符。实现接口有了接口声明，接下来就要实现接口，也就是要进行实现类的定义。实现类的定义要使用implements关键字。例如，接口USBInterface的实现类MovingDisk的定义如下：第1章目录10.4 必备知识 第15页/共32页1632public class MovingDisk implements USBInterface/实现了USB接口的接口public void start()/实现接口中的方法System.out.println(移动硬盘插入，开始使用);public void stop()/实现接口中的方法System.out.println(移动硬盘退出工作);牢记interface 和implements两个关键字，基本上就把握住了接口的定义和实现。但是，还要注意，在实现类中，接口所有方法的方法体必须补写完整，另外，方法的修饰符必须使用public。注意：一个类可以实现多个接口，但只能继承一个父类。接口的使用在程序中，常通过实现类来使用接口。例如，接口USBInterface的实现类MovingDisk的定义完成后，可以用以下方式使用。USB usb1=new MovingDisk();/接口的使用usb1.start();/调用接口的方法10.4 必备知识 第16页/共32页1732改错：关于接口的声明有哪些错误？public interface Staff public String getInfo();public void speak()getInfo();private void write();void work();提示：有2个错误。10.4 必备知识 第17页/共32页18324.接口与抽象类通过前面的学习，从概念上能看出接口与抽象类的区别。一是使用的关键字不同。接口用的是interface，抽象类用的是abstract。二是方法的存在形式不同。接口中的方法是抽象方法，不能包含带方法体的普通方法，抽象类中的方法既可以有抽象方法，也可以有普通方法。三是属性上的处理不同。接口中的属性是常量，而抽象方法中的属性没有限制。此外，使用上也有所不同。当各个子类都存在一个共同的方法特征，但有各自不同的实现时，一般使用接口。接口与抽象类不是水火不相容的关系，相反，两者是可以结合使用的，例如，抽象类可以实现接口。在实现时，接口中的抽象方法既可以全部实现，也可以部分实现，甚至一个都不实现。没有实现的接口方法，抽象类也不需要重新显式声明为抽象方法。这种情况下，抽象类的子类必须实现抽象类中的抽象方法，以及来自接口而抽象类没有实现的方法。例如，InterfaceSample为接口，抽象类AbstractClass是接口的实现类，SonAbstractClass类为抽象类AbstractClass的子类。InterfaceSampleTest是测试类。代码如下：10.4 必备知识 第18页/共32页1932package com.task10;/*InterfaceSample.java *接口*/public interface InterfaceSample public void action1();/抽象方法public void action2();package com.task10;/*AbstractClass.java *抽象类，作为接口的实现类*/public abstract class AbstractClass implements InterfaceSample Overridepublic void action1()/实现接口中的方法System.out.println(在抽象类中实现接口的action1()方法);abstract void action3();/新增的抽象方法，扩展类的功能10.4 必备知识 第19页/共32页2032package com.task10;/*SonAbstractClass.java *抽象类的子类*/public class SonAbstractClass extends AbstractClass Overridevoid action3()/实现抽象类中的抽象方法System.out.println(在子类中实现抽象类-父类的action3()方法);Overridepublic void action2()/实现接口中的方法，在抽象类中没有得到实现System.out.println(在子类中实现接口的action2()方法);package com.task10;/*InterfaceSampleTest.java *测试类*/public class InterfaceSampleTest/*param args*/public static void main(String args)SonAbstractClass sonAbstractClass=new SonAbstractClass();sonAbstractClass.action1();/调用在抽象类中实现的接口的action1()方法sonAbstractClass.action2();/调用在子类中实现的接口的action2()方法sonAbstractClass.action3();/调用在子类中实现的抽象类-父类的action3()方法/新增的抽象方法，扩展类的功能10.4 必备知识 第20页/共32页2132抽象类AbstractClass实现了InterfaceSample接口，同时，实现了接口中的action1()方法，但没有实现接口中的action2()方法，而是新增了抽象方法action3()，扩展了类的功能。抽象类AbstractClass的子类SonAbstractClass，实现了抽象类中的抽象方法action3()，以及接口的抽象方法action2()。10.4 必备知识 第21页/共32页223210.4.2 接口与多态的关系动态多态是在父类与子类之间的方法重写。接口是为了在运行时支持动态调用方法的一种机制，它使方法的声明和实现分割开来。接口作为类型可以声明一个对象的引用变量，实现接口的类实例化后，其对象的引用可以保存在这个变量中，再通过引用变量访问方法。至于调用哪个方法是动态的，根据实际创建的对象调用相应的实现方法。通过接口找到方法，表现出多态性。10.4 必备知识 第22页/共32页233210.4.3 面向接口编程的思想开发系统时，主体构架使用接口，接口构成系统的骨架，这样就可以通过更换接口的实现类来更换系统的实现。这就是面向接口编程的思想。采用面向接口编程的思想编程，分为三个步骤。以下结合例子加以学习。有一摄影中心，既有传统照相机（AnalogueCamera），也有数码照相机（DigitalCamera），中心（PhotoCentre）和摄影师（Cameraman）在拍照时，使用不同的照相机照出的照片也就不同，最后经摄影中心将照片印出来（printPhoto）。采用面向接口编程的思想编程。1.抽象出Java接口传统照相机、数码照相机都是用作拍照，但两者对拍照takephoto()方法有不同的实现。因此，抽象出Java接口Camera，在其中定义方法takephoto()。同样，无论是摄影师还是摄影中心派人拍照，都要进行照片的景点抓取，但各自对aimAtPhoto()方法实现不同。