Java程序設計教程課件 第5章 面向對象高級程序設計

第5章

面向對象高級程序設計

教學導航教學目標了解Java多繼承的實現(xiàn)方法了解Java的多線程技術及其應用熟悉Java的泛型和泛型方法的正確使用方法掌握Java抽象類的定義與使用方法掌握Java接口的定義與使用方法掌握Java的內(nèi)部類和枚舉類的定義與使用方法掌握Java集合的接口和類的應用教學重點Java抽象類的定義與使用方法Java接口的定義與使用方法Java的泛型和泛型方法的正確使用

身臨其境

華為Mate60手機的參數(shù)如圖5-1所示，格力KFR-72LW/NhGm1BAj空調的參數(shù)如圖5-2所示，某教材的參數(shù)如圖5-3所示。手機、空調、筆記本電腦、音箱、教材都是購物網(wǎng)站待出售的商品，具有一般商品的通用參數(shù)，如商品名稱、商品編碼、品牌等。手機隸屬于數(shù)碼產(chǎn)品子類，空調隸屬于電器子類，教材隸屬于圖書子類，這些商品子類之間可能會有相同的參數(shù)，但大部分參數(shù)不同。圖5-1

華為Mate60手機的參數(shù)圖5-2

格力KFR-72LW/NhGm1BAj空調的參數(shù)圖5-3

某教材的參數(shù)圖5-4

手機顏色類型

前導知識【知識1-1】認知Java面向對象的高級特性

抽象類和接口是Java面向對象的重要特性，可以實現(xiàn)面向對象的多態(tài)機制。內(nèi)部類定義在其他類的內(nèi)部，并隱藏在外部類之內(nèi)，同時，不允許同一個包中的其他類訪問內(nèi)部類，從而對內(nèi)部類提供了更好的封裝。枚舉類提供了對枚舉類型更好的描述和支持。泛型可以在存取對象時明確地指明對象的類型，并將問題暴露在編譯階段，由編譯器進行檢測，避免在運行時出現(xiàn)轉型異常，從而增加程序的可讀性和穩(wěn)定性，提高程序的運行效率。集合是能夠容納其他對象的對象，如模塊2中介紹的數(shù)組就是一種基本的集合對象。集合內(nèi)的元素與元素之間具有一定的數(shù)據(jù)結構，并提供了一些有用的算法，從而為程序組織和操縱批量數(shù)據(jù)提供強有力的支持。Java的一個重要特性就是在語言級層面支持多線程程序設計。多線程是指一個程序中包含多個執(zhí)行流，是實現(xiàn)并發(fā)的一種有效手段。5.1定義并使用Java的抽象類5.2定義并使用Java的接口5.4探析Java多繼承的實現(xiàn)方法學習要點5.3定義并使用Java的內(nèi)部類5.5定義并使用Java的枚舉類5.6探析Java的泛型5.7探析Java的集合應用Java的多線程技術編程5.8任務5-1

定義并繼承商品抽象類

【任務描述】創(chuàng)建package5包。創(chuàng)建商品抽象類GoodsAbstractClass5_1，并在其中定義多個成員變量（包括商品編碼、商品名稱、商品數(shù)量、商品價格和貨幣單位等）、多個構造方法和成員方法。在商品抽象類中定義2個抽象方法displayBaseInfo()、displaySizeInfo()，分別用于輸出商品基本信息和商品的尺寸。創(chuàng)建商品抽象類GoodsAbstractClass5_1的抽象子類GoodsAbstractClassSub1，該子類只實現(xiàn)父類的1個抽象方法displayBaseInfo()。創(chuàng)建商品抽象類GoodsAbstractClass5_1的其他3個子類BooksClassSub2、DigitalClassSub3、ElectricalClassSub4，這3個子類實現(xiàn)其父類所有的抽象方法，區(qū)別是構造方法的參數(shù)個數(shù)不同。創(chuàng)建測試類Test5_1和類AbstractTest。分別調用類GoodsAbstractClass5_1的displayAmount()方法，輸出商品總金額；調用類GoodsAbstractClass5_1的displayBaseInfo()、displaySizeInfo()方法，輸出商品基本信息和商品的尺寸。任務5-1

定義并繼承商品抽象類

【知識5-2】定義Java的抽象類和抽象方法1．定義抽象類定義類時，在class關鍵詞前面加上一個關鍵詞abstract，這樣的類被定義為抽象類。定義抽象類的語法格式如下。[訪問控制修飾符]abstractclass類名其中，訪問控制修飾符可以為public，或者沒有訪問控制修飾符。如果訪問控制修飾符為public，則要求類的名稱與文件名完全相同。abstract表示定義的類為抽象類，類名必須是合法的Java標識符。2．定義抽象方法在抽象類中可以定義抽象方法，抽象方法也使用關鍵詞abstract來標識。定義抽象方法的語法格式如下。[訪問控制修飾符]abstract返回類型

