王艳 201771010127《面向对象程序设计（java）》第六周学习总结

Posted 2021-01-11 java-729

  

实验六 继承定义与使用

一：理论部分：

第五章：继承类。

1.继承：已有类来构建新类的一种机制。档定义了一个新类继承另一个类时，这个新类就继承了这个类的方法和域，同时在新类中添加新的方法和域以适应新的情况。

继承的特点：具有层次结构；子类继承了超类的方法和域。

2.类继承的格式：class 新类名 extends 已有类名

已有类称为：超类（superclass）、基类（base class） 或父类（parent  class）

新类称作：子类（subclass）、派生类（derived  class）或孩子类（child class）

1）继承类中，子类的构造器不能直接访问超类的私有域，必须调用超类构造器，且必须是第一条语句。

2）子类不能直接访问超类的私有域，必须和其他方法一样使用公有接口。

3）子类中可以增加域、增加方法或覆盖（override）超类的方法，但是绝不能删除超类的任何域和方法。

注：java不支持多继承。

3.多态性：泛指在程序中同一个符号在不同情况下具有不同解释。

超类方法在子类中可以重写。

java中，对象变量是多态的。

继承层次结构中，每个子类对象也可视作超类对象，因此，也可以将子类对象赋给超类变量。如：boss.setBouns(5000)；

4：final类：不允许继承的类，在类的定义中用final修饰符加以说明。

5：强制转换类型：如果要把一个超类对象赋给一个子类对象变量，就必须进行强制类型转换，格式如下：Manager boss=（Manager）staff【0】；

6.抽象类：abstract class Person

1）abstract方法不能被实例化，即只能声明，不能实现！

2）包含一个或多个抽象方法的类本身必须被声明为抽象类。

7：Object类：所有类的超类。

8：equals方法：用于测试某个对象是否和另一个对象相等。如果两个对象有相同的引用，则他们一定相等。

9：hasCode方法：导出某个对象的散列码（任意整数）。

两个相等对象的散列码相等。

10：toString方法：返回一个代表该对象域值的字符串。

格式：类名【域值】

11：枚举类：它包括一个关键字enum，一个新枚举类型的名字 Grade以及为Grade定义的一组值，这里的值既非整型，亦非字符型。

1）枚举类是一个类，它的隐含超类是java.lang.Enum。

2）枚举值并不是整数或其它类型，是被声明的枚举类的自身实例

二：实验部分。

1、实验目的与要求

(1) 理解继承的定义；

(2) 掌握子类的定义要求

(3) 掌握多态性的概念及用法；

(4) 掌握抽象类的定义及用途；

(5) 掌握类中4个成员访问权限修饰符的用途；

(6) 掌握抽象类的定义方法及用途；

(7)掌握Object类的用途及常用API；

(8) 掌握ArrayList类的定义方法及用法；

(9) 掌握枚举类定义方法及用途。

2、实验内容和步骤

实验1： 导入第5章示例程序，测试并进行代码注释。

测试程序1：

 在elipse IDE中编辑、调试、运行程序5-1 （教材152页-153页） ；

 掌握子类的定义及用法；

 结合程序运行结果，理解并总结OO风格程序构造特点，理解Employee和Manager类的关系子类的用途，并在代码中添加注释。

程序如下：

/**
 * This program demonstrates inheritance.
 * @version 1.21 2004-02-21
 * @author Cay Horstmann
 */
public class ManagerTest//主类：创建一个Manager类
{
   public static void main(String[] args)
   {
    
      Manager boss = new Manager("Carl Cracker", 80000, 1987, 12, 15);
      boss.setBonus(5000);//bouns在Manager类中赋初值为空，此处用更改器更改为5000

      Employee[] staff = new Employee[3];//用三个Employee类填充Staff数组

      staff[0] = boss;//已定义boss的属性，此处直接调用
      staff[1] = new Employee("Harry Hacker", 50000, 1989, 10, 1);
      staff[2] = new Employee("Tommy Tester", 40000, 1990, 3, 15);
      
      for (Employee e : staff)
         System.out.println("name=" + e.getName() + ",salary=" + e.getSalary());
   }
}

