习题解答chapter04

题目：

  1. 实验:利用IDE的debug功能给例6.4和例6.6的new语句设置断点，使用单步调试(step into/step over)跟踪子类对象实例化(初始化)的执行顺序，并总结该过程。（教材：Java面向对象程序设计，第二版，袁绍欣主编）
  2. 如何实现两个对象之间互发消息，请举例说明。
  3. 谈谈组合与继承的区别以及两者的使用场景(即什么时候宜用组合?什么时候宜用继承? )。
  4. Java中的运行时多态的含义是什么?有什么作用?请举例说明。
  5. 使用接口改写例6.8中的程序。
  6. 简述运算符instanceof的使用场景。

1. 实验:利用IDE的debug功能给例6.4和例6.6的new语句设置断点，使用单步调试(step into/step over)跟踪子类对象实例化(初始化)的执行顺序，并总结该过程。

下面给出6.4调试动图(大小限制，该动图尺寸不大）

下面给出6.6调试动图

程序说明：

package bookcode.ex6.part6_6;
 
class Pare {
    int i = 3;
 
    Pare() {
        super();
    }
};
 
class Construct extends Pare {
    int i = 8;
 
    Construct() {
    }
 
    Construct(int num) {
        this();
    }
 
    public static void main(String args[]) {
        Construct ct = new Construct(9);
        System.out.println(ct.i);
        System.out.println(ct.getSuper());
    }
 
    int getSuper() {
        return super.i;
    }
}

先执行的是子类的this()，Construct()中有一个隐含的super()，使得类Construct在生成对象时，父类 i=3 显式初始化能够执行。

实例化执行顺序总结：

  • 为子类对象分配内存空间，对域变量进行默认初始化。
  • 绑定构造方法，将new对象中的参数传递给构造方法的形式参数。
  • 调用this或super语句，二者必居其一，也只有一。
  • 进行实例变量的显式初始化操作。
  • 执行当前构造方法体中的程序代码。

2. 如何实现两个对象之间互发消息，请举例说明。

使用引用的属性或方法其实都是调用对象的属性或方法，而消息概念的引入就是为了说明这样的过程。消息的实质就是引用向对象发出的服务请求，是对数据成员和成员方法的调用。下面列举能否发送消息的三个条件：

  • 引用必须真实引用了特定的对象，否则会抛出NullPointerException异常。
  • 访问对象必须定义了相应的属性或方法，否则编译不会通过。
  • 被访问的属性或方法必须具有可访问的权限。

消息也就是相当于在遥控器和显示器之间架起沟通的桥梁。在面向对象语言中，消息把不同对象相互联系起来，共同完成特定功能。
实例代码：

class FighterPlane {
    String name;
    int missileNum;
 
    public FighterPlane(String _name, int _missleNum) {
        this.name = _name;
        this.missileNum = _missleNum;
    }
 
    public void fire() {
        if (this.missileNum > 0) {
            System.out.println("now fire a missile !");
            this.missileNum -= 1;
        } else {
            System.out.println("No missile left !");
        }
 
    }
}
class A {
    FighterPlane fp;
 
    public A(FighterPlane fpp) {
        this.fp = fpp;      //A对象中拥有了FighterPlane对象的引用
    }
 
    public void invoke() {
         //A对象发送消息给FighterPlane的对象
        System.out.println(fp.name);
    }
}public class Run {
    public Run() {
    }
 
    public static void main(String[] var0) {
        FighterPlane ftp = new FighterPlane("su35", 10);
         //产生A对象，并将ftp作为对象引用传入
        A a= new A(ftp);
        a.invoke();
    }
}

3. 谈谈组合与继承的区别以及两者的使用场景(即什么时候宜用组合?什么时候宜用继承? )。

  • 组合：通过对象内部的属性引用来实现。使对象之间的耦合性较为松散。
  • 继承：从已有的类派生出新的类。在不同的类中也可能会有共同的特征和动作，可以把这些共同的特征和动作放在一个类中，让其它类共享。因此可以定义一个通用类，然后将其扩展为其它多个特定类，这些特定类继承通用类中的特征和动作。继承是 Java 中实现软件重用的重要手段，避免重复，易于维护，易于理解。
  • 组合就像房间里面的窗户、墙壁、地板、桌子、椅子等，他们之间并不存在结构上的相似性，只是功能上组合可以发挥更大的作用，但是单独是可以独立运行的。继承就像对房间进行拓展成为一栋楼，前面的零部件它都具备，但是如果没有房间，大楼是无法构建的，具有结构和功能上的关联。
  • 显而易见，在不具有结构和功能上的相似性时，使用继承可以减少代码重复率，易于维护；在结构实现不同、功能“可叠加”时，使用组合无疑是优于继承的。

4. Java中的运行时多态的含义是什么?有什么作用?请举例说明。

Java提供了两种多态机制——重载和覆盖。运行时多态指的是覆盖，在运行时根据输入参数动态选择不同的 成员方法执行，体现了一个类本身的多态性，使代码具有良好的拓展性。
举例：同样的红烧鱼，厨师老师的红烧方法传给厨师徒弟后，厨师徒弟在红烧方法上做了改动，这是红烧方法的重写，就相当于 java 的方法重写。

重写代码如下：

class Ct{
    void hongshao(int a){
        System.out.println("这是厨师老师的红烧int的方法");
    }
}
 
class Cs extends Ct{
    void hongshao(int a) {
        System.out.println("这是厨师徒弟的红烧int的方法");
    }
}

