Интерфейсы, обратные вызовы, внутренние классы

Факультет "Информатика и системы управления"

Методические указания к лабораторной работе

по курсу "Распределенные системы обработки информации"

Интерфейсы, обратные вызовы, внутренние классы

Москва 2004 г.

Оглавление

Цель работы.. 3

Задание для домашней подготовки. 3

Задание к лабораторной работе. 3

Содержание отчета. 3

Контрольные вопросы. 4

Литература. 5

Приложение 1. Пакеты и интерфейсы.. 6

Приложение 2. Вложенные классы.. 22

Приложение 3. Интерфейсы и обратные вызовы.. 28

Цель работы

Получить первичные знания об интерфейсах, обратных вызовах и внутренних классах языка Java. Научиться писать программы, использующие интерфейсы, обратные вызовы и внутренние классы.

  Задание для домашней подготовки

Ознакомиться с материалом, предоставленным в приложении к данным методическим указаниям. Ознакомиться с текстом задания к лабораторной работе и написать программу.

  Задание к лабораторной работе

Написать программу, в которой банковский счет управляется таймером.

Объект вложенного класса, реализующий интерфейс ActionListener ( отслеживающий действие таймера), каждую секунду добавляет к сумме, лежащей на счету, начисленные на нее проценты.

  Содержание отчета

Отчет должен содержать:

1.         Постановку задачи, решаемой отлаженной программой.

2.         Руководство пользователя отлаженной программы, содержащее описание интерфейсов всех функций программы.

3.         Листинг программы с необходимыми комментариями.

 
Контрольные вопросы

1.         Что такое интерфейс в Java?

2.         Возможно ли расширять интерфейс с использованием механизма наследования?

3.         Допускают ли интерфейсы множественное наследование?.

4.         Как организован обратный вызов в Java?.

5.         Что называется внутренним классом?

6.         Включает ли внешний класс область видимости внутреннего класса?.

7.         Можно ли обратиться из внутреннего класса к элементам внешнего класса?

Литература

Официальные источники:

1.         Кен Арнольд, Джеймс Гослинг, Дэвид Холмс. Язык программирования Java™.

2.         Официальный сайт Java — http://java.sun.com/ (есть раздел на русском языке с учебником).

3.         Java™ 2 SDK, Standard Edition Documentation — http://java.sun.com/products/jdk/1.5/index.html.

4.         Джеймс Гослинг, Билл Джой, Гай Стил. Спецификация языка Java (The Java Language Specification — http://www.javasoft.com/docs/books/jls/). Перевод на русский язык — http://www.uni-vologda.ac.ru/java/jls/index.html

5.         Официальный сайт проекта Eclipse — http://www.eclipse.org/.

Другое:

1.         Дмитрий Рамодин. Начинаем программировать на языке Java.

2.         Николай Смирнов. Java 2: Учебное пособие.

3.         Картузов А. В. Программирование на языке Java.

4.         Вязовик Н.А. Программирование на Java.

5.         Электронный учебник. Автор не известен.

Приложение 1. Пакеты и интерфейсы

В стандартную библиотеку Java API входят сотни классов. Каждый программист в ходе работы добавляет к ним десятки своих. Классов. Множество классов становится необозримым. Уже давно принять классы объединять в библиотеки. Но библиотеки классов, кроме стандартной, не являются частью языка.

Разработчики Java включили в язык дополнительную конструкцию — пакеты (packages). Все классы Java распределяются по пакетам. Кроме классов пакеты могут включать в себя интерфейсы и вложенные подпакеты (subpackages). Образуется древовидная структура пакетов и подпакетов.

Эта структура в точности отображается на структуру файловой системы. Все файлы с расширением class (содержащие байт-коды), образующие пакет, хранятся в одном каталоге файловой системы. Подпакеты собраны в подкаталоги этого каталога.

Каждый пакет образует одно пространство имен (namespace). Это означает, что все имена классов, интерфейсов и подпакетов в пакете должны быть уникальны. Имена в разных пакетах могут совпадать, но это будут разные программные единицы. Таким образом, ни один класс, интерфейс или подпакет не может оказаться сразу в двух пакетах. Если надо использовать два класса с одинаковыми именами из разных пакетов, то имя класса уточняется именем пакета: пакет.класс. Такое уточненное имя называется полным именем класса.

