单元5 接口与包

3.更灵活的使用接口 （1）．全面改写程序 程序5.1中，我们在原有程序的基础上，增加接口，实现新 的功能。事实上，我们可以使用接口，全面的改写原来的 程序，使其结构更加清晰，也更容易扩展。 主要的思路是将所有的功能都用接口来实现，而父类抽象 类Shape仅保留一个名称属性。在子类Rect和Circle中，通 过实现接口来实现具体的功能。 全面改写的程序保存为“ShapeCalTest.java”。
四、任务小结 本任务在原有形状计算任务的基础之上，使用了包更加规 范的组织和管理了类与接口，使程序具备了更明晰的结构 和更好的扩展性。在本书的其余内容中，为了突出重点简 化程序，可能很少使用包。但包仍然是面向对象的Java语 言很重要的一种机制，尤其在面对一些大型应用程序的开 发，良好的管理与重用机制将必不可少。
JAVA 程序设计
单元五 接口与包
学习目标：
掌握Java接口的使用 理解接口与抽象类的异同 了解Java包的使用 掌握Java的访问控制修饰符的使用 了解Java API
目 录
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任务一 计算各种形状的面积与周长
任务二 用包管理程序
拓展任务
任务一 计算各种形状的面积与周长
一、任务描述 在单元四的最后一个任务中，我们建立了形状抽象类 ，并从中派生出矩形与圆形的子类，实现了不同形状的面 积计算功能。本任务要求进一步扩展原有程序，在计算各 种形状面积的基础上，增加周长的计算功能。而且，希望 程序具备良好的可读写和扩展性，例如可以进一步增加新 的形状或者新的功能。
1.改写抽象类
2.接口的继承 与类一样，接口也可以继承。Java语言不支持类的多重继承，却支持 接口的多重继承。也就是说，Java的接口可以同时具有不止一个父接 口。 接口的继承与类的继承一致，都使用extends关键字，通用格式如下： 接口名1 extends 接口名2,接口名3,…{ 声明新的常量和抽象方法 ; }
（2）．测试接口 编写主类及main()方法，测试以上接口的作用，程序保存为 “ShapeCalDemo.java”。 程序5.2 ShapeCalDemo： public class ShapeCalDemo{ public static void main(String[] args){ Rect R=new Rect(10,20); Circle C=new Circle(15); System.out.println(+"的面积为"+R.area()+"，的周 长为"+R.perimeter()); System.out.println(+"的面积为"+C.area()+"，的周 长为"+C.perimeter()); } }
2）．实现接口 类的声明中用implements子句来表示一个类实现了某个接口。在类体 中，接口中定义的常量可以直接使用；而所有的抽象方法都必须给出 具体的实现，且必须使用public修饰。 虽然一个类只能继承一个父类，却可以实现多个接口，只需在 implements子句中用逗号分隔。 实现接口的通用格式为： class 类名 implements 接口名1,接口名2 … 【例5.2】接口的实现 class Test implements Computable{ public int f(int x,int y){ return x+y; } public void g(){ } }
在程序5.3中，可以使用接口的多继承机制将三个接口组合为一个： interface Cal extends CalPerimeter,CalArea,OutPut{}
四、任务小结 本任务介绍了接口的声明和使用方式。接口的本质就是一 种比抽象类更为抽象的类，它把方法的特征和方法的实现 分割开来，是Java语言灵活性的又一体现。在实际编程中 ，很多不偏于使用抽象类的继承来实现的情形就可以使用 接口的实现来替代。在编程中使用接口往往使得我们的 Java程序更具可读性和可扩展性。
拓展任务
一、思考 1．接口的灵活性体现在哪些方面。 2．比较接口与抽象类的异同。 3．使用包的作用。 4．比较四种访问控制权限的区别。
二、改进程序 1．用接口改造员工与经理自我介绍的程序，即用接口实 现自我介绍文本输出。 2．利用任务二建好的包，分别实现直角三角形、等腰三 角形和等边三角形的面积和周长的计算。
Shapepkg.fun
程序5.6 ShapeCalTest：
3.导入包扩展程序 （1）．计算并输出10个随机圆形的面积
程序5.7 RCTest：
（2）．计算正方形的周长与面积 正方形为矩形的特例，因而可以在Rect类的基础之上进行扩展。