因为主类中有Employee类，所以需新建Employee类，程序如下：

import java.time.*;

public class Employee//用户自定义类
{
   private String name;
   private double salary;
   private LocalDate hireDay;
   //创建三个私有属性

   public Employee(String name, double salary, int year, int month, int day)//构造器
   {
      this.name = name;//name调用构造器的name
      this.salary = salary;
      hireDay = LocalDate.of(year, month, day);
   }

   public String getName()
   {
      return name;
   }

   public double getSalary()
   {
      return salary;
   }

   public LocalDate getHireDay()
   {
      return hireDay;
   }
//访问器
   public void raiseSalary(double byPercent)
   {
      double raise = salary * byPercent / 100;
      salary += raise;
   }//定义两个局部变量
}

在Employee类中，有Manager类，而Manager类中部分属性在Employee中已定义，故使用继承来新建Manager类，程序如下：

public class Manager extends Employee//子类：Manager类继承Employee类
{
   private double bonus;//创建一个私有属性bouns

   /**
    * @param name the employee‘s name
    * @param salary the salary
    * @param year the hire year
    * @param month the hire month
    * @param day the hire day
    */
   public Manager(String name, double salary, int year, int month, int day)//构造器
   {
      super(name, salary, year, month, day);//子类不用再重新定义，直接调用超类中已定义的属性
      bonus = 0;//bouns的初值赋为空
   }

   public double getSalary()//访问器
   {
      double baseSalary = super.getSalary();
      return baseSalary + bonus;
   }//定义两个局部变量

   public void setBonus(double b)//更改器
   {
      bonus = b;
   }
}

程序运行结果如图所示：

oo方法即面向对象方法，而oo风格的特点是封装、继承、多态。

测试程序2：

编辑、编译、调试运行教材PersonTest程序（教材163页-165页)；

掌握超类的定义及其使用要求；

掌握利用超类扩展子类的要求；

在程序中相关代码处添加新知识的注释。

程序如下：

/**
 * This program demonstrates abstract classes.
 * @version 1.01 2004-02-21
 * @author Cay Horstmann
 */
public class PersonTest//主类
{
   public static void main(String[] args)
   {
      Person[] people = new Person[2];

      //用Employee类和Student类填充people数组
      people[0] = new Employee("Harry Hacker", 50000, 1989, 10, 1);
      people[1] = new Student("Maria Morris", "computer science");

      //打印出所有person类的名字和其他描述
      for (Person p : people)
         System.out.println(p.getName() + ", " + p.getDescription());
   }
}

因主类中有Person类，而Person类是一个抽象类，故需新建一个抽象类Person类，程序如下：

public abstract class Person//抽象类：Person
{
   public abstract String getDescription();
   private String name;//传建一个私有属性

   public Person(String name)//构造器
   {
      this.name = name;
   }

   public String getName()//访问器
   {
      return name;
   }
}

在主类中，Employee类和student类都是person类的子类，所以新建两个子类，程序如下：

Student类：

public class Student extends Person//子类：Student类继承Person类
{
   private String major;//创建一个私有属性major

   /**
    * @param nama the student‘s name
    * @param major the student‘s major
    */
   public Student(String name, String major)//构造器
   {
    //将n传递给超类构造函数
      super(name);//子类直接调用超类中的name属性
      this.major = major;
   }

   public String getDescription()//访问器
   {
      return "a student majoring in " + major;
   }
}

Employee类：

import java.time.*;

public class Employee extends Person//子类：Employee类继承Person类
{
   private double salary;
   private LocalDate hireDay;
//构建两个私有属性
   public Employee(String name, double salary, int year, int month, int day)//构造器
   {
      super(name);//子类中不再重新定义，直接调用超类中的name
      this.salary = salary;
      hireDay = LocalDate.of(year, month, day);
   }

   public double getSalary()
   {
      return salary;
   }

   public LocalDate getHireDay()
   {
      return hireDay;
   }

   public String getDescription()
   {
      return String.format("an employee with a salary of $%.2f", salary);
   }
//访问器
   public void raiseSalary(double byPercent)
   {
      double raise = salary * byPercent / 100;
      salary += raise;
   }//定义两个局部变量
}