因此，抽象出Java接口Photo，在其中定义方法aimAtPhoto()。10.4 必备知识 第23页/共32页2432具体实现：package com.task10;/*Camera.java *接口*/public interface Camera public void takephoto(String content);/拍照片package com.task10;/*Photo.java *接口*/public interface Photo public String aimAtPhoto();/抓取景点10.4 必备知识 第24页/共32页25322.实现Java接口抽象出Java接口Camera，并在其中定义了takephoto()方法后，传统照相机、数码照相机对takephoto()方法有各自不同的实现。因此，传统照相机、数码照相机都实现Camera接口，各自实现takephoto()方法。同样，摄影师Cameraman实现了接口Photo。具体实现：package com.task10;/*AnalogueCamera.java *实现类*/public class AnalogueCamera implements Camera public void takephoto(String content)/拍照 System.out.println(传统照像：);System.out.println(content);package com.task10;/*DigitalCamera.java *实现类*/10.4 必备知识 第25页/共32页2632public class DigitalCamera implements Camera public void takephoto(String content)/拍照 System.out.println(数码照像：);System.out.println(content);package com.task10;/*Cameraman.java *实现类*/public class Cameraman implements Photo public String aimAtPhoto()/抓取到景点return 本人是摄影师，抓取到景点，拍照了;10.4 必备知识 第26页/共32页27323.使用Java接口主体构架使用接口,让接口构成系统的骨架，通过更换实现接口的类就可以更换系统的实现。具体实现：package com.task10;/*PhotoCentre.java *实现类*/public class PhotoCentre implements Photo private Camera camera;/照相机 public void setCamera(Camera camera)this.camera=camera;public String aimAtPhoto()/抓取到景点 return 这里是摄影中心，抓取到景点，拍照了;public void printPhoto(Photo scene)/印照片 camera.takephoto(scene.aimAtPhoto();System.out.println(照片印好了);10.4 必备知识 第27页/共32页2832package com.task10;/*CameraTest.java *测试类*/public class CameraTest public static void main(String args)PhotoCentre photoCentre=new PhotoCentre();/创建摄影中心 photoCentre.setCamera(new AnalogueCamera();/配备传统照相机 photoCentre.printPhoto(photoCentre);/将中心派人拍的照片印出来 photoCentre.setCamera(new DigitalCamera();/配备数码照相机 photoCentre.printPhoto(photoCentre);photoCentre.printPhoto(new Cameraman();/将摄影师拍的照片印出来 10.4 必备知识 第28页/共32页293210.4.4 接口中常量的使用常量是一种标识符，它的值在运行期间恒定不变。常量只能被引用，不能被重新赋值。一般情况下，程序中多次出现的数字或字符串定义为常量，可以增强程序的可读性、可维护性。例如，程序中经常用到圆周率3.14159265358979323846，则可以将它定义为常量PI。public static final double PI=3.14159265358979323846;当圆的半径为4时，求圆的面积公式可以直接写成：System.out.println(圆的面积：+PI*4*4);在接口中声明常量时，通常可以省去public static final，写成：double PI=3.14159265358979323846;在有的程序中，把所有类用到的共享常量集中存放在一个接口中，该接口中没有任何方法。当类实现这一接口时，实际上并不实现抽象方法，只是为了使用常量。例如：public interface Constants int FAILURE=0;int SUCCESS=1;/声明常量public class UseConstants implements Constantsint k;if(k=SUCCESS)/类的方法中使用常量10.4 必备知识 第29页/共32页303210.4 必备知识 在本任务必备知识的最后，小结一下学过的OOP的的三个基本特征：封装、继承和多态，三者的比较参见表10-1。基本特征定义实现好处封装隐藏实现细节，对外提供公共的访问接口属性私有化、添加公有的setter、getter方法增强代码的可维护性继承从一个已有的类派生出新的类，子类具有父类的一般特性，以及自身特殊的特性继承需要符合is-a关系实现抽象（抽出像的部分），增强代码的可复用性多态同一个实现接口，使用不同的实例而执行不同操作通过接口/继承来定义统一的实现接口；通过方法重写为不同的实现类/子类定义不同的操作增强代码的可扩展性、可维护性第30页/共32页313210.5 动手做一做一、实训目的掌握Java接口的定义、实现与使用；掌握Java接口与多态的关系；掌握面向接口编程的思想；掌握接口中常量的使用。二、实训内容设计几何图形（Shape）、矩形（Rectangle）、圆形（Circle）、正方形（Square），能够利用接口和多态性计算几何图形的面积和周长，并显示出来。三、简要提示几何图形只能是一种图形的抽象，不是一种具体的图形。矩形、圆形、正方形是实际存在的图形。将几何图形设计成接口Shape，具有计算面积和周长的功能。矩形、圆形、正方形设计成类，各自实现几何图形接口Shape的计算面积和周长的功能。在显示功能上，设计一个print(Shape shape)方法，形参为几何图形接口Shape。四、程序代码参见本教材教学资源。五、实训思考1.正确理解Java接口与多态的关系。2.程序中怎样运用面向接口编程的思想。第31页/共32页3232谢谢您的观看！第32页/共32页