J260713/课后作业/2026年7月23日-作业.md

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）

涉及前序知识：继承、构造方法、方法重写、多态、封装

提交方式：在 提交\姓名\ 目录下创建对应的 Java 源文件

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	⭐⭐⭐