Java 程序设计 LAB07 #

实验目的 #

• 简单了解 Object 类
• 掌握良好重写 Object 类中方法的能力
• 简单了解内部类、匿名类

实验题目 #

本实验假设你明白：

• 涉及内部类时的初始化过程
• 内部类能够访问其外部类的所有属性和方法
• 构造内部类必须先构造外部类对象
• 嵌套类（静态内部类）只能够访问外部类的静态属性和方法
• 嵌套类可以直接通过类名构造
• 匿名内部类和局部内部类中直接使用的外部数据必须是 final 的（除非是匿名类的方法 的参数） 上述这些语法层面的东西，可以尝试自行证明。

本次实验不会涉及以下内部类的常用技巧：

• 回调与闭包
• 事件与控制框架

也不会涉及以下内部类的边角情况：

• 内部类的继承与覆盖
• 多重嵌套的内部类

Question01 InnerClass1 代码填空 #

阅读下面这段代码：

class Outer {
    public int num = 10;

    class Inner {
        public int num = 20;

        public void show() {
            int num = 30;
            System.out.println(/*???*/);
            System.out.println(/*???*/);
            System.out.println(/*???*/);
        }
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Outer.Inner oi = /*???*/;
        oi.show();
    }
}

• 在 Code/Question01/Test.java 中的注释部分填代码，使程序先后输出 30、20、10。
• 注意：
  • 不允许修改已经有的代码。
  • 考察的是内部类的构造以及访问外部类的方法，请不要用加减运算这种操作。

Question02 InnerClass2 代码填空 #

阅读下面这段代码：

interface Inter {
    void show();
}

class Outer {
    /*???*/
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Outer.method().show();
    }
}

• 在 Code/Question02/Test.java 中的注释部分填代码，使程序输出"DuluDulu"。
• 注意：
  • 不允许修改已经有的代码。
  • 考察的是匿名类，但是用内部类也可以实现

Question03 匿名类的 ShapeFactory 编程题|旧题 #

在前面实验的 Shape 的基础上，定义一个满足如下需求的 IShapeFactory 接口：

• 具有方法 Shape makeShape(double a, double b) ，返回一个由 a 和 b 指定大小的 形状；
  • 参数不合法时，返回 null 或抛出异常

用单例模式+工厂方法模式的思想修改矩形、椭圆、菱形类：

• 每一个类都增设一个 private static IShapeFactory factory 字段
  • 类中的 factory 用于生成该类的形状对象
    • 比如 Rectangle 类中的 factory，其 makeShape 方法返回 Rectangle 对象
  • 直接使用匿名类为 factory 进行静态初始化，不允许像 ShapeFactory2 那样定义工厂类
• 进行其他的修改，使外界的其他类能够获取到 factory 并成功构造形状对象

选择你认为合适的方式编写测试类，：

• 你的测试类应该能够覆盖到所有等价类。
• 测试形式可以是单元测试，被测对象的形式可以参考之前实验中的 ShapeFactoriesTest.makeShape 方法。
• 在代码注释中（或者与代码一起提交一个 readme），描述你的测试计划

题外话 #

使用匿名类，依然是为每一个形状创建了一个对应的工厂，因此本质上依然是工厂方法模式，区别在于不用显式定义新的类（据说编码过程中，起名字是最麻烦的事情）。 工厂方法模式的应用中，每一种工厂通常只有一个实例，因此它经常和单例模式一起被使用。

Question04 ShapeSequence 编程题 #

这是一个主动要求大家造轮子的题，因此不允许继承或组合任何 java 自带的容器（除了数组）。 本题假设大家在算法上机时能够较为熟练的使用 C++中 STL 容器，并至少对变长容器的迭代访问有一定了解。

定义一个迭代器接口IIterator具有下述抽象方法：

• boolean isEnd()
• Shape current()
• void moveNext()
• boolean equals(Object o)

在 Shape 的基础上，定义一个满足如下需求的 ShapeSequence 类：

• 具有属性 private Shape[] shapes
• 构造方法 ShapeSequence(int size)
  • size 用于指定 shapes 的最大长度，如果 size 是负数，那么按照 0 来处理。
  • 构造方法中应当对 shapes 进行初始化赋值，在其他过程中 shapes 的大小不 应该被改变
• 方法 public void add(Shape shape)
  • 向 shapes 中添加一个新的元素
  • 当 shapes 被填满时，什么都不做
• 方法 public String toString()
  • 返回这个容器的字符串表达，格式为 [Type, Type,...]
  • 格式中的 Type 是形状类型的全小写英文单词，比如 rectangle、ellipse
• 方法 public IIterator iterator() {return new SequenceIterator();}
• 具有内部类 private class SequenceIterator implements IIterator，它用于序列遍历的迭代器
  • 自定义必要的属性。
  • 默认构造方法，在被构造时，迭代器指向的位置代表数组下标 0
  • 方法 public boolean isEnd()，迭代器完成遍历时，返回 true
    • 完成遍历不代表迭代器指向了最后一个元素，而是指向了最后一个元素的下一个位置
  • 方法 public Shape current()，返回当前迭代器指向位置的 Shape 对象
    • isEnd()是 true 时，访问 current 是非法操作
  • 方法 public void moveNext()，使迭代器移动到下一个元素的位置
    • isEnd()是 true 时，什么都不做
  • 方法 public boolean equals(Object o)，当 o 是 SequenceItetator 类型的、且 o 和 this 的外部类对象相同、且 o 和 this 的位置相同时，返回 true

编写测试类并描述你的测试计划

注意 #

toString 和 equals 是 override 继承自 Object 的方法，尽量避免出现诸如 ToString、 equals 的参数类型不是 Object（这种情况会算作 overload）等情况

题目中省略了一些实现上必要但是方式不唯一的属性：比如你可以在 ShapeSequence 类中声明一个 int 属性来表示当前容器被填充到了什么位置；给 SequenceIterator 一个 int 属性表示当前迭代器指向的位置，当使用 isEnd 时，判断迭代器位置和外部类容器的填充位置进行比较。

题外话 #

• 在实现本题的 toString 时，推荐使用 StringBuilder或StringJoiner。
• 你可以考虑一下不使用内部类时要如何实现迭代器，内部类为这种数据访问是否带来了足够的便利？
• 为什么 SequenceIterator 被限定为了 private