Пакетами пользуются еще и для того, чтобы добавить к уже имеющимся правам доступа к членам класса private, protected и public еще один, "пакетный" уровень доступа.

Если член класса не отмечен ни одним из модификаторов private, protected, public, то, по умолчанию, к нему осуществляется пакетный доступ, а именно, к такому члену может обратиться любой метод любого класса из того же пакета. Пакеты ограничивают и доступ к классу целиком — если класс не помечен модификатором public, то все его члены, даже открытые, public, не будут видны из других пакетов.

Пакет и подпакет

Чтобы создать пакет надо просто в первой строке Java-файла с исходным кодом записать строку package имя;, например:

package mypack;

Тем самым создается пакет с указанным именем mypack и все классы, записанные в этом файле, попадут в пакет mypack. Повторяя эту строку в начале каждого исходного файла, включаем в пакет новые классы.

Имя подпакета уточняется именем пакета. Чтобы создать подпакет с именем, например, subpack, следует в первой строке исходного файла написать;

package mypack.subpack;

и все классы этого файла и всех файлов с такой же первой строкой попадут в подпакет subpack пакета mypack.

Можно создать и подпакет подпакета, написав что-нибудь вроде

package mypack.subpack.sub;

и т. д. сколько угодно раз.

Поскольку строка package имя; только одна и это обязательно первая строка файла, каждый класс попадает только в один пакет или подпакет.

Компилятор Java может сам создать каталог с тем же именем mypack, a в нем подкаталог subpack, и разместить в них class-файлы с байт-кодами.

Полные имена классов А и В будут выглядеть так: mypack.A, mypack.subpack.В.

Фирма SUN рекомендует записывать имена пакетов строчными буквами, тогда они не будут совпадать с именами классов, которые, по соглашению, начинаются с прописной. Кроме того, фирма SUN советует использовать в качестве имени пакета или подпакета доменное имя своего сайта, записанное в обратном порядке, например:

com.sun.developer

До сих пор мы ни разу не создавали пакет. Компилятор всегда создает для таких классов безымянный пакет, которому соответствует текущий каталог файловой системы. Вот поэтому у нас class-файл всегда оказывался в том же каталоге, что и соответствующий Java-файл.

Безымянный пакет служит обычно хранилищем небольших пробных или промежуточных классов. Большие проекты лучше хранить в пакетах. Например, библиотека классов Java 2 API хранится в пакетах java, javax, org.omg. Пакет Java содержит только подпакеты applet, awt, beans, io, lang, math, net, rmi, security, sql, text, util и ни одного класса. Эти пакеты имеют свои подпакеты, например, пакет создания графического интерфейса пользователя (ГИП) и графики java.awt содержит подпакеты color, datatransfer, dnd, event, font, geometry, image, print.

Конечно, состав пакетов меняется от версии к версии.

Права доступа к членам класса

Рассмотрим большой пример. Пусть имеется пять классов, размещенных в двух пакетах, как показано на рис. П.1.

Рис. П.1. Размещение наших классов по пакетам

В файле Base.java описаны три класса: inpi, Base и класс Derivedpi, расширяющий класс Base. Эти классы размещены в пакете pi. В классе Base определены переменные всех четырех типов доступа, а в методах f() классов inp1 и Derivedp1 сделана попытка доступа ко всем полям класса вазе. Неудачные попытки отмечены комментариями. В комментариях помещены сообщения компилятора. Листинг 3.1 показывает содержимое этого файла.

Листинг П.1. Файл Base.java с описанием пакета p1

package p1;

class Inp1{

public void f () {

Base b = new Base();

// b.priv = 1; // "priv has private access in p1.Base"

b.pack = 1;

b.prot = 1;

b.publ = 1;

}

}

public class Base{

private int priv = 0;

int pack = 0;

protected int prot = 0;

public int publ = 0;

}

class Derivedpi extends Base{

public void f(Base a) {

// a.priv = 1; // "priv hаs private access in pi.Base"

a.pack = 1;

a.prot = 1;

a.publ = 1;

// priv = 1; // "priv has private access in pi.Base"

pack = 1;

prot = 1;

publ = 1;

}

}

Как видно из листинга П.1, в пакете недоступны только закрытые, private, поля другого класса.

