Java编程进阶：Applets、事件及其他主题深度解析

# Java 编程进阶：Applets、事件及其他主题深度解析 ## 1. 断言（Assertion）的使用 在 Java 编程中，断言是一种非常有用的调试工具。它用于确保程序中的某些条件在运行时始终为真。例如，当一个方法需要始终返回一个正整数值时，我们可以使用断言来验证这个条件。 ### 1.1 断言的基本概念 断言是通过关键字 `assert` 来实现的。它有两种形式： - **形式一：`assert 条件`** - 这里的条件是一个布尔表达式。如果条件为真，断言成立，程序继续正常执行；如果条件为假，会抛出一个 `AssertionError`。例如： ```java assert n > 0; ``` - 当 `n` 小于或等于 0 时，就会抛出 `AssertionError`。 - **形式二：`assert 条件 : 表达式`** - 在这种形式中，表达式的值会被传递给 `AssertionError` 的构造函数。如果断言失败，这个表达式的值会被转换为字符串并显示出来。通常，我们会指定一个字符串作为表达式，但任何非 `void` 类型的表达式都是允许的，只要它能合理地转换为字符串。 ### 1.2 启用断言 要在运行时启用断言检查，需要指定 `-ea` 选项。例如，要为 `Muestra` 类启用断言，可以使用以下命令： ``` java -ea Muestra ``` ### 1.3 断言的使用注意事项 断言主要用于开发和测试阶段，用于验证程序中的预期条件。但在发布的代码中，通常不依赖断言来执行程序真正需要的操作。因为发布的代码通常会禁用断言，断言表达式不会被评估。 ## 2. 本地方法（Native Methods） 有时候，我们可能需要调用用其他语言编写的子程序，这些子程序通常是针对特定 CPU 和运行环境的可执行代码，也就是本地代码。 ### 2.1 本地方法的需求 调用本地方法可能是为了实现更快的执行速度，或者使用第三方的专业库，如统计包。虽然 Java 程序被编译成字节码，由 Java 运行时系统解释（或即时编译），但 Java 提供了 `native` 关键字来声明本地方法。 ### 2.2 声明本地方法 要声明一个本地方法，需要在方法前加上 `native` 修饰符，并且不定义方法体。例如： ```java public native int met(); ``` 声明本地方法后，需要编写该方法的实现，并遵循一系列复杂的步骤将其与 Java 代码绑定。 ## 3. Java 编程的进阶主题 掌握了前面的基础知识后，我们可以进一步学习以下 Java 编程的进阶主题： - **抽象窗口工具包（Abstract Window Toolkit, AWT）**：包括各种用户界面元素，如按钮、菜单、列表和滚动条。 - **布局管理器**：控制 applet 中元素的显示方式。 - **文本和图像输出处理**：在窗口中处理文本和图像的输出。 - **事件处理子系统**：虽然前面已经介绍过，但它还有很多方面值得深入学习。 - **Java 网络类**：用于网络编程。 - **Java 实用类**：特别是集合框架（Collections Framework），它简化了许多常见的编程任务。 - **并发 API**：提供对多线程高性能应用程序的详细控制。 - **Swing**：是 AWT 的替代方案。 - **Java Beans**：支持在 Java 中创建软件组件。 - **本地方法的创建**：如前面所述，调用用其他语言编写的子程序。 ## 4. 模块 14 知识巩固问题 ### 4.1 Applet 相关问题 - **启动和销毁方法**：当 applet 开始执行时，首先调用的方法是 `init()`；当 applet 从系统中移除时，调用的方法是 `destroy()`。 - **多线程使用原因**：applet 在需要连续运行时必须使用多线程，因为 applets 是面向事件的程序，不能进入一种“阻塞”的操作模式。例如，如果 `start()` 方法一直不返回，那么 `paint()` 方法将永远不会被调用。 ### 4.2 代码改进问题 - **改进项目 14.1**：可以改进项目 14.1，使其显示作为参数传递的字符串，并添加一个参数指定每次旋转之间的延迟（以毫秒为单位）。以下是改进后的代码： ```java /* Un applet de letrero simple que usa parámetros. */ import java.awt.*; import java.applet.*; /* <applet code=”LetreroParam” width=300 height=50> <param name=mensaje value=” ¡Me gusta Java! “> <param name=demora value=500> </applet> */ public class LetreroParam extends Applet implements Runnable { String msj; int demora; Thread t; boolean marcaAlto; // Inicializa t en null. public void init() { String temp; msj = getParameter(“mensaje”); if(msj == null) msj = “ Java gobierna Web “; temp = getParameter(“demora”); try { if(temp != null) demora = Integer.parseInt(temp); else demora = 250; // predeterminado si no se especifica } catch(NumberFormatException exc) { demora = 250 ; // predeterminado si está en error } t = null; } // Inicia subproceso public void start() { t = new Thread(this); marcaAlto = false; t.start(); } // Punto de entrada al subproceso que rige el Letrero. public void run() { char car; // Despliega el letrero for( ; ; ) { try { repaint(); Thread.sleep(demora); car = msj.charAt(0); msj = msj.substring(1, msj.length()); msj += car; if(marcaAlto) break; } catch(InterruptedException exc) {} } } // Pone en pausa el letrero. public void stop() { marcaAlto = true; t = null; } // Despliega el letrero. public void paint(Graphics g) { g.drawString(msj, 50, 30); } } ``` - **创建时钟 applet**：创建一个显示当前时间并每秒更新一次的 applet。