方法名([參數(shù)列表]);在抽象方法中只包含方法的聲明部分，不包含方法的實現(xiàn)部分，并直接以“;”結束。如果把抽象類作為父類，則在父類中聲明的抽象方法將在子類中具體實現(xiàn)。因為抽象類（父類）的引用可以指向具體的子類對象，所以會執(zhí)行不同子類重寫后的方法，從而形成多態(tài)。5.1定義并使用Java的抽象類5.2定義并使用Java的接口5.4探析Java多繼承的實現(xiàn)方法學習要點5.3定義并使用Java的內(nèi)部類5.5定義并使用Java的枚舉類5.6探析Java的泛型5.7探析Java的集合應用Java的多線程技術編程5.8任務5-2

定義并實現(xiàn)商品接口【任務描述】創(chuàng)建商品接口GoodsInterface5_2，在該接口中定義兩個靜態(tài)常量currencyUnit1和currencyUnit2，用來存儲兩種不同的貨幣單位。另外，在該接口中定義兩個抽象方法displayBaseInfo()、displayAmount()，分別用于輸出商品基本信息和商品總金額。創(chuàng)建實現(xiàn)GoodsInterface5_2的類GoodsAbstractClass1和GoodsClass2，其中類GoodsAbstractClass1定義成抽象類，只實現(xiàn)接口的displayAmount()方法；類GoodsClass2定義成普通類，實現(xiàn)接口所有的抽象方法。創(chuàng)建測試類Test5_2，在該類中分別通過類對象和接口對象訪問類的成員方法。任務5-2

定義并實現(xiàn)商品接口【知識5-3】定義并實現(xiàn)Java接口Java中的接口是一種引用數(shù)據(jù)類型。通過接口可以實現(xiàn)不相關類的相同行為，且無須考慮這些類的關系。接口只包含終態(tài)變量和方法的聲明，而沒有值可以變化的變量和方法的實現(xiàn)，且其方法都是抽象方法。通過接口指明多個類需要實現(xiàn)的方法，可以使得設計與實現(xiàn)相分離。1．定義接口定義接口的語法格式如下。[訪問控制修飾符][abstract]interface接口名[extends父接口名,……]{[成員變量定義][成員方法定義]}（1）訪問控制修飾符可以為public或默認值。如果接口聲明為public，則接口名與文件名必須相同。因為接口本身是抽象的，所以接口不能用final修飾。（2）關鍵詞abstract是可選項，可以省略。（3）接口名必須符合Java標識符命名規(guī)則。（4）接口與接口之間可以繼承，并且一個接口可以同時繼承多個接口，多個接口之間用逗號分隔。（5）在接口中可以定義成員變量和成員方法，但接口中的變量和方法有特定的要求。接口中定義的成員變量默認具有public、static、final屬性，也就是說接口中定義的變量為常量，即使沒有加final關鍵詞，也默認為常量，這些常量在定義時必須賦值，賦值后其值不能改變。接口中定義的成員方法默認具有public、abstract屬性，接口中的所有方法都是抽象的，抽象方法不能用static修飾。（6）如果沒有指定接口成員方法和成員變量的public訪問權限，則Java將其隱式地聲明為public。任務5-2

定義并實現(xiàn)商品接口

【知識5-3】定義并實現(xiàn)Java接口Java中的接口是一種引用數(shù)據(jù)類型。通過接口可以實現(xiàn)不相關類的相同行為，且無須考慮這些類的關系。接口只包含終態(tài)變量和方法的聲明，而沒有值可以變化的變量和方法的實現(xiàn)，且其方法都是抽象方法。通過接口指明多個類需要實現(xiàn)的方法，可以使得設計與實現(xiàn)相分離。1．定義接口定義接口的語法格式如下。[訪問控制修飾符][abstract]interface接口名[extends父接口名,……]{[成員變量定義][成員方法定義]}（1）訪問控制修飾符可以為public或默認值。如果接口聲明為public，則接口名與文件名必須相同。因為接口本身是抽象的，所以接口不能用final修飾。（2）關鍵詞abstract是可選項，可以省略。（3）接口名必須符合Java標識符命名規(guī)則。（4）接口與接口之間可以繼承，并且一個接口可以同時繼承多個接口，多個接口之間用逗號分隔。（5）在接口中可以定義成員變量和成員方法，但接口中的變量和方法有特定的要求。接口中定義的成員變量默認具有public、static、final屬性，也就是說接口中定義的變量為常量，即使沒有加final關鍵詞，也默認為常量，這些常量在定義時必須賦值，賦值后其值不能改變。接口中定義的成員方法默認具有public、abstract屬性，接口中的所有方法都是抽象的，抽象方法不能用static修飾。（6）如果沒有指定接口成員方法和成員變量的public訪問權限，則Java將其隱式地聲明為public。任務5-2