В файле Inp2.java описаны два класса: Inp2 и класс Derivedp2, расширяющий класс Base. Эти классы находятся в другом пакете р2. В этих классах тоже сделана попытка обращения к полям класса Base. Неудачные попытки прокомментированы сообщениями компилятора. Листинг П.2 показывает содержимое этого файла.

Напомним, что класс Base должен быть помечен при своем описании в пакете p1 модификатором public, иначе из пакета р2 не будет видно ни одного его члена.

Листинг П.2. Файл Inp2.java с описанием пакета р2

package p2;

import pl.Base;

class Inp2{

public static void main(String[] args){

Base b = new Base();

// b.priv = 1; // "priv has private access in pl.Base"

// b.pack = 1; // "pack is not public in pl.Base;

// cannot be accessed from outside package"

// b.prot = 1; //„"prot has protected access in pi.Base"

b.publ = 1;

}

}

class Derivedp2 extends Base{

public void, f (Base a){

// a.priv = 1; // "priv has private access in. p1.Base"

// a.pack = 1; // "pack, is not public in pi.Base; cannot

//be accessed from outside package"

// a.prot = 1; // "prot has protected access in p1.Base"

a.publ = 1;

// priv = 1; // "priv has private access in pi.Base"

// pack = 1; // "pack is not public in pi.Base; cannot

// be accessed from outside package"

prot = 1;

publ = 1;

super.prot = 1;

}

}

Здесь, в другом пакете, доступ ограничен в большей степени.

Из независимого класса можно обратиться только к открытым, public, полям класса другого пакета. Из подкласса можно обратиться еще и к защищенным, protected, полям, но только унаследованным непосредственно, а не через экземпляр суперкласса.

Все указанное относится не только к полям, но и к методам. Подытожим все сказанное в табл. П.1.

 

Таблица П.1. Права доступа к полям и методам класса

	Класс	Пакет	Пакет и подклассы	Все классы
private	+
"package"	+	+
protected		+	+	*
public	+	+	+	+

Особенность доступа к protected-полям и методам из чужого пакета отмечена звездочкой.

Размещение пакетов по файлам

То обстоятельство, что class-файлы, содержащие байт-коды классов, должны быть размещены по соответствующим каталогам, накладывает свои особенности на процесс компиляции и выполнения программы.

Обратимся к тому же примеру. Пусть в каталоге D:\jdkl.3\MyProgs\ch3 есть пустой подкаталог classes и два файла — Base.java и Inp2.java, — содержимое которых показано в листингах П.1 и П.2. Рис. П.2 демонстрирует структуру каталогов уже после компиляции.

Мы можем проделать всю работу вручную.

1. В каталоге classes создаем подкаталоги р1 и р2.

2. Переносим файл Base.java в каталог р1 и делаем р1 текущим каталогом.

3. Компилируем Base.java, получая в каталоге р1 три файла: Base.class, Inpl.class, Derivedpl.class.

4. Переносим файл Inp2java в каталог р2.

5. Снова делаем текущим каталог classes.

6. Компилируем второй файл, указывая путь p2\Inp2.java.

7. Запускаем программу java p2.inp2.

Вместо шагов 2 и 3 можно просто создать три class-файла в любом месте, а потом перенести их в каталог pi. В class-файлах не хранится никакая информация о путях к файлам.

Смысл действий 5 и 6 в том, что при компиляции файла Inp2.java компилятор уже должен знать класс p1.Base, а отыскивает он файл с этим классом по пути p1.Base.class, начиная от текущего каталога.

Обратите внимание на то, что в последнем действии 7 надо указывать полное имя класса.

Если использовать ключи (options) командной строки компилятора, то можно выполнить всю работу быстрее.

1. Вызываем компилятор с ключом -d путь, указывая параметром путь начальный каталог для пакета:

javac -d classes Base.java

Компилятор создаст в каталоге classes подкаталог р1 и поместит туда три class-файла.

2. Вызываем компилятор с еще одним ключом -classpath путь, указывая параметром путь каталог classes, в котором находится подкаталог с уже откомпилированным пакетом pi:

javac -classpath classes -d classes Inp2.java

Компилятор, руководствуясь ключом -d, создаст в каталоге classes подкаталог р2 и поместит туда два class-файла, при создании которых он "заглядывал" в каталог pi, руководствуясь ключом -classpath.