可以使用 `java.util` 包中的 `Calendar` 对象来获取当前时间。以下是实现代码： ```java // Un applet de reloj simple. import java.util.*; import java.awt.*; import java.applet.*; /* <object code=”Reloj” width=200 height=50> </object> */ public class Reloj extends Applet implements Runnable { String msj; Thread t; Calendar reloj; boolean marcaAlto; // Inicializa public void init() { t = null; msj = ““; } // Inicia el subproceso public void start() { t = new Thread(this); marcaAlto = false; t.start(); } // Punto de entrada para el reloj. public void run() { // Despliega el reloj for( ; ; ) { try { reloj = Calendar.getInstance(); msj = “La hora actual es “ + Integer.toString(reloj.get(Calendar.HOUR)); msj = msj + “:” + Integer.toString(reloj.get(Calendar.MINUTE)); msj = msj + “:” + Integer.toString(reloj.get(Calendar.SECOND)); repaint(); Thread.sleep(1000); if(marcaAlto) break; } catch(InterruptedException exc) {} } } // Pone en pausa el reloj. public void stop() { marcaAlto = true; t = null; } // Despliega el reloj. public void paint(Graphics g) { g.drawString(msj, 30, 30); } } ``` ### 4.3 事件相关问题 - **事件委托模型**：在事件委托模型中，事件源生成一个事件并将其发送给一个或多个监听器。监听器只是等待接收事件，一旦接收到事件，就处理该事件，然后返回。 - **监听器注册**：监听器必须向事件源注册自己，才能接收事件。 ### 4.4 鼠标跟踪问题 可以使用 `drawLine()` 方法编写一个程序来记录鼠标的移动。当按下鼠标按钮时，程序会绘制一条连续的线，直到鼠标按钮释放。以下是实现代码： ```java /* Rastrea el movimiento del ratón dibujando una línea cuando se oprime un botón del ratón. */ import java.awt.*; import java.awt.event.*; import java.applet.*; /* <applet code=”RastreoR” width=300 height=100> </applet> */ public class RastreoR extends Applet implements MouseListener, MouseMotionListener { int actX = 0, actY = 0; // coordenadas actuales int antX = 0, antY = 0; // coordenadas anteriores boolean dibujo; public void init() { addMouseListener(this); addMouseMotionListener(this); dibujo = false; } // Maneja entrada del ratón. public void mouseEntered(MouseEvent er) { } // Maneja salida del ratón. public void mouseExited(MouseEvent er) { } // Maneja clic del ratón. public void mouseClicked(MouseEvent er) { } // Maneja botón oprimido. public void mousePressed(MouseEvent er) { // guarda coordenadas antX = er.getX(); antY = er.getY(); dibujo = true; } // Maneja ratón suelto. public void mouseReleased(MouseEvent er) { dibujo = false; } // Maneja ratón arrastrado. public void mouseDragged(MouseEvent er) { // guarda coordenadas actX = er.getX(); actY = er.getY(); repaint(); } // Maneja ratón movido. public void mouseMoved(MouseEvent er) { // muestra estado showStatus(“Desplazando el ratón a “ + er.getX() + “, “ + er.getY()); } // Despliega línea en el applet de la ventana. public void paint(Graphics g) { if(dibujo) g.drawLine(antX, antY, actX, actY); } } ``` ### 4.5 其他问题 - **`assert` 关键字**：`assert` 关键字用于创建断言，即程序运行时必须为真的条件。