一、实验名称
实验六 接口与多态
二、实验内容
1.实验内容1
本实验的任务是设计和实现一个Soundable接口，该接口具有发声功能，同时还能调节声音大小（playSound( )、decreaseVolume( )、stopSound( )）。Soundable接口的这些功能将会由3种声音设备来实现，它们分别是：Radio，Walkman和Mobilephone。最后还需设计一个应用程序类来使用这些实现了Soundable接口的声音设备。程序运行时，先询问用户想听哪知设备，然后程序按照该设备的工作方式来输出发音。程序运行效果如下：
2.实验内容2
货车要装载一批货物，货物由三种商品组成：电视、计算机、洗衣机。卡车需要计算出整批货物的重量。
要求有一个ComputeWeight接口，该接口中有一个方法：
public double computeWeight()
有三个实现该接口的类：Television、Computer和WashMachine. 这三个类通过实现接口给出自重。
有一个Truck类，该类用ComputeWeight接口类型的数组作为成员（Truck类面向接口），那么该数组的单元就可以存放Television对象的引用、Computer对象的引用或WashMachine对象的引用。
程序要求：①Truck中这三种物品的总量范围为30～50，随机生成；②用对象数组来管理；③根据随机数生成Television、Computer和WashMachine三类对象；④输出Truck对象所装载的货物的总重量。
三、 实验目的
1.学习如何定义接口
2.掌握接口的实现方式
3.使用实现了接口的类
4.掌握接口回调
5.理解接口与抽象类的区别
四、类图/类关系图/交互图等
五、程序及思路算法分析
实验内容1
思路分析：
实验内容1是一个简单接口实现练习。思路就是定义一个接口Soundable，然后有三个类去实现这个接口，其中这三个自然要实现接口中的方法。同时，在测试类Test1中定义一个死循环来监听程序的输入，当输入0,1,2时会创建相应的对象并将这个对象引用赋值给开始声明的soundable。然后调用其方法。
Soundable接口类
package com.dreamchaser.work7; /** * 具有发声功能的接口 */ public interface Soundable { void playSound(); void decreaseVolume(); void stopSound(); }
Radio类
package com.dreamchaser.work7; public class Radio implements Soundable{ @Override public void playSound() { System.out.println("收音机播放广播：中央人民广播电台"); } @Override public void decreaseVolume() { System.out.println("增大收音机音量"); } @Override public void stopSound() { System.out.println("关闭收音机"); } }
Walkman类
package com.dreamchaser.work7; public class Walkman implements Soundable{ @Override public void playSound() { System.out.println("随身听发出音乐：1234567"); } @Override public void decreaseVolume() { System.out.println("增大随身听音量"); } @Override public void stopSound() { System.out.println("关闭随身听"); } }
Mobilephone类
package com.dreamchaser.work7; public class Mobilephone implements Soundable{ @Override public void playSound() { System.out.println("手机发出来电铃声：叮当，叮当"); } @Override public void decreaseVolume() { System.out.println("增大手机音量"); } @Override public void stopSound() { System.out.println("关闭手机"); } }
Test1测试类
package com.dreamchaser.work7; import java.util.Scanner; /** * 测试类 */ public class Test1 { public static void main(String[] args) { Scanner scanner=new Scanner(System.in); Soundable soundable=null; while(true){ System.out.println("你想听什么？请输入选择：0-收音机 1-随声听 2-手机"); int i=scanner.nextInt(); if (i==0){ soundable=new Radio(); }else if (i==1){ soundable=new Walkman(); }else { soundable=new Mobilephone(); } soundable.playSound(); soundable.decreaseVolume(); soundable.stopSound(); System.out.println("----------------------------"); } } }
实验内容2
思路分析：
同实验内容2一样都是三个类实现一个接口，值得一提的是Truck类。这个类由题目可知，有一个ComputeWeight数组。而数组的内容，也就是其中的对象引用是随机的，只要保证总质量在30-50之间即可。此时我在这个类中写了一个initialize方法来初始化computeWeights数组，并返回其总质量，其思路将在算法分析中讲述。而测试类Test2中就是创建了Truck对象来。
算法分析：
