现代 Java 技术构建宠物管理系统实操案例解析

原创

啦啦啦191

发布于 2025-06-11 17:29:07

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文章被收录于专栏：Java开发Java开发

以下是结合现代Java技术（如Java 8+ Lambda、Stream API、接口默认方法等）和设计模式的实操内容，通过宠物管理系统案例展示三大特性的实际应用：

Java之封装、继承和多态（超详细）

五、现代Java技术下的实操案例：宠物管理系统

5.1 项目概述

使用现代Java技术（Java 8+）开发一个宠物管理系统，实现宠物信息管理、行为模拟和健康状态监控功能。系统将充分应用封装、继承、多态特性，并结合Stream API、Lambda表达式和接口默认方法等新特性。

5.2 封装实践：使用Record类简化数据模型

Java 14引入的Record类是一种特殊的类，用于封装不可变数据，自动生成构造方法、getter、equals()、hashCode()和toString()方法。

// 使用Record类封装宠物基本信息（自动实现封装）
public record PetInfo(String name, int age, String breed) {}

// 宠物健康状态类（传统封装）
public class HealthStatus {
    private boolean vaccinated;
    private double weight;
    private String lastCheckupDate;

    public HealthStatus(boolean vaccinated, double weight, String lastCheckupDate) {
        this.vaccinated = vaccinated;
        this.weight = weight;
        this.lastCheckupDate = lastCheckupDate;
    }

    // Getter和Setter方法（略）
}

5.3 继承与接口设计：多层次继承结构

设计多层次继承结构，结合抽象类和接口，实现代码复用与行为扩展。

// 抽象基类：动物
public abstract class Animal {
    protected final PetInfo info;
    protected HealthStatus healthStatus;

    public Animal(PetInfo info) {
        this.info = info;
    }

    // 抽象方法：所有动物必须实现叫声
    public abstract String makeSound();

    // 模板方法模式：定义喂养流程
    public final void feed() {
        System.out.println(info.name() + "正在进食...");
        afterFeed();
    }

    // 子类可扩展的钩子方法
    protected void afterFeed() {
        System.out.println(info.name() + "吃完了");
    }

    // Getter方法
    public PetInfo getInfo() {
        return info;
    }

    public HealthStatus getHealthStatus() {
        return healthStatus;
    }

    public void setHealthStatus(HealthStatus healthStatus) {
        this.healthStatus = healthStatus;
    }
}

// 接口：可训练的动物
public interface Trainable {
    // 接口默认方法（Java 8+）
    default void train() {
        System.out.println(getTrainableName() + "正在接受训练");
        performTrick();
    }

    // 抽象方法：执行特技
    void performTrick();

    // 私有方法（Java 9+）
    private String getTrainableName() {
        return this instanceof Animal ? ((Animal) this).getInfo().name() : "未知";
    }
}

// 具体子类：狗
public class Dog extends Animal implements Trainable {
    public Dog(PetInfo info) {
        super(info);
    }

    @Override
    public String makeSound() {
        return "汪汪汪";
    }

    @Override
    public void performTrick() {
        System.out.println(getInfo().name() + "学会了坐下和握手");
    }

    // 重写钩子方法
    @Override
    protected void afterFeed() {
        System.out.println(getInfo().name() + "摇尾巴表示感谢");
    }
}

// 具体子类：猫
public class Cat extends Animal {
    public Cat(PetInfo info) {
        super(info);
    }

    @Override
    public String makeSound() {
        return "喵喵喵";
    }

    // 猫特有的方法
    public void scratch() {
        System.out.println(getInfo().name() + "在抓沙发");
    }
}

5.4 多态实践：统一接口与动态行为

通过多态实现统一的宠物管理接口，处理不同类型的宠物对象。

// 宠物管理系统
public class PetManager {
    private final List<Animal> pets = new ArrayList<>();

    // 添加宠物（多态参数）
    public void addPet(Animal pet) {
        pets.add(pet);
    }

    // 展示所有宠物信息（多态调用）
    public void displayAllPets() {
        pets.forEach(pet -> {
            System.out.println("名字：" + pet.getInfo().name());
            System.out.println("品种：" + pet.getInfo().breed());
            System.out.println("叫声：" + pet.makeSound());
            
            // 类型检查与向下转型
            if (pet instanceof Trainable trainable) {
                trainable.train();
            }
            
            if (pet instanceof Cat cat) {
                cat.scratch();
            }
            
            System.out.println("-------------------");
        });
    }

    // 使用Stream API过滤健康的宠物
    public List<Animal> getHealthyPets() {
        return pets.stream()
                .filter(pet -> pet.getHealthStatus() != null && 
                              pet.getHealthStatus().isVaccinated() &&
                              pet.getHealthStatus().getWeight() > 0)
                .toList();
    }

    // 使用函数式接口定义自定义过滤逻辑
    public List<Animal> filterPets(Predicate<Animal> condition) {
        return pets.stream()
                .filter(condition)
                .toList();
    }
}

5.5 测试与使用示例

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建宠物
        PetInfo dogInfo = new PetInfo("旺财", 3, "金毛");
        Dog dog = new Dog(dogInfo);
        dog.setHealthStatus(new HealthStatus(true, 25.5, "2023-05-10"));

        PetInfo catInfo = new PetInfo("咪咪", 2, "英短");
        Cat cat = new Cat(catInfo);
        cat.setHealthStatus(new HealthStatus(true, 4.2, "2023-06-15"));

        // 宠物管理系统
        PetManager manager = new PetManager();
        manager.addPet(dog);
        manager.addPet(cat);

        // 展示所有宠物
        System.out.println("===== 宠物列表 =====");
        manager.displayAllPets();

        // 使用自定义过滤条件
        System.out.println("===== 年龄大于2岁的宠物 =====");
        manager.filterPets(pet -> pet.getInfo().age() > 2)
               .forEach(pet -> System.out.println(pet.getInfo().name()));
    }
}