程序运行结果如图：

测试程序3：

编辑、编译、调试运行教材程序5-8、5-9、5-10，结合程序运行结果理解程序（教材174页-177页）；

掌握Object类的定义及用法；

在程序中相关代码处添加新知识的注释。

程序如下：

/**
 * This program demonstrates the equals method.
 * @version 1.12 2012-01-26
 * @author Cay Horstmann
 */
public class EqualsTest//主类
{
   public static void main(String[] args)
   {
      Employee alice1 = new Employee("Alice Adams", 75000, 1987, 12, 15);
      Employee alice2 = alice1;
      Employee alice3 = new Employee("Alice Adams", 75000, 1987, 12, 15);
      Employee bob = new Employee("Bob Brandson", 50000, 1989, 10, 1);

      System.out.println("alice1 == alice2: " + (alice1 == alice2));

      System.out.println("alice1 == alice3: " + (alice1 == alice3));

      System.out.println("alice1.equals(alice3): " + alice1.equals(alice3));

      System.out.println("alice1.equals(bob): " + alice1.equals(bob));

      System.out.println("bob.toString(): " + bob);

      Manager carl = new Manager("Carl Cracker", 80000, 1987, 12, 15);
      Manager boss = new Manager("Carl Cracker", 80000, 1987, 12, 15);
      boss.setBonus(5000);//在子类中赋初值为空，主类中用更改器更改为5000
      System.out.println("boss.toString(): " + boss);
      System.out.println("carl.equals(boss): " + carl.equals(boss));
      System.out.println("alice1.hashCode(): " + alice1.hashCode());
      System.out.println("alice3.hashCode(): " + alice3.hashCode());
      System.out.println("bob.hashCode(): " + bob.hashCode());
      System.out.println("carl.hashCode(): " + carl.hashCode());
   }
}

用户自定义类Employee：

import java.time.*;
import java.util.Objects;

public class Employee//用户自定义类
{
   private String name;
   private double salary;
   private LocalDate hireDay;
   //创建三个私有属性
   public Employee(String name, double salary, int year, int month, int day)
   {
      this.name = name;
      this.salary = salary;
      hireDay = LocalDate.of(year, month, day);
   }

   public String getName()
   {
      return name;
   }

   public double getSalary()
   {
      return salary;
   }

   public LocalDate getHireDay()
   {
      return hireDay;
   }
   //访问器
   public void raiseSalary(double byPercent)
   {
      double raise = salary * byPercent / 100;
      salary += raise;
   }//定义两个局部变量

   public boolean equals(Object otherObject)
   {
      //快速测试几个类的根是否相同，即是否是同一个超类
      if (this == otherObject) return true;

      //如果显式参数为空必须返回false
      if (otherObject == null) return false;

      //如果几个类不匹配，则它们不相等
      if (getClass() != otherObject.getClass()) return false;

      //其他对象是非空Employee类
      Employee other = (Employee) otherObject;

      //测试是否具有相同的值
      return Objects.equals(name, other.name) && salary == other.salary && Objects.equals(hireDay, other.hireDay);
   }

   public int hashCode()//重写hashcode方法，使相等的两个对象获取的HashCode也相等
   {
      return Objects.hash(name, salary, hireDay); 
   }

   public String toString()//把其他类型的数据转为字符串类型的数据
   {
      return getClass().getName() + "[name=" + name + ",salary=" + salary + ",hireDay=" + hireDay
            + "]";
   }
}