定義并實現(xiàn)商品接口

【知識5-3】定義并實現(xiàn)Java接口2．實現(xiàn)接口接口與接口之間可以有繼承關系，而類與接口之間是實現(xiàn)（Implements）關系，即類實現(xiàn)了接口。實現(xiàn)接口的語法格式如下。訪問控制修飾符class類名[extends父類名][implements接口1,[接口2]……]{//類體}實現(xiàn)接口的類定義與一般類定義基本相似，但存在以下方面的區(qū)別。（1）接口列表中可以有多個接口，多個接口之間用逗號分隔。（2）一個類實現(xiàn)接口時，要實現(xiàn)接口中所有的抽象方法，否則這個類必須定義為抽象類。（3）因為接口中抽象方法的訪問權限默認為public，在類中實現(xiàn)抽象方法時其訪問權限不能降低，所以這些抽象方法在類中重寫后訪問權限只能為public。任務5-2

定義并實現(xiàn)商品接口

【知識5-4】區(qū)分Java接口與抽象類接口與抽象類在本質上是不同的。當類繼承抽象類時，子類與抽象類之間有繼承關系；當類實現(xiàn)接口時，類與接口之間沒有繼承關系。（1）接口與抽象類的共同點①

兩者都包含抽象方法，且多個類共用方法的參數(shù)列表和返回值。②

兩者都不能被實例化。③

兩者都是引用數(shù)據(jù)類型，其變量可被賦值為子類或實現(xiàn)接口類的對象。（2）接口與抽象類的區(qū)別①

接口使用interface來聲明，抽象類使用abstractclass來聲明。②

類只能繼承一個抽象類，但可以同時實現(xiàn)多個接口。③

抽象類中的成員變量定義與非抽象類中的成員變量定義相同，子類可以對成員變量賦值；但接口中的成員變量的默認屬性為public、static、final，只能聲明為常量。④

抽象類中可以定義抽象方法，也可以定義非抽象方法，還可以定義構造方法；但接口中只能定義抽象方法，不能定義非抽象方法和構造方法。⑤

抽象類中的抽象方法前必須使用abstract來修飾，且訪問控制修飾符可以是public、protected和默認值這3種中的任意一種；而接口中的成員方法的默認屬性為abstract和public。5.1定義并使用Java的抽象類5.2定義并使用Java的接口5.4探析Java多繼承的實現(xiàn)方法學習要點5.3定義并使用Java的內(nèi)部類5.5定義并使用Java的枚舉類5.6探析Java的泛型5.7探析Java的集合應用Java的多線程技術編程5.8任務5-3

實現(xiàn)商品類多繼承并訪問成員方法【任務描述】（1）創(chuàng)建1個抽象類AbstractClass5_3，在該類中定義1個抽象方法displayBaseInfo()，用于輸出商品的基本信息。（2）創(chuàng)建2個接口Interface1和Interface2。在接口Interface1中定義1個抽象方法displayResolution()，用于輸出商品的分辨率；在接口Interface2中定義1個抽象方法displaySize()，用于輸出商品的機身尺寸。（3）創(chuàng)建繼承自AbstractClass5_3的子類GoodsClassSub1。在該子類中聲明3個成員變量（包括商品編碼、商品名稱和商品價格）、1個構造方法，以及1個成員方法displayGoodsType()，該成員方法用于輸出商品的類別，實現(xiàn)其父類的抽象方法displayBaseInfo()。（4）創(chuàng)建類GoodsClassSub2，實現(xiàn)接口Interface1。在該類中實現(xiàn)接口的抽象方法displayResolution()，并且聲明1個成員方法displayGoodsType()，用于輸出商品的類別。（5）創(chuàng)建類GoodsClassSub3，實現(xiàn)接口Interface2。在該類中實現(xiàn)接口的抽象方法displaySize()，并且聲明1個成員方法displayGoodsType()，用于輸出商品的類別。（6）創(chuàng)建繼承自抽象類AbstractClass5_3的子類GoodsMultiInherit5_3，該類要求同時實現(xiàn)2個接口，并實現(xiàn)抽象類和接口中所有的抽象方法。（7）創(chuàng)建測試類Test5_3_1，測試類AbstractClass5_3的對象對其自身的成員方法以及子類的成員方法的可訪問性；測試接口類型的變量對其自身的成員方法以及實現(xiàn)類的成員方法的可訪問性；測試接口類型引用強制轉換成具體對象類型的引用后，接口類型的變量對其實現(xiàn)類的成員方法的可訪問性。（8）創(chuàng)建測試類Test5_3_2，測試多繼承的可訪問性。通過子類對象訪問父類的成員方法和接口的成員方法。通過接口類型的變量引用類對象，訪問接口的成員方法，將接口類型的引用強制轉換為具體對象類型后訪問類AbstractClass5_3的成員方法。任務5-3

