Java 实验案例（多态）
实验任务
- 任务一：图形面积周长计算小程序
- 任务二：饲养员喂养动物程序
实验内容：
任务一： 图形面积周长计算
任务目的：
- 掌握多态的含义及应用场合
- 掌握上转型对象和多态的实现
- 掌握abstract关键字的使用
任务描述：
设计一个小程序，可以计算圆形和长方形的面积及周长，其中
定义抽象类 图形类为圆形和长方形的父类，在图形类中定义抽象方
法获取面积方法和获取周长方法。定义面积和周长计算器，可以计
算不同图形的面积和周长。程序要具备良好的可扩展性和可维护性
程序运行结果参考如下图片：
实施步骤：
任务分析：
定义父类Shape作为抽象类，并在类中定义抽象方法求周长和面积
定义Shape子类圆形（circle），具有半径属性和常量PI，同时必须实现父类中的抽象方法
定义Shape子类长方形（rectangle），具有长和宽的属性，同时必须实现父类的抽象方法
创建图形面积周长计算器（ShapeCalculate），具有计算不同图形面积和周长的方法。
创建测试类TestShape类，在其main（）方法中对ShapeCalculate计算面积和周长方法进行测试
代码实现：
/* 抽象类：几何图形 */
public abstract class Shape { // 抽象方法： 获取面积 public abstract double getArea(); // 抽象方法：获取周长 public abstract double getPerimeter(); }
/* 子类 Circle类 */
public class Circle extends Shape { private double radius = 0; // 圆的半径 private final static double PI = 3.14; // 常量，圆周率 // 有参构造，初始化圆半径 public Circle(double radius) { this.radius = radius; } // 求圆面积 public double getArea() { return PI*radius*radius; } // 求圆周长 public double getPerimeter() { return 2*radius*PI; } }
/* 子类Rectangle */
public class Rectangle extends Shape { private double length = 0; // 长方形的长 private double width = 0; // 长方形的宽 // 有参构造，初始化长方形的长和宽 public Rectangle(double length, double width) { super(); this.length = length; this.width = width; } public double getArea() { return this.length*this.width; } public double getPerimeter() { return 2*(this.length+this.width); } }
/* 面积周长计算器 */
public class ShapeCaculate { // 可以计算任意shape子类的面积 public void calArea (Shape shape) { System.out.println(shape.getArea()); } // 可以计算任意shape子类的周长 public void calPerimeter(Shape shape) { System.out.println(shape.getPerimeter()); } }
/* 测试类 */
public class TestShape { public static void main(String[] args) { // 创建图形计算器 ShapeCaculate sc = new ShapeCaculate(); // 创建长方形和圆形对象 Shape rectangle = new Rectangle(3, 4); // <-------多态 Circle circle = new Circle(3); // 求长方形和圆形的面积 System.out.println("求长方形的面积："); sc.calArea(rectangle); System.out.println("求圆形的面积："); sc.calArea(circle); // 求长方形和圆形的周长 System.out.println("求长方形的周长："); sc.calPerimeter(rectangle); System.out.println("求圆形的周长："); sc.calPerimeter(circle); } }
任务二：饲养员喂养动物
任务目的：
- 掌握多态的含义及应用场合。
- 掌握上转型对象和多态的实现
- 体会多态带来的好处
- 掌握instanceof运算符的使用
实施步骤：
在Java实验案例（继承）任务三中，饲养员每拿一种食物喂养相应的动物都需要
建立相应的方法，程序的可扩展性和可维护性较差，通过多态可以对程序进行优化，
修改feed（）方法的参数为父类的类型，使程序具有较好的可扩展性和可维护性。
代码实现：
动物父类
public class Animal { public void eat(Food food) { System.out.println("吃饭时间到了！"); System.out.println(this + "喜欢吃" +food); } }
Animal子类Dog类
public class Dog extends Animal { // 重写Animal从Object中继承的toString（）方法 public String toString() { return "Dog"; } // 新增算算术方法 public void arithmetic() { System.out.println(this+"算算术表演！"); } }
Animal子类Cat类
public class Cat extends Animal { // 从写Animal从Object中继承的toString方法 public String toString() { return "Cat"; } // 新增跳环方法 public void jumpRing() { System.out.println(this+"开始表演跳环！"); } }
食物Food类
public class Food { private int weight; // 食物重量 public Food(int weight) { this.weight = weight; } public int getWeight() { return weight; } }
Bone子类
public class Bone extends Food { public Bone(int weight) { // 调用父类的构造方法 super(weight); } public String toString() { return "Bone"; } }
Fish子类
public class Fish extends Food { public Fish(int weight) { super(weight); } public String toString() { return "Fish"; } }
饲养员Feeder类
public class Feeder { private String name; public Feeder(String name) { this.name = name; } public void feed(Animal a, Food f) { a.eat(f); System.out.println("饲养员"+name+"拿着"+f.getWeight()+"克"+f+"喂养"+a+"。"); } public void perform(Animal a) { if (a instanceof Dog){ ((Dog) a).arithmetic(); } if(a instanceof Cat) { Cat c = (Cat) a; c.jumpRing(); } } }
测试类
public class TestFeed { public static void main(String[] args) { Feeder fd = new Feeder("张三"); Dog dog = new Dog(); Bone bone = new Bone(500); fd.feed(dog, bone); System.out.println("-----------------"); fd.feed(new Cat(), new Fish(100)); fd.perform(dog); fd.perform(new Cat()); } }
运行结果如下图：