Truck类外层已经创建了这三个类的对象，在initialize方法中，外层是个死循环，内部先对a，b，c三个数做0-10的随机，然后判断总质量是否在30-50之间，如果在这之间则利用clone方法克隆相应数量的相应对象放在数组中，并break出循环返回总质量total，否则继续循环。
PS：clone方法的实现：1.相应的类实现cloneable标记接口（其内部什么也没有，仅做标记使用，程序在运行过程中会检查这个类是否实现了这个接口，如果没有则会抛出CloneNotSupportedException异常）
2.重写Object类的clone方法，将访问修饰符改为public（其实Object类中已经帮我们实现了clone方法，但是其访问修饰符为protected，所以我们只需重写该方法，将访问修饰符改成public即可，当然这个浅克隆的做法）
ComputeWeight 接口类
package com.dreamchaser.work7; public interface ComputeWeight { double computeWeight(); }
Computer 类
package com.dreamchaser.work7; public class Computer implements ComputeWeight,Cloneable{ @Override public double computeWeight() { return 1; } //覆盖Object类中clone方法，将其提升为public @Override public Object clone() throws CloneNotSupportedException { return super.clone(); } }
Television类
package com.dreamchaser.work7; public class Television implements ComputeWeight,Cloneable{ @Override public double computeWeight() { return 2; } //覆盖Object类中clone方法，将其提升为public @Override public Object clone() throws CloneNotSupportedException { return super.clone(); } }
WashMachine类
package com.dreamchaser.work7; public class WashMachine implements ComputeWeight,Cloneable{ @Override public double computeWeight() { return 3; } //覆盖Object类中clone方法，将其提升为public @Override public Object clone() throws CloneNotSupportedException { return super.clone(); } }
Truck类
package com.dreamchaser.work7; public class Truck { ComputeWeight[] computeWeights; Computer computer=new Computer(); Television television=new Television(); WashMachine washMachine=new WashMachine(); /** * 初始化货车上的货物，返回总重量 * @return */ public double initialize(){ double total=0; while (true){ int a= (int) (Math.random()*10); int b= (int) (Math.random()*10); int c= (int) (Math.random()*10); total=a*computer.computeWeight()+b*television.computeWeight()+c*washMachine.computeWeight(); if (total>30 && total<50){ computeWeights =new ComputeWeight[a+b+c]; for (int i=0;i<a;i++){ try { computeWeights[i]= (ComputeWeight) computer.clone(); } catch (CloneNotSupportedException e) { e.printStackTrace(); } } for (int i=a;i<a+b;i++){ try { computeWeights[i]= (ComputeWeight) television.clone(); } catch (CloneNotSupportedException e) { e.printStackTrace(); } } for (int i=a+b;i<a+b+c;i++){ try { computeWeights[i]= (ComputeWeight) washMachine.clone(); } catch (CloneNotSupportedException e) { e.printStackTrace(); } } break; } } return total; } }
Test2测试类
package com.dreamchaser.work7; public class Test2 { public static void main(String[] args) { Truck truck=new Truck(); //初始化truck的货物 double total=truck.initialize(); System.out.println("货车上总质量为"+total+"kg"); } }
六、测试
实验内容1测试结果
实验内容2测试结果
七、实验心得
对于接口和clone机制的理解更加深刻了。
Java的interface中，成员变量的默认修饰符为：public static final；方法的默认修饰符是：public abstract。
接口只是对一类事物属性和行为的更高次抽象；对修改关闭，对扩展开放，可以说是java中开闭原则的一种体现。
其它：本章相关知识点程序与测试
注：实验心得可结合大纲规定相关任务
文章知识点与官方知识档案匹配，可进一步学习相关知识
Java技能树类和接口接