程序5.8 SquareCalTest：
2.使用层次的包结构 按照任务功能要求，组织包结构如下： shapepkg——存放抽象的形状类Shape shapepkg.shapes——存放各种具体形状类，如矩形类Rect 、圆形类Circle shapepkg.fun——存放实现各种功能的接口
shapepkg
shapepkg.shapes
三、编程 1．编写物的体积和表面积计算的程序，并用立方体和 球体测试。 4 3 2 r 注：球的体积为 ，表面积为4r
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2．用有层次结构的包管理物体体积和表面积计算的程序 。
任务二 用包管理程序
一、任务描述 在单元三任务二中，我们建立了点类Point，实现了平面上 两点间距离的计算。本任务要求将平面上的两点扩展到空 间中的两点，通过对Point类的继承，建立空间中的点类， 并计算两点之间的距离。
二、任务实施 1.使用简单的包结构 （1）．创建包 使用包组织和管理程序，让同一程序的源文件按照包的划 分置于不同的路径，能更合理的管理程序，使代码的复用 成为可能。 简化实现形状计算功能的程序5.3，仅保留矩形的计算。首 先将程序除主类以外的部分（即程序5.3的第一部分与第二 部分中矩形类的定义）保存为一个源文件，声明为同一包 ，且文件命名为“Rect.java”。
（2）．使用包 修改程序5.3中的主类，即第三部分，保存为“ShapeCalTest.java”。并 在程序的头部加上导入包的import语句。 程序5.5 ShapeCalTest： import testpkg.Rect//导入包 public class ShapeCalTest{//主类 public static void main(String[] args){ Rect sr=new Rect(10,20); sr.outInfo(); } }
三、相关知识 1.接口的使用 接口的定义使用interface关键字，通用格式为 interface 接口名{ 接口体 } 接口名通常以able或ible结尾，表明接口能完成一定的行为 。 接口中只能定义常量和抽象方法。常量默认为final static修 饰，无论是否显式的使用修饰符。而方法默认为public abstract，同样无论是否显式的使用修饰符。
（3）．计算立方体的表面积与体积 立方体有三个属性，即长宽高。立方体不能计算周长和面积，但是可 以计算体积和表面积。因此可以实现CalArea()接口，用于计算表面积 ，同时新增接口CalVolume计算体积。
程序5.9 CubeCalTest
三、相关知识 1.包的定义与使用 2.访问权限 3.Java API 包
图5.1 Shape类及其子类
Shape类可以定义为以下形式 abstract class Shape{ protected String name; Shape(String n){name=n;} abstract double area();//计算面积的抽象方法 abstract double perimeter();//计算周长的抽象方法 }
2.增加计算周长的接口 （1）．声明接口 修改父类抽象类的做法可以实现本任务要求的功能，然而 却不够灵活。每当要增加一个新的功能，我们都得修改父 类抽象类，增加新的抽象方法，并在子类中给出具体实现 。而子类一旦继承了抽象类，就必须实现这个方法，而不 能选择性的继承。 在本任务中，将使用更灵活的“接口”方式，来实现新增 的计算周长的功能。 编写代码，保存为“Shape.java”。
【例5.1】接口的声明 interface Computable{ int N=100; int f(int x,int y); public abstract void g(); } 代码声明了名为Computable的接口，其中N为常量，尽管 不使用final static修饰符。方法f()和g()同样均为公有的抽 象方法，无论其是否使用相应的修饰符。
（2）．扩展功能 若任务进一步要求计算正方形的周长和面积，我们只需新增一些简单 的代码即可实现。继续派生出子类Square正方形类。而正方形是矩形 的特例，显然，从矩形类Rect继承比从抽象类Shape继承更加简单。 Square类的声明如下。正方形无论是面积还是周长的计算，都可以套 用矩形的方法。因此，不必重写三个实现功能的方法。 class Square extends Rect { Square(){ this(0); } Square(double a){ super(a,a); name="正方形"; } }