實現(xiàn)商品類多繼承并訪問成員方法由于接口中的所有方法都是抽象方法，當類實現(xiàn)多個接口時，多個接口中的同名抽象方法在類中只有一個實現(xiàn)，從而避免了多繼承后語義上的復雜性。當類實現(xiàn)多個接口時，該類的對象可以被多個接口類型的變量引用。通過接口類型的變量引用類對象時，只能訪問接口中定義的方法，如果要訪問實現(xiàn)接口的類中定義的方法，則需要將接口類型引用強制轉換為類對象的引用。在轉換之前可以使用instanceof測試引用指向對象的實際類型?！局R5-5】認知Java多繼承與訪問成員方法5.1定義并使用Java的抽象類5.2定義并使用Java的接口5.4探析Java多繼承的實現(xiàn)方法學習要點5.3定義并使用Java的內(nèi)部類5.5定義并使用Java的枚舉類5.6探析Java的泛型5.7探析Java的集合應用Java的多線程技術編程5.8任務5-4

定義并使用商品內(nèi)部類

【任務描述】創(chuàng)建外部類GoodsOuterClass5_4，在該外部類中定義3個成員變量（商品編碼、商品名稱、商品數(shù)量）、2個構造方法、2個成員方法（displayBaseInfo()方法用于輸出商品基本信息，printOut()方法用于創(chuàng)建內(nèi)部類的對象，并調用內(nèi)部類對象的成員方法）。在外部類的內(nèi)部定義內(nèi)部類GoodsInnerClass，在該內(nèi)部類方法中定義3個變量（商品數(shù)量、商品價格、貨幣單位）、2個構造方法、3個成員方法（calAmount()方法用于計算商品總金額，displayAmount()方法用于輸出商品總金額，printVariable()方法用于訪問局部變量、內(nèi)部類和外部類的同名私有成員變量）。創(chuàng)建測試類Test5_4，在該測試類中創(chuàng)建外部類的對象，再通過外部類對象創(chuàng)建內(nèi)部類的對象，通過外部類的構造方法創(chuàng)建非靜態(tài)內(nèi)部類對象，并調用內(nèi)部類對象的方法。在測試類Test5_4中創(chuàng)建外部類的對象，測試是否可以通過內(nèi)部類的成員方法printVariable()訪問內(nèi)部類成員方法的局部變量、外部類和內(nèi)部類的同名私有成員變量。任務5-4

定義并使用商品內(nèi)部類

【知識5-6】定義并使用Java內(nèi)部類內(nèi)部類的定義有兩種：作為外部類的一個成員來定義；在外部類的方法中定義。外部類的成員可以是變量和方法，也可以是一個類。作為外部類成員的內(nèi)部類與其他外部類成員一樣，訪問控制修飾符可以為public、protected、private或默認值。非靜態(tài)內(nèi)部類與外部類中的其他非靜態(tài)成員一樣依賴外部類對象，要在創(chuàng)建外部類對象之后才能創(chuàng)建內(nèi)部類對象。內(nèi)部類對象既可以在外部類的成員方法中創(chuàng)建，又可以在外部類之外創(chuàng)建。在外部類的成員方法中創(chuàng)建內(nèi)部類對象的語法格式與創(chuàng)建外部類對象的語法格式相同。在外部類之外創(chuàng)建內(nèi)部類對象的語法格式有以下兩種形式。外部類類名.內(nèi)部類類名引用變量=外部類對象引用.new內(nèi)部類構造方法名();外部類類名.內(nèi)部類類名引用變量=new外部類構造方法名.new內(nèi)部類構造方法名();假設外部類類名為OutClass，內(nèi)部類類名為InClass，則在外部類之外創(chuàng)建內(nèi)部類對象的代碼如下。第一種方法：先創(chuàng)建外部類對象，代碼為OutClassout=newOutClass();；再通過外部類對象out創(chuàng)建內(nèi)部類對象，代碼為OutClass.InClassin=out.newInClass();。第二種方法：直接創(chuàng)建非靜態(tài)內(nèi)部類對象，代碼為OutClass.InClassin=newOutClass().newInClass();。非靜態(tài)內(nèi)部類作為外部類的一個成員，可以訪問外部類中的所有成員，包括外部類中的private成員。在外部類的成員也可以訪問內(nèi)部類的所有成員（包括private成員），但訪問之前要創(chuàng)建內(nèi)部類對象。在定義內(nèi)部類時，內(nèi)部類的類名不能與外部類的類名相同，但內(nèi)部類成員的名稱可以與外部類成員的名稱相同。當內(nèi)部類成員方法中的局部變量、內(nèi)部類成員變量、外部類成員變量的名稱相同時，有效的是局部變量名。內(nèi)部類成員變量的訪問形式：this.內(nèi)部類成員變量名。外部類成員變量的訪問形式：外部類類名.this.外部類成員變量名。5.1定義并使用Java的抽象類5.2定義并使用Java的接口5.4探析Java多繼承的實現(xiàn)方法學習要點5.3定義并使用Java的內(nèi)部類5.5定義并使用Java的枚舉類5.6探析Java的泛型5.7探析Java的集合應用Java的多線程技術編程5.8任務5-5

