# 2026-07-23 JavaSE 课后作业

> **课程内容**：抽象类（abstract）、final 关键字、模板方法设计模式、代码块（局部/构造/静态）、接口（Interface）、接口 JDK8+ 新特性（默认方法/静态方法/私有方法）
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> **涉及前序知识**：继承、构造方法、方法重写、多态、封装
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> **提交方式**：在 `提交\姓名\` 目录下创建对应的 Java 源文件
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> **截止时间**：下次上课前

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## 📌 本次作业重要说明

### 命名要求

| 项目 | 要求 |
|------|------|
| **包名** | **必须按题目指定的包名创建**（全小写） |
| **类名** | 自由命名，但需**见名知意**（如实体类用 `Printer`、`EmailNotifier` 等均可） |
| **测试类** | 建议命名为 `TestXxx` 或 `XxxTest` |
| **文件名** | 必须与类名一致 |

### 提交目录结构示例

```
提交\
└─ 张三\
    ├─ p1_printer\              ← 第 1 题的包
    │   ├─ Printer.java           ← 抽象父类
    │   ├─ Connectable.java       ← 接口
    │   ├─ LaserPrinter.java      ← 子类（继承 + 实现）
    │   ├─ InkjetPrinter.java     ← 子类（继承 + 实现）
    │   └─ TestPrinter.java       ← 测试类
    └─ p2_notification\          ← 第 2 题的包
        ├─ Notifiable.java        ← 接口（含默认方法）
        ├─ EmailNotifier.java     ← 实现类
        ├─ SMSNotifier.java       ← 实现类
        └─ TestNotification.java ← 测试类
```

> ⚠ **注意**：包名必须严格按题目要求书写（全小写），目录结构必须与包结构一致。

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## 第 1 题：抽象类 + 接口——Printer 打印机体系 ⭐⭐

**包名**：`p1_printer`

**知识点**：抽象类定义与使用、接口定义与实现、类同时继承抽象类并实现接口、方法重写、多态

### 需求说明

某公司需要开发一个打印机管理系统。不同类型的打印机有 **共有的属性**（品牌、型号），也有 **共同的连接规范**（连接、打印、关闭）。请使用 **抽象类 + 接口** 来设计这个体系。

### 类设计

#### Connectable 接口
- **抽象方法**：`void connect()` —— 连接设备
- **抽象方法**：`void print(String content)` —— 执行打印（参数为待打印内容）
- **抽象方法**：`void close()` —— 关闭设备

#### Printer 抽象类
- **私有属性**：`brand`（品牌，String）、`model`（型号，String）
- **有参构造方法**：`Printer(String brand, String model)`
- **getter/setter**
- **普通方法**：`showInfo()` —— 输出 `"打印机：xxx 品牌：xxx"`（xxx 为型号和品牌）
- **抽象方法**：`void maintenance()` —— 维护保养（不同打印机保养方式不同）

#### LaserPrinter 类（激光打印机）
- **继承** `Printer` 抽象类，**实现** `Connectable` 接口
- **新增私有属性**：`tonerLevel`（碳粉余量，int，百分比 0~100）
- **构造方法**：`LaserPrinter(String brand, String model, int tonerLevel)`
- **实现** `connect()` —— 输出 `"激光打印机已连接"`
- **实现** `print(String content)` —— 输出 `"激光打印机打印：xxx"`（xxx 为 content）
- **实现** `close()` —— 输出 `"激光打印机已关闭"`
- **重写** `maintenance()` —— 输出 `"激光打印机保养：检查碳粉，当前余量：xxx%"`

#### InkjetPrinter 类（喷墨打印机）
- **继承** `Printer` 抽象类，**实现** `Connectable` 接口
- **新增私有属性**：`inkLevel`（墨水余量，int，百分比 0~100）
- **构造方法**：`InkjetPrinter(String brand, String model, int inkLevel)`
- **实现** `connect()` —— 输出 `"喷墨打印机已连接"`
- **实现** `print(String content)` —— 输出 `"喷墨打印机打印：xxx"`
- **实现** `close()` —— 输出 `"喷墨打印机已关闭"`
- **重写** `maintenance()` —— 输出 `"喷墨打印机保养：检查墨水，当前余量：xxx%"`

### 测试类要求

**`TestPrinter` 类**（置于 `p1_printer` 包下）：

1. 创建 `LaserPrinter` 对象（品牌："惠普"，型号："HP1010"，碳粉余量：80）
2. 创建 `InkjetPrinter` 对象（品牌："爱普生"，型号："L3153"，墨水余量：60）
3. 调用每个对象的 `showInfo()` 方法
4. 调用每个对象的 `connect()` → `print("Hello World")` → `close()` 三步操作
5. 调用每个对象的 `maintenance()` 方法

### 思考题（不需编码，口头回答）

1. 如果把 `Connectable` 改为抽象类，让 `LaserPrinter` 直接继承它，会出现什么问题？（提示：Java 的单继承限制）
2. `Printer` 中使用抽象方法 `maintenance()` 的好处是什么？能否用普通方法代替？
3. `showInfo()` 方法是在抽象类中定义的普通方法，它在测试时表现出了什么特性？

### 预期输出

```
========== 激光打印机 ==========
打印机：HP1010 品牌：惠普
激光打印机已连接
激光打印机打印：Hello World
激光打印机已关闭
激光打印机保养：检查碳粉，当前余量：80%

========== 喷墨打印机 ==========
打印机：L3153 品牌：爱普生
喷墨打印机已连接
喷墨打印机打印：Hello World
喷墨打印机已关闭
喷墨打印机保养：检查墨水，当前余量：60%
```