重载代码如下：

class Cs extends Ct{
    void hongshao(int a) {
        System.out.println("这是厨师徒弟的红烧int的方法");
    }
    void hongshao(float b) {
        System.out.println("这是厨师徒弟红烧float的方法");
    }
    void hongshao(int a,float b) {
        System.out.println("这是厨师徒弟红烧int和float的方法");
    }
}

5. 使用接口改写例6.8中的程序。

创建接口

package bookcode.ex6.part6_8;
 
public interface Shape {
    double getArea();
    double getPerimeter();
    void show();
}

圆类

package bookcode.ex6.part6_8;
 
public class Circle implements Shape{
    private int r;
    public Circle(int _r){
        r = _r;
    }
 
    @Override
    public double getArea() {
        return r * r * Math.PI;
    }
 
    @Override
    public double getPerimeter() {
        return 2 * Math.PI * r;
    }
 
    @Override
    public void show() {
        System.out.println("Circle Area:" + getArea());
        System.out.println("Circle Perimeter:" + getPerimeter());
    }
}

矩形类

package bookcode.ex6.part6_8;
 
public class Rect implements Shape {
 
    private int k;
    private int m;
 
    public Rect(int width, int height) {
        k = width;
        m = height;
    }
 
    public double getArea() {
        return (k * m);
    }
 
    public double getPerimeter() {
        return (2 * k + 2 * m);
    }
 
    @Override
    public void show() {
        System.out.println("Rect Area:" + getArea());
        System.out.println("Rect Perimeter:" + getPerimeter());
    }
}

三角形类

package bookcode.ex6.part6_8;
 
import com.sun.tools.javac.file.SymbolArchive;
 
public class Triangle implements Shape{
    private int x, y, z, m;
    public Triangle(int _x, int _y, int _z){
        x = _x;
        y = _y;
        z = _z;
        m = (x + y +z) / 2;
    }
 
    @Override
    public double getArea() {
        return (Math.sqrt(m *(m - x) * (m - y) * (m - z)));
    }
 
    @Override
    public double getPerimeter() {
        return 2 * m;
    }
 
    @Override
    public void show() {
        System.out.println("Triangle Area:" + getArea());
        System.out.println("Triangle Perimeter:" + getPerimeter());
    }
}

运行

package bookcode.ex6.part6_8;
 
public class RunShape{
    public static void main(String args[]){
        Rect rect = new Rect(5 , 6);
        Triangle triangle = new Triangle(3, 4, 5);
        Circle circle = new Circle(5);
 
        rect.show();
        System.out.println();
        triangle.show();
        System.out.println();
        circle.show();
    }
}

6. 简述运算符instanceof的使用场景。

instanceof 是 Java 的一个二元操作符,instanceof 是 Java 的保留关键字。它的作用是测试它左边的对象是否是它右边的类或子类的实例，返回 boolean 的数据类型。

package bookcode.ex6.part6_15;
 
class Uncle{}
class Pare{}
class Pare1 extends Pare{}
class Pare2 extends Pare1{}
 
public class InstanceofTest {
 
    public static void main(String args[]) {
        Uncle uncle = new Uncle();
        Pare pare = new Pare();
        Pare1 pare1 = new Pare1();
        Pare2 pare2 = new Pare2();
 
        //验证pare
        if (pare instanceof Pare) {
            System.out.println("pare instanceof Pare");
        }
        if (!(pare instanceof Pare1)){
            System.out.println("pare not instanceof Pare1");
        }else if (pare instanceof Pare1){
            System.out.println("pare instanceof Pare1");
        }
        if(!(pare instanceof Pare2)){
            System.out.println("pare not instanceof Pare2");
        }else if (pare instanceof Pare2){
            System.out.println("pare instanceof Pare2");
        }
        System.out.println();
 
        //验证pare1
        if (pare1 instanceof Pare1) {
            System.out.println("pare instanceof Pare");
        }
        if (!(pare1 instanceof Pare)){
            System.out.println("pare1 not instanceof Pare");
        }else if(pare1 instanceof Pare){
            System.out.println("pare1 instanceof Pare");
        }
        if(!(pare1 instanceof Pare2)){
            System.out.println("pare1 not instanceof Pare2");
        }else if(pare1 instanceof Pare2){
            System.out.println("pare1 instanceof Pare2");
        }
        System.out.println();
 
        //验证pare2
        if (pare2 instanceof Pare2) {
            System.out.println("pare instanceof Pare");
        }
        if (!(pare2 instanceof Pare)){
            System.out.println("pare2 not instanceof Pare");
        }else if (pare2 instanceof Pare){
            System.out.println("pare2 instanceof Pare");
        }
        if(!(pare2 instanceof Pare1)){
            System.out.println("pare2 not instanceof Pare1");
        }else if (pare2 instanceof Pare1){
            System.out.println("pare2 instanceof Pare1");
        }
        System.out.println();
 
        //验证uncle
        if (uncle instanceof Uncle){
            System.out.println("uncle instanceof Uncle");
        }
        // 语法错误，无法编译通过
        /*
        if (uncle instanceof Pare) {
            System.out.println("uncle instanceof Pare");
        }else {
            System.out.println("uncle instanceof Pare");
        }
        if (!(uncle instanceof Pare1)){
            System.out.println("uncle not instanceof Pare1");
        }else {
            System.out.println("uncle instanceof Pare1");
        }
        if(!(uncle instanceof Pare2)){
            System.out.println("uncle not instanceof Pare2");
        }else {
            System.out.println("uncle instanceof Pare2");
        }
        */
 
 
    }
}
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