定義并使用商品顏色枚舉類【任務描述】創(chuàng)建枚舉類GoodsColor，該枚舉類包括6個枚舉值：白色、黑色、紫色、藍色、灰色、紅色。創(chuàng)建類GoodsColorEnum5_5，在該類的main()方法中定義枚舉類型變量并正確賦值，然后輸出枚舉類型變量的值。在類GoodsColorEnum5_5的main()方法中創(chuàng)建枚舉類型的一維數(shù)組，并通過枚舉類中的靜態(tài)方法values()為數(shù)組賦值，然后通過for語句輸出全部枚舉值，最后使用switch語句判斷商品顏色。任務5-4

定義并使用商品內(nèi)部類

【知識5-7】定義并使用Java枚舉類定義枚舉類的語法格式如下。訪問控制修飾符enum枚舉類型名稱{枚舉選項列表}枚舉類本質上就是類，使用關鍵詞enum定義的枚舉類型繼承自Enum類，而不是Object類，通過枚舉類型對象可以調用其繼承的方法。定義枚舉類型以后，枚舉類型變量的取值只能為相應枚舉類中定義的值。Enum類中的方法publicStringtoString()可以返回枚舉常量的名稱，靜態(tài)方法values()可以返回包含全部枚舉值的一維數(shù)組。5.1定義并使用Java的抽象類5.2定義并使用Java的接口5.4探析Java多繼承的實現(xiàn)方法學習要點5.3定義并使用Java的內(nèi)部類5.5定義并使用Java的枚舉類5.6探析Java的泛型5.7探析Java的集合應用Java的多線程技術編程5.8任務5-6

定義泛型商品類【任務描述】創(chuàng)建泛型類GenericClass5_6，聲明類型參數(shù)U，使用U定義泛型類GenericClass5_6的成員變量、方法的參數(shù)及方法返回值的類型。在該類中，聲明setUnit()方法用于設置成員變量的值，聲明getUnit()方法用于返回成員變量的值。創(chuàng)建受限泛型類GoodsGenericClass，聲明類型參數(shù)N、P、U，并且N和P必須為類Number的子類。在該類中聲明printAmount()方法，用于計算并輸出商品總金額。在main()方法中聲明泛型類GenericClass5_6的第1個對象currencyUnit1，U的類型為Character；聲明泛型類GenericClass5_6的第2個對象currencyUnit2，U的類型為String；調用泛型類GenericClass5_6的方法輸出相應的值。在main()方法中聲明受限泛型類的第1個對象objGeneric1，N、P、U的類型分別為Integer、Double和Character；聲明受限泛型類的第2個對象objGeneric2，N、P、U的類型分別為Integer、Double和String；調用受限泛型類GoodsGenericClass的方法輸出相應的值。任務5-4

定義并使用商品內(nèi)部類

【知識5-8】Java的泛型Java泛型的本質是類型參數(shù)化，也就是說操作的數(shù)據(jù)類型被指定為一個參數(shù)。定義泛型類或接口時，通過類型參數(shù)來抽象數(shù)據(jù)類型，而不是將變量的類型聲明為Object，這樣做的好處是使泛型類或接口的類型安全檢查在編譯階段進行，并且所有的類型轉換都是自動和隱式的，從而保證了類型的安全性。1．定義泛型類定義泛型類的語法格式如下。類的訪問控制修飾符class類名<類型參數(shù)>{

類體}在泛型類的定義中，類型參數(shù)的定義寫在類名后面，并用尖括號“<>”括起來，類型參數(shù)可以使用任何符合Java命名規(guī)則的標識符，但為了方便通常采用單個大寫字母。例如，使用E表示集合元素類型，使用K與V分別表示鍵值對中的鍵類型與值類型，使用T、U、S表示任意類型等。使用泛型類可以使程序具有更強的靈活性，通過定義泛型類，可以將變量的類型看作參數(shù)來定義，而變量的具體類型是在創(chuàng)建泛型類的對象時確定的。泛型類的類型參數(shù)可以用來定義類的成員變量、方法的參數(shù)以及方法返回值的類型。當創(chuàng)建泛型類的對象時，類型參數(shù)只能為引用類型（如Integer、Character、Double），而不能為基本類型（如int、char、double）。任務5-4

定義并使用商品內(nèi)部類

【知識5-8】Java的泛型2．定義泛型接口定義泛型接口的語法格式如下。接口的訪問控制修飾符interface接口名<類型參數(shù)>{

接口體}3．定義受限泛型在定義泛型類或泛型接口時，類名和接口名后面的類型參數(shù)可以為任意類型。如果要限制類型參數(shù)為某個子類型，則把這種泛型稱為受限泛型。在受限泛型中，類型參數(shù)的定義如下。類型參數(shù)extends父類型例如，NextendsNumber表示類型參數(shù)N繼承了抽象類Number，則在創(chuàng)建泛型類的對象時，N必須為抽象類Number的子類，如Integer，否則會出現(xiàn)編譯錯誤。使用受限泛型有以下優(yōu)點：編譯時的類型檢查可以保證類型參數(shù)的每次實例化都符合所設定的標準；因為類型參數(shù)的每次實例化都是受限父類型或其子類型，所以通過類型參數(shù)可以調用受限父類型中的方法。任務5-4

