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