¶ Lab 7: No Name

¶ 实验目的

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

¶ 写在前面

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

也不会涉及以下特殊情况：

• 内部类的继承与覆盖
• 多重嵌套的内部类

¶ 实验题目

¶ Question 1：Inner Class （代码填空）

阅读下面这段代码，回答问题。

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class Outer {
    public int num = 10;

    class Inner {
        public int num = 20;

        public void show() {
            int num = 30;
            System.out.println(/*【1】*/);
            System.out.println(/*【2】*/);
            System.out.println(/*【3】*/);
        }
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Outer.Inner oi = /*【4】*/;
        oi.show();
    }
}

在注释部分填写代码，使程序先后输出 30、20、10。提交包含代码和运行结果的截图。

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，不要用加减运算这种操作。

¶ Question 2：Anonymous Class （代码填空）

阅读下面这段代码，回答问题。

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interface Inter {
    void show();
}

class Outer {
    /* ??? */
}

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

在注释部分填写代码，使程序输出 DuluDulu。提交包含代码和运行结果的截图。

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。

¶ Question 3：匿名类的 ShapeFactory（思考题）

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 Extra 2 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。

¶ Question 4：ShapeSequence（编程题）

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 SequenceIterator iterator() {return new SequenceIterator(); }
  思考：结合之后内部类的访问权限，这个返回值有问题吗？
• 具有内部类 private class SequenceIterator，它用于序列遍历的迭代器
  • 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

对于 ShapeSequence 的 iterator 方法，由于内部类是 private的，如果直接返回 SequenceIterator，是无法编译通过的。因此，你可能需要使用接口来进行实现的隐藏，具体可以参考 An iterator that is an inner class。为此，你可以更改上文给出的需求。

编写测试类并描述你的测试计划。提交项目代码文件夹。

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 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。当然，你可以按自己的想法设计。

题外话

• 本题的目的是进行内部类、Object 相关的综合实践。
• 后续容器和泛型课程中，会引入可变长容器以及匿名类实现的迭代器。
• 虽然我们上机并不评测程序的性能，但是在实现本题的 toString 时，还是推荐考虑使用 StringBuilder。
• 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？（不要求作答）
• 为什么 SequenceIterator 被限定为了 private？（不要求作答）