定義并使用商品內(nèi)部類

【知識5-8】Java的泛型4．泛型類的擴充Java中，類通過繼承可以實現(xiàn)類的擴充，泛型類也可以通過繼承實現(xiàn)泛型類的擴充。在泛型類的子類中可以保留父類的類型參數(shù)，還可以增加新的類型參數(shù)。如果在定義子類時沒有保留父類中的類型參數(shù)，則父類中的類型參數(shù)的類型為Object。5．定義泛型方法與類和接口一樣，方法的聲明也可以被泛型化，即在定義方法時帶有一個或多個類型參數(shù)。定義泛型方法的語法格式如下。<類型參數(shù)>方法返回值類型

方法名(參數(shù)列表){

方法體代碼}使用泛型方法可以將方法的參數(shù)以及返回值的類型參數(shù)化，在實際調用該方法時再確定其具體類型。5.1定義并使用Java的抽象類5.2定義并使用Java的接口5.4探析Java多繼承的實現(xiàn)方法學習要點5.3定義并使用Java的內(nèi)部類5.5定義并使用Java的枚舉類5.6探析Java的泛型5.7探析Java的集合應用Java的多線程技術編程5.8任務5-7

應用ArrayList類及其方法創(chuàng)建手機品牌集合并遍歷輸出集合中的元素

【任務描述】創(chuàng)建ArrayList類的集合對象實現(xiàn)List接口，向該集合中添加5個手機品牌元素，并隨機改變集合中元素的排列順序。輸出手機品牌集合中的所有元素。逐個輸出手機品牌集合中的元素?！局R5-9】探析Java的集合類在Java中，集合類和接口共同構成了Java集合框架的基礎。Java集合框架主要用于處理對象的集合，這些集合可以是有序的、無序的，允許或不允許重復元素，或者是基于鍵值對的數(shù)據(jù)結構。Java的集合類都定義在java.util包中，該包及其子包為Java編程提供了一系列有用的工具。Java集合類分為兩種：一種稱為集合類型（Collection），使用接口Collection描述其操作，其存放的基本單位是單個對象，以List和集合（Set）為代表；另一種稱為映射類型（Map），用接口Map描述其操作，其存放的基本單位是鍵值對，映射中存儲的每個對象都是通過一個鍵（Key）對象來獲取一個值（Value）對象，鍵的作用相當于數(shù)組中的索引，即每個鍵都是唯一的，可以利用鍵存取數(shù)據(jù)結構中指定位置的數(shù)據(jù)。Java集合框架定義了一系列接口，如Collection、Set、List、Iterator、Map，具體介紹如下。publicinterfaceSetextendsCollectionpublicinterfaceListextendsCollectionpublicinterfaceMappublicinterfaceIterator任務5-7

應用ArrayList類及其方法創(chuàng)建手機品牌集合并遍歷輸出集合中的元素

【知識5-9】探析Java的集合類（1）Collection接口Collection接口定義了一些通用方法，通過它們可以實現(xiàn)集合元素的添加、刪除等基本操作，是Set接口和List接口的父接口，通常情況下不直接使用。JDK沒有提供Collection接口的任何直接實現(xiàn)，而是通過專門的子接口實現(xiàn)，如Set接口和List接口。Collection接口中定義的常用方法如表5-23所示。（2）Set接口Set集合包括Set接口及其所有實現(xiàn)類，是一種不包含重復元素的、無序的集合。Set接口繼承自Collection接口，其擁有Collection接口提供的所有方法。Set集合中的對象是無序的，但這種無序并非完全無序，只是不像列表那樣按照對象的插入順序保存對象。JDK提供了實現(xiàn)Set接口的多個類，包括HashSet類和TreeSet類。方法名稱功能說明add(Eobj)將指定對象添加到集合中remove(Objectobj)將指定對象從集合中刪除，返回值為boolean型contains(Objectobj)判斷在集合中是否存在指定對象，返回值為boolean型isEmpty()判斷集合是否為空，返回值為boolean型size()獲取集合中存儲對象的個數(shù)，返回值為int型clear()移除集合中的所有對象，即清空該集合iterator()序列化集合中的所有對象，返回值為Iterator<E>型toArray()獲取一個包含所有對象的指定類型的數(shù)組equals(Objectobj)判斷指定對象與該對象是否為同一個對象，返回值為boolean型表5-23