子类Manager：

public class Manager extends Employee//子类：Manager类继承Employee类
{
   private double bonus;//创建私有属性bouns

   public Manager(String name, double salary, int year, int month, int day)
   {
      super(name, salary, year, month, day);//子类直接调用超类中已创建的属性
      bonus = 0;//给bouns赋初值为空
   }

   public double getSalary()//访问器
   {
      double baseSalary = super.getSalary();
      return baseSalary + bonus;
   }

   public void setBonus(double bonus)//更改器
   {
      this.bonus = bonus;
   }

   public boolean equals(Object otherObject)////快速测试几个类的根是否相同，即是否是同一个超类
   {
      if (!super.equals(otherObject)) return false;
      Manager other = (Manager) otherObject;
      //  //使用super.equals检查这个类和其他是否属于同一个类
      return bonus == other.bonus;
   }

   public int hashCode()//重写hashcode方法，使相等的两个对象获取的HashCode也相等
   {
      return java.util.Objects.hash(super.hashCode(), bonus);
   }

   public String toString()//把其他类型的数据转为字符串类型的数据
   {
      return super.toString() + "[bonus=" + bonus + "]";
   }
}
运行结果如图所示：

 

测试程序4：

 在elipse IDE中调试运行程序5-11（教材182页），结合程序运行结果理解程序；

 掌握ArrayList类的定义及用法；

 在程序中相关代码处添加新知识的注释。

程序如下：

import java.util.*;

/**
 * This program demonstrates the ArrayList class.
 * @version 1.11 2012-01-26
 * @author Cay Horstmann
 */
public class ArrayListTest//主类
{
   public static void main(String[] args)
   {
      //用三个Employee类填充staff数组列表
      ArrayList<Employee> staff = new ArrayList<>();//动态数组，可以灵活设置数组的大小

      staff.add(new Employee("Carl Cracker", 75000, 1987, 12, 15));
      staff.add(new Employee("Harry Hacker", 50000, 1989, 10, 1));
      staff.add(new Employee("Tony Tester", 40000, 1990, 3, 15));

      //将每个人的薪水提高5%
      for (Employee e : staff)
         e.raiseSalary(5);

      //打印出所有Employee类的信息
      for (Employee e : staff)
         System.out.println("name=" + e.getName() + ",salary=" + e.getSalary() + ",hireDay="
               + e.getHireDay());
   }
}

Employee类：

import java.time.*;

public class Employee
{
   private String name;
   private double salary;
   private LocalDate hireDay;
   //创建三个私有属性
   public Employee(String name, double salary, int year, int month, int day)//构造器
   {
      this.name = name;
      this.salary = salary;
      hireDay = LocalDate.of(year, month, day);
   }

   public String getName()
   {
      return name;
   }

   public double getSalary()
   {
      return salary;
   }

   public LocalDate getHireDay()
   {
      return hireDay;
   }
//访问器
   public void raiseSalary(double byPercent)
   {
      double raise = salary * byPercent / 100;
      salary += raise;
   }//定义两个局部变量
}

程序运行结果如下：

测试程序5：

 编辑、编译、调试运行程序5-12（教材189页），结合运行结果理解程序；

 掌握枚举类的定义及用法；

 在程序中相关代码处添加新知识的注释。

程序如下：

import java.util.*;

/**
 * This program demonstrates enumerated types.
 * @version 1.0 2004-05-24
 * @author Cay Horstmann
 */
public class EnumTest//主类
{  
   public static void main(String[] args)
   {  
      Scanner in = new Scanner(System.in);
      System.out.print("Enter a size: (SMALL, MEDIUM, LARGE, EXTRA_LARGE) ");
      String input = in.next().toUpperCase();//字符串转换为大写
      Size size = Enum.valueOf(Size.class, input);
      System.out.println("size=" + size);
      System.out.println("abbreviation=" + size.getAbbreviation());
      if (size == Size.EXTRA_LARGE)
         System.out.println("Good job--you paid attention to the _.");      
   }
}

enum Size//枚举类型（都是enum的子类）
{
   SMALL("S"), MEDIUM("M"), LARGE("L"), EXTRA_LARGE("XL");//传入参数

   private Size(String abbreviation) { this.abbreviation = abbreviation; }
   public String getAbbreviation() { return abbreviation; }

   private String abbreviation;
}

程序运行结果如下：

 