> 💡 **提示**：
> - 子类构造方法中要调用 `super(brand, model)` 初始化父类属性
> - 实现接口时使用 `implements` 关键字，继承抽象类时使用 `extends` 关键字，两者用逗号分隔：`extends Printer implements Connectable`
> - 抽象类 Printer 中的 `maintenance()` 和接口 Connectable 中的三个方法 **都需要重写**

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## 第 2 题：接口 + JDK8 默认方法——Notification 通知体系 ⭐⭐⭐

**包名**：`p2_notification`

**知识点**：接口定义、接口 JDK8 默认方法（default）、接口 JDK8 静态方法（static）、实现类重写抽象方法、通过接口名调用静态方法

### 需求说明

某系统需要发送多种类型的通知（邮件、短信、微信）。每种通知的 **发送逻辑不同**，但 **发送前需要校验参数**、**发送后需要记录日志**，这部分是公共行为。请使用 **接口 + JDK8 默认方法** 来设计。

### 接口设计

#### Notifiable 接口

**抽象方法**（实现类必须重写）：
- `void doSend(String recipient, String message)` —— 执行具体的发送逻辑

**默认方法**（JDK8，不强制重写，实现类可直接继承使用）：
- `default boolean validateParams(String recipient, String message)` —— 校验参数
  - 如果 `recipient` 或 `message` 为 `null` 或空字符串，输出 `"参数校验失败：收件人或消息不能为空"`，返回 `false`
  - 否则输出 `"参数校验通过"`，返回 `true`

- `default void log(String level, String msg)` —— 记录日志
  - 输出 `"[等级] 消息：内容"`（例如：`"[INFO] 消息：邮件发送成功"`）

- `default void send(String recipient, String message)` —— **模板方法**（`final` 不能用在接口方法中，所以此处用 default 模拟）
  - 步骤①：调用 `validateParams(recipient, message)` 校验参数，如果返回 `false` 则直接结束
  - 步骤②：调用 `doSend(recipient, message)` 执行具体发送
  - 步骤③：调用 `log("INFO", "发送成功")` 记录日志
  - 步骤④：输出 `"--- 发送流程结束 ---"`

**静态方法**（JDK8，通过 `接口名.方法名()` 调用）：
- `static void printNotificationType()` —— 输出 `"通知系统 v1.0——支持邮件/短信/微信通知"`

### 实现类要求

#### EmailNotifier 类（实现 Notifiable）
- **实现** `doSend(String recipient, String message)` —— 输出 `"发送邮件给 xxx：内容 - yyy"`（xxx 为 recipient，yyy 为 message）
- **可选重写** `log(String level, String msg)` —— 输出 `"[邮件][等级] 消息：内容"`

#### SMSNotifier 类（实现 Notifiable）
- **实现** `doSend(String recipient, String message)` —— 输出 `"发送短信给 xxx：内容 - yyy"`
- 默认方法 `log()` 和 `validateParams()` **不重写**，直接继承接口的默认实现

### 测试类要求

**`TestNotification` 类**（置于 `p2_notification` 包下）：

1. 调用 `Notifiable.printNotificationType()` 输出系统信息（静态方法调用）
2. 创建 `EmailNotifier` 对象，分别测试：
   - 调用 `send("admin@example.com", "系统升级通知")` —— 正常发送
   - 调用 `send("", "测试")` —— 参数为空，应校验失败
3. 创建 `SMSNotifier` 对象，测试：
   - 调用 `send("13800138000", "您的验证码是1234")` —— 正常发送

### 思考题（不需编码，口头回答）

1. 接口中的 `send()` 方法为什么不能像模板方法模式一样用 `final` 修饰？如果想让子类不能修改发送流程，有什么替代方案？
2. `EmailNotifier` 重写了 `log()` 方法，而 `SMSNotifier` 没有重写。测试时两者的日志输出有什么不同？这体现了接口默认方法的什么特性？
3. 接口中的静态方法 `printNotificationType()` 能否通过实现类对象调用？为什么？

### 预期输出

```
通知系统 v1.0——支持邮件/短信/微信通知

========== 邮件通知（正常） ==========
参数校验通过
发送邮件给 admin@example.com：内容 - 系统升级通知
[邮件][INFO] 消息：发送成功
--- 发送流程结束 ---

========== 邮件通知（参数为空） ==========
参数校验失败：收件人或消息不能为空

========== 短信通知 ==========
参数校验通过
发送短信给 13800138000：内容 - 您的验证码是1234
[INFO] 消息：发送成功
--- 发送流程结束 ---
```

> 💡 **提示**：
> - 接口中的方法默认是 `public`，实现类重写时也必须用 `public`
> - 默认方法用 `default` 关键字修饰，可以有方法体
> - 静态方法用 `static` 修饰，必须通过 `接口名.静态方法名()` 调用
> - 默认方法和静态方法都是 JDK8 新增的特性
> - `String` 类型判断空或空字符串：`recipient == null || recipient.isEmpty()`

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## 📋 题目总览

| 序号 | 包名 | 核心知识点 | 难度 |
|------|------|-----------|------|
| 第 1 题 | `p1_printer` | 抽象类定义与使用、接口定义与实现、类同时继承抽象类并实现接口、方法重写 | ⭐⭐ |
| 第 2 题 | `p2_notification` | 接口定义、JDK8 默认方法（default）、JDK8 静态方法（static）、模拟模板方法、方法重写 vs 默认继承 | ⭐⭐⭐ |