Collection接口中定義的常用方法任務5-7

應用ArrayList類及其方法創(chuàng)建手機品牌集合并遍歷輸出集合中的元素

【知識5-9】探析Java的集合類（3）List接口List接口繼承了Collection接口，除繼承了Collection接口聲明的方法外，還增加了一些按位置存取元素、查找元素、建立List視圖等操作的方法，它是一種可含有重復元素的、有序的集合，也稱為列表或序列。List接口可以控制向列表中插入元素的位置，并可以按元素的插入順序（從0開始）來訪問元素。java.util包提供了實現(xiàn)List接口的ArrayList類（向量表）、Vector類（向量）和LinkedList類。ArrayList類用可變大小的數(shù)組實現(xiàn)List接口，它的對象會隨著元素的增多而自動擴大容量。ArrayList類是非同步的，當有多個線程對它的同一個對象并發(fā)訪問時，為保證數(shù)據(jù)的一致性，必須通過synchronized關鍵詞進行同步控制。List接口中定義的常用方法如表5-24所示。方法名稱功能說明voidadd(intindex,Objectobj)向集合的指定索引位置添加對象，其他對象的索引位置相對后移一位，索引位置從0開始abstractbooleanaddAll(intindex,Collectionc)向集合的指定索引位置添加指定集合中的所有對象Objectremove(intindex)刪除集合中指定索引位置的對象Objectset(intindex,Objectobj)將集合中指定索引位置的對象修改為指定的對象Objectget(intindex)獲得指定索引位置的對象方法名稱功能說明intindexOf(Objectobj)獲得指定對象的索引位置。當存在多個索引位置時，返回第一個索引位置intlastIndexOf(Objectobj)獲得指定對象的索引位置。當存在多個索引位置時，返回最后一個索引位置ListIteratorlistIterator()獲得一個包含所有對象的ListIterator型實例對象ListIteratorlistIterator(intindex)獲得一個包含從指定索引位置到最后的ListIterator型實例對象ListsubList(intformIndex,inttoIndex通過截取從起始位置fromIndex（包含）到終止位置toIndex（不包含）的對象，重新生成并返回一個列表表5-24

List接口中定義的常用方法任務5-7

應用ArrayList類及其方法創(chuàng)建手機品牌集合并遍歷輸出集合中的元素

【知識5-9】探析Java的集合類（4）Iterator接口JavaCollectionAPI為集合對象提供了重復器（Iterator）接口，該接口用來遍歷集合中的元素。Set接口實現(xiàn)類對象對元素的遍歷順序是不確定的，List接口實現(xiàn)類對象對元素的遍歷順序是從前往后。（5）Map接口Map接口以鍵值對的形式存放對象，實現(xiàn)鍵到值的映射，其中鍵對象不可以重復，值對象可以重復，即每個鍵只能映射到一個值上，并按照自身內(nèi)部的排序規(guī)則進行排列。Map接口的實現(xiàn)類有HashMap、TreeMap、Hashtable等。Java的集合類中定義的方法很多，限于本書篇幅，這里只列出了一些常用方法，未列出的方法請讀者參考相關書籍或網(wǎng)絡資源。由ArrayList類實現(xiàn)的列表使用數(shù)組結構保存對象。數(shù)組結構的優(yōu)點是便于對集合進行快速地隨機訪問，如果經(jīng)常根據(jù)索引位置訪問集合中的對象，那么它的效率就較高。數(shù)組結構的缺點是向指定索引位置插入對象和刪除對象的效率較低，且插入或刪除對象的索引越小效率就越低，原因是向指定的索引插入對象時，會同時將指定索引位置以及后面的所有對象向后移動。5.1定義并使用Java的抽象類5.2定義并使用Java的接口5.4探析Java多繼承的實現(xiàn)方法學習要點5.3定義并使用Java的內(nèi)部類5.5定義并使用Java的枚舉類5.6探析Java的泛型5.7探析Java的集合應用Java的多線程技術編程5.8任務5-8

應用Java的多線程技術模擬購物過程

【任務描述】開啟多個購物線程，保證多個購物頁面能夠并行購買同一種商品。創(chuàng)建一個類GoodsSale，實現(xiàn)Runnable接口，在類GoodsSale中定義2個成員變量（商品數(shù)量和商品名稱），定義2個構造方法（無參構造方法和包含2個參數(shù)的構造方法），重寫Runnable接口的run()方法，在該方法中輸出商品庫存數(shù)量。創(chuàng)建另一個類TestThread5_8，在該類的main()方法中定義類GoodsSale的對象objSale，創(chuàng)建Thread類的3個對象t1、t2和t3，即3個線程，并將對象objSale作為參數(shù)傳遞給Thread類的構造方法，分別啟動這3個線程，模擬購物過程中商品庫存數(shù)量的變化。任務5-8