实验2：编程练习1

定义抽象类Shape：

属性：不可变常量double PI，值为3.14；

方法：public double getPerimeter()；public double getArea())。

 让Rectangle与Circle继承自Shape类。

 编写double sumAllArea方法输出形状数组中的面积和和double sumAllPerimeter方法输出形状数组中的周长和。

 main方法中

1）输入整型值n，然后建立n个不同的形状。如果输入rect，则再输入长和宽。如果输入cir，则再输入半径。
2） 然后输出所有的形状的周长之和，面积之和。并将所有的形状信息以样例的格式输出。
3） 最后输出每个形状的类型与父类型，使用类似shape.getClass()(获得类型)，shape.getClass().getSuperclass()(获得父类型);

思考sumAllArea和sumAllPerimeter方法放在哪个类中更合适？

输入样例:

3

rect

1 1

rect

2 2

cir

1

输出样例:

18.28

8.14

[Rectangle [width=1, length=1], Rectangle [width=2, length=2], Circle [radius=1]]

class Rectangle,class Shape

class Rectangle,class Shape

class Circle,class Shape

程序代码如下：

主类Work：

import java.util.Scanner;

public class Work
{

    public static void main(String[] args) 
    {
        Scanner in = new Scanner(System.in);
        String rect = "rect";
        String cir = "cir";
        System.out.print("请输入所需图形的形状个数:");
        int n = in.nextInt();
        shape[] count = new shape[n];
        for(int i=0;i<n;i++)
        {
            System.out.println("请输入图形形状：");
            String input = in.next();
            if(input.equals(rect))
            {
                double length = in.nextDouble();
                double width = in.nextDouble();
                System.out.println("长方形："+"长:"+length+"  宽:"+width);
                count[i] = new Rect(length,width);
            }
            if(input.equals(cir)) 
            {
                double radius = in.nextDouble();
                System.out.println("圆："+"半径:"+radius);
                count[i] = new Cir(radius);
            }
        }
        Work c = new Work();
        System.out.println(c.sumAllPerimeter(count));
        System.out.println(c.sumAllArea(count));
        for(shape s:count) 
        {

            System.out.println(s.getClass()+",  "+s.getClass().getSuperclass());
        }
    }

    public double sumAllArea(shape count[])
    {
         double sum = 0;
         for(int i = 0;i<count.length;i++)
             sum+= count[i].getArea();
         return sum;
    }
    
    public double sumAllPerimeter(shape count[])
    {
         double sum = 0;
         for(int i = 0;i<count.length;i++)
             sum+= count[i].getPerimeter();
         return sum;
    }
    
}

抽象类Shape：

 public abstract class shape
 {
     double PI = 3.14;
     public abstract double  getPerimeter();
     public abstract double  getArea();
 }

子类Rect：

public class Rect extends shape
{
    private double width;
    private double length;
    public Rect(double w,double l)
    {
        this.width = w;
        this.length = l;
    }
    public double getPerimeter()
    {
        double Perimeter = 2*(length+width);
        return Perimeter;
    }
    public double getArea()
    {
        double Area = length*width;
        return Area;
    }
}

子类Cir：

public class Cir extends shape
{
    private double radius;
 
    public Cir(double radius2) {
        // TODO Auto-generated constructor stub
    }
    public double getPerimeter()
    {
        double Perimeter=2*PI*radius;
        return Perimeter;
    }
    public double getArea()
    {
        double Area=PI*radius*radius;
        return Area;
    }
}

程序运行结果如图所示：

 

实验3： 编程练习2

编制一个程序，将身份证号.txt 中的信息读入到内存中，输入一个身份证号或姓名，查询显示查询对象的姓名、身份证号、年龄、性别和出生地。

程序代码如下：

主类Test：

 

import java.io.BufferedReader;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Scanner;

public class Test{
    private static ArrayList<Person> Personlist;
    public static void main(String[] args) {
        Personlist = new ArrayList<>();
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        File file = new File("E:\\WPS Office\\身份证号.txt");
        try {
            FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
            BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(fis));
            String temp = null;
            while ((temp = in.readLine()) != null) {
                
                Scanner linescanner = new Scanner(temp);
                
                linescanner.useDelimiter(" ");    
                String name = linescanner.next();
                String ID = linescanner.next();
                String sex = linescanner.next();
                String age = linescanner.next();
                String birthplace =linescanner.nextLine();
                Person Person = new Person();
                Person.setname(name);
                Person.setID(ID);
                Person.setsex(sex);
                Person.setage(age);
                Person.setbirthplace(birthplace);
                Personlist.add(Person);