如果断言为假，会抛出 `AssertionError`。 - **本地方法的用途**：本地方法在与用其他语言编写的例程进行接口时，或者在为特定运行环境优化配置时非常有用。 ## 5. 各模块知识总结 ### 5.1 模块 1：Java 基础 | 问题 | 答案 | | --- | --- | | 字节码是什么，为什么在 Java 网络编程中重要？ | 字节码是一组优化的指令，在 Java 运行时解释器中执行。它有助于 Java 实现可移植性和安全性。 | | 面向对象编程的三个原则是什么？ | 封装、多态和继承。 | | Java 程序从哪里开始执行？ | 从 `main()` 方法开始执行。 | | 什么是变量？ | 变量是有名称的内存位置，其内容在程序执行过程中可以改变。 | | 哪个变量名无效？ | 以数字开头的变量名无效。 | | 如何创建单行和多行注释？ | 单行注释以 `//` 开头，多行注释以 `/*` 开头，以 `*/` 结尾。 | | 显示 `if` 语句和 `for` 循环的一般形式。 | `if(条件) 语句;` 和 `for(初始化; 条件; 迭代) 语句` | | 如何创建代码块？ | 代码块以 `{` 开始，以 `}` 结束。 | | 编写计算在月球上有效重量的程序。 | ```java class Luna { public static void main(String args[]) { double pesotierra; double pesoluna; pesotierra = 74; pesoluna = pesotierra * 0.17; System.out.println(pesotierra + “ kilos en la Tierra equivalen a “ + pesoluna + “ kilos en la luna.”); } } ``` | | 改编项目 1.2 以打印英寸到米的转换表。 | ```java class TablaPulgadasAMetros { public static void main(String args[]) { double pulgadas, metros; int contador; contador = 0; for(pulgadas = 1; pulgadas <= 144; pulgadas++) { metros = pulgadas / 39.37; System.out.println(pulgadas + “ pulgadas son “ + metros + “ metros.”); contador++; if(contador == 12) { System.out.println(); contador = 0; } } } } ``` | | 输入程序时拼写错误会出现什么类型的错误？ | 语法错误。 | | 指令所在的行位置重要吗？ | 不重要，Java 是一种自由格式的语言。 | ### 5.2 模块 2：数据类型和运算符 | 问题 | 答案 | | --- | --- | | 为什么 Java 严格指定其基本数据类型的范围和行为？ | 为了确保在不同平台之间的可移植性。 | | Java 的字符类型是什么，与其他编程语言的字符类型有何不同？ | Java 的字符类型是 `char`，Java 字符是 Unicode 编码，而不是 ASCII 编码。 | | 布尔值可以是任意值吗？ | 错误，布尔值必须是 `true` 或 `false`。 | | 使用单个字符串显示产生 `Uno` `Dos` `Tres` 输出的 `println()` 语句。 | `System.out.println(“Uno\nDos\nTres”);` | | 指出代码片段中的错误。 | 变量 `suma` 在每次 `for` 循环进入时创建，退出时销毁，不会保留其值。并且在 `for` 循环外部引用 `suma` 是无效的。 | | 解释递增运算符前缀和后缀形式的区别。 | 前缀形式先执行递增操作，再获取操作数的值；后缀形式先获取操作数的值，再执行递增操作。 | | 展示如何使用短路与避免除零错误。 | `if((b != 0) && (val / b)) ...` | | 在表达式中，`byte` 和 `short` 会被提升为什么类型？ | 会被提升为 `int` 类型。 | | 一般什么时候需要强制类型转换？ | 在不同类型之间转换或进行窄化转换时需要强制类型转换。 | | 编写一个程序找出 1 到 100 之间的所有素数。 | ```java class Primos { public static void main(String args[]) { int i, j; boolean esprimo; for(i=1; i < 100; i++) { esprimo = true; for(j=2; j < i/j; j++) { if((i%j) == 0) esprimo = false; } if(esprimo) System.out.println(i + “ es primo.”); } } } ``` | | 使用冗余括号会影响程序性能吗？ | 不会。 | | 代码块是否定义作用域？ | 是的。 | ### 5.3 模块 3：程序控制语句 | 问题 | 答案 | | --- | --- | | 编写一个程序从键盘读取字符，直到接收到一个点，统计空格数量并报告总数。 | ```java class Espacios { public static void main(String args[]) throws java.io.IOException { char car; int espacios = 0; System.out.println(“Escriba un punto para detener.”); do { car = (char) System.in.read(); if(car == ‘ ‘) espacios++; } while(car != ‘.’); System.out.println(“Espacios: “ + espacios); } } ``` | | 展示 `if-else-if` 阶梯的一般形式。 | `if(条件) 语句; else if(条件) 语句; ... else 语句;` | | 最后一个 `else` 与哪个 `if` 关联？ | 与最接近且处于同一级别的外部 `if` 关联。 | | 展示从 1000 到 0 以 -2 递减的 `for` 循环语句。 | `for(int i = 1000; i >= 0; i -= 2) ...` | | 代码片段是否有效？ | 无效，`i` 在 `for` 循环外部不可见。 | | 解释 `break` 的作