應用Java的多線程技術模擬購物過程

【知識5-10】認知Java的多線程多任務操作系統(tǒng)能同時運行多個進程，在【W(wǎng)indows任務管理器】窗口的“進程”選項卡中可以看到Windows操作系統(tǒng)同時運行的多個進程。人們在一邊欣賞美妙的音樂、一邊安裝圖像處理軟件的同時，可以使用Word編輯文本，這里同時運行了多個應用程序，在【W(wǎng)indows任務管理器】窗口的【應用程序】選項卡中可以看到這些“正在運行”的應用程序。多進程實際是中央處理器（CentralProcessingUnit，CPU）的分時機制，使得每個進程都能循環(huán)獲得自己的CPU時間片，由于這種機制的輪換速度非?？?，因此所有程序就好像是在同時運行一樣。1．程序、進程與線程的關系程序是一段靜態(tài)代碼，是軟件執(zhí)行的對象。進程是程序的一次動態(tài)執(zhí)行過程，每一個進程都擁有自己的系統(tǒng)資源、內(nèi)存空間和地址空間，它對應了代碼從加載、執(zhí)行到執(zhí)行完畢的一個完整過程，這個過程也是進程的生命周期。線程是進程的基本執(zhí)行單位，是比進程更小的執(zhí)行單位，一個進程在執(zhí)行過程中可以產(chǎn)生多個線程，形成多個執(zhí)行流，每個線程有自身的生命周期，可以負責不同的任務而互不干擾，線程是一個動態(tài)的概念。多線程是實現(xiàn)并發(fā)和提高系統(tǒng)資源利用率的一種有效手段，Java支持多線程，允許多個線程同時處于運行狀態(tài)，每個線程執(zhí)行自己的任務。任務5-8

應用Java的多線程技術模擬購物過程

【知識5-10】認知Java的多線程2．線程的生命周期及其狀態(tài)轉換線程在創(chuàng)建之后，就開始了它的生命周期，一個線程在其整個生命周期中可處于不同的狀態(tài)，線程在生命周期中有5種狀態(tài)：新建（New）、就緒（Ready）、運行（Running）、阻塞（Blocked）和終止（Terminated）。Java程序可以控制線程在這5種狀態(tài)之間轉換，線程狀態(tài)及狀態(tài)轉換說明如下。（1）調用線程類的構造方法創(chuàng)建線程后，線程處于新建狀態(tài)。（2）線程調用start()方法后處于就緒狀態(tài)。此時，如果CPU在運行其他線程，則線程必須排隊等待，如果CPU空閑，則線程立即占用CPU并開始運行。（3）線程獲得CPU后處于運行狀態(tài)。（4）運行中的線程如果遇到讀寫數(shù)據(jù)、調用sleep()方法或其他阻塞事件，則狀態(tài)轉換為阻塞狀態(tài)。（5）如果引起阻塞的事件結束，如數(shù)據(jù)讀寫完畢或sleep()方法設定的時間已到，則處于阻塞狀態(tài)的線程回到就緒狀態(tài)。（6）線程遇到異?；蚓€程代碼運行完畢，不能繼續(xù)運行時，線程處于終止狀態(tài)。任務5-8

應用Java的多線程技術模擬購物過程

【知識5-10】認知Java的多線程3．Java的線程接口和線程類Java應用程序中可以定義線程類。要使用Runnable接口或Thread類定義線程類，它們都位于java.lang包中。在java.lang包中，Runnable接口定義如下。publicinterfaceRunnable{publicvoidrun();}Runnable接口提供了一種無須擴展Thread類就可以創(chuàng)建一個新線程的方式，從而克服了Java單繼承方式所帶來的各種限制。Runnable接口中只有一個方法run()。一個類要實現(xiàn)Runnable接口，就必須重寫run()方法。該方法負責完成線程所需執(zhí)行的任務。線程運行后自動執(zhí)行run()方法中的代碼，run()方法不需要調用。在java.lang包中，Thread類定義如下。publicclassThreadextendsObjectimplementsRunnable{…privateRunnabletarget;…publicThread(){…}publicThread(Runnabletarget){…}…publicvoidrun(){…}}任務5-8

應用Java的多線程技術模擬購物過程

【知識5-10】認知Java的多線程Thread類本身實現(xiàn)了Runnable接口，但僅以空的方法體覆蓋了run()方法。繼承Thread類定義線程時，需要重寫run()方法，并在run()方法的方法體中編寫線程執(zhí)行的代碼。Thread類常用的構造方法如下。①Thread()。②Thread(Stringname)。③Thread(Runnabletarget)。④Thread(Runnabletarget,Stringname)。Thread類常用的成員方法如下。繼承Thread類也就繼承了這些方法，線程對象可以調用這些方法控制線程的行為。①publicvoidstart()：使線程變?yōu)榫途w狀態(tài)，占用CPU后運行run()方法。②voidsetName(Stringname)：設置線程名。③StringgetName()：獲取線程名。④voidsetPriority(intnewPriority)：設置線程優(yōu)先級。⑤intgetPriority()：獲取線程優(yōu)先級。⑥staticvoidsleep(longmills)：線程睡眠的毫秒數(shù)。⑦staticThreadcurrentThread()：返回正在運行的線程對象。任務5-8

應用Java的多線程技術模擬購物過程

【知識5-10】認知Java的多線程4．創(chuàng)建線程對象創(chuàng)建線程對象有兩種方法：繼承Thread類和實現(xiàn)Runnable接口。這兩種方法都要用到Thread類，不同點在于通過不同的途徑覆蓋run()方法。（1）通過繼承Thread類創(chuàng)建線程對象①

創(chuàng)建繼承自Thread類的線程類，并重寫run()方法，在run()方