            }
        } catch (FileNotFoundException e) {
            System.out.println("查找不到信息");
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            System.out.println("信息读取有误");
            e.printStackTrace();
        }
        boolean isTrue = true;
        while (isTrue) {

            System.out.println("1.按姓名查找");
            System.out.println("2.按身份证号查找");
            System.out.println("3.退出");
            int nextInt = scanner.nextInt();
            switch (nextInt) {
            case 1:
                System.out.println("请输入姓名：");
                String Personname = scanner.next();
                int nameint = findPersonByname(Personname);
                if (nameint != -1) {
                    System.out.println("查找信息为：姓名:"
                            + Personlist.get(nameint).getname() + "    身份证号:"
                            + Personlist.get(nameint).getID() +"    年龄:"
                            +Personlist.get(nameint).getage()   +"    性别:"
                            +Personlist.get(nameint).getsex()+"  出生地:"
                            +Personlist.get(nameint).getbirthplace()
                            );
                } else {
                    System.out.println("此人不存在！");
                }
                break;
            case 2:
                System.out.println("请输入身份证号");
                String PersonID = scanner.next();
                int IDint = findPersonByID(PersonID);
                if (IDint != -1) {
                    System.out.println("查找信息为：姓名:"
                            + Personlist.get(IDint).getname() + "    身份证号:"
                            + Personlist.get(IDint).getID() +"    年龄:"
                            +Personlist.get(IDint).getage()   +"    性别:"
                            +Personlist.get(IDint).getsex()+"  出生地:"
                            +Personlist.get(IDint).getbirthplace()
                            );
                } else {
                    System.out.println("此人不存在！");
                }
                break;
            case 3:
                isTrue = false;
                System.out.println("退出程序!");
                break;
            default:
                System.out.println("输入有误");
            }
        }
    }

    private static int findPersonByID(String personID) {
        // TODO Auto-generated method stub
        return 0;
    }

    private static int findPersonByname(String personname) {

        return 0;
    }

    public static int findStudentByname(String name) {
        int flag = -1;
        int a[];
        for (int i = 0; i < Personlist.size(); i++) {
            if (Personlist.get(i).getname().equals(name)) {
                flag= i;
            }
        }
        return flag;
    }

    public static int findStudentByID(String ID) {
        int flag = -1;

        for (int i = 0; i < Personlist.size(); i++) {
            if (Personlist.get(i).getID().equals(ID)) {
                flag = i;
            }
        }
        return flag;
    }   
}

 

由于在此程序中使用了ArrayList<Person> PersonList，所以需要新建一个Person类，程序如下所示：

public class Person {
private String name;
private String ID;
private String age;
private String sex;
private String birthplace;

public String getname() {
return name;
}
public void setname(String name) {
this.name = name;
}
public String getID() {
return ID;
}
public void setID(String ID) {
this.ID= ID;
}
public String getage() {
return age;
}
public void setage(String age) {
this.age= age;
}
public String getsex() {
return sex;
}
public void setsex(String sex) {
this.sex= sex;
}
public String getbirthplace() {
return birthplace;
}
public void setbirthplace(String birthplace) {
this.birthplace= birthplace;
}

}

程序运行结果如图：

实验总结：通过前一周的学习，我初步掌握了有关继承类的知识。在编写程序时，使用继承类更能简化程序。通过课堂学习和课后运行程序，了解了子类和父类的关系。另外，学习了抽象类的用法，在运行程序的过程中，加深了对它的理解。在完成最后两个实验时，自己通过查书查资料，并仿照老师给的源程序，写出了大概的程序，尤其是第二个程序，和之前的studentfile有相似之处。但在细节上，程序总是会有错误，最后通过请教同学完成了本次实验。通过这次实验，我深深认识到，很多知识一定要看书，并在课后多敲代码练习。对于很多自己还不理解的知识，自己定会加强学习，希望之后的实验中，问题能够减少。