第一部分：理論知識。

第四章：對象與類

4.1：類與對象的概念。

類：是構造對象的模板或藍圖。由類構造對象的過程稱為創建類的實例。

對象：想要使用oop，一定要清楚對象的三個特性：

1）對象的行為：對象的行為使用可調用的方法定義的。

·2）對象的狀態：每個對象都保存著描述當前特征的信息。

3）對象標識：如何辨明具有相同行為的相似性。

4.2：類之間的關系。

常見關系有：依賴、聚合、繼承。

4.3：使用預定義類。

已學過的預定義類如math,Math,String,Scanner等。

1）對象與對象變量。

在Java語言中，使用構造器構造新實例。構造器是類中一個特殊的方法，生成並初始化對象，它的方法名與類名相同。

想要構造一個Data對象（定義在java.util中），需要在構造器前加上new操作符：new Data（）

Data deadline；該語句錯誤。

可將一個對象變量設置為null，表示該對象變量未引用任何變量，如deadlin=null。

4.4：更改器與訪問器。

更改器：修改實例域。前綴set，更改當前類中的屬性。

訪問器：更改實例域。前綴get。

第二部分：實驗部分。

1、實驗目的與要求

(1) 理解用戶自定義類的定義；

(2) 掌握對象的聲明；

(3) 學會使用構造函數初始化對象；

(4) 使用類屬性與方法的使用掌握使用；

(5) 掌握package和import語句的用途。

2、實驗內容和步驟

實驗1：測試以下程序，掌握文件輸入輸出程序設計技術（文件輸入輸出，教材61-62）.

代碼如下：

import java.io.*;
import java.util.*;

public class FileWriteReadTest {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 寫入文件演示
        PrintWriter out = new PrintWriter("myfile.txt");
        out.println("姓名 高數 Java 數據結構 平均成績 總成績
 
");
        out.println("張三 20 30 40 0 0");
        out.println("李四 50 60 70 0 0");
        out.close();// 輸出完畢，需要close
        // 讀入文件演示
        Scanner in = new Scanner(new File("myfile.txt"));// 為myfile.txt這個File創建一個掃描器in
        int number = 1;// 行號
        System.out.println(in.nextLine());
        while (in.hasNextLine()) {// 判斷掃描器是否還有下一行未讀取，該循環把文件的每一行都讀出
            String line = in.nextLine();// 讀出myfile.txt的下一行
            System.out.print("第" + (++number) + "行的內容: ");
            Scanner linescanner = new Scanner(line);// 行內容建立掃描器
            linescanner.useDelimiter(" ");// 使用空格作為分隔符
            String name = linescanner.next();
            String math = linescanner.next();
            String java = linescanner.next();
            String ds = linescanner.next();
            String avg = linescanner.next();
            String total = linescanner.next();
            System.out.println("name=" + name + "  math=" + math + "  java=" + java + "  ds=" + ds + "  avg=" + avg
                    + "  total=" + total);
        }
        in.close();// 讀入完畢，最後需要對其進行close。
    }
}

程序運行結果如下：

實驗2 導入第4章示例程序並測試。

測試程序1：

編輯、編譯、調試運行程序4-2（教材104頁）；

結合程序運行結果，掌握類的定義與類對象的用法，並在程序代碼中添加類與對象知識應用的註釋；

嘗試在項目中編輯兩個類文件（Employee.java、 EmployeeTest.java ），編譯並運行程序。

程序如下：（1）EmployeeTest.java

import java.time.*;

/**
 * This program tests the Employee class.
 * 
 * @version 1.12 2015-05-08
 * @author Cay Horstmann
 */
public class EmployeeTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 用三個Employee對象填充staff數組
        Employee[] staff = new Employee[3];

        staff[0] = new Employee("Carl Cracker", 75000, 1987, 12, 15);
        staff[1] = new Employee("Harry Hacker", 50000, 1989, 10, 1);
        staff[2] = new Employee("Tony Tester", 40000, 1990, 3, 15);

        //將每個人的工資提高5%
        for (Employee e : staff)
            e.raiseSalary(5);

        //打印出員工反對的信息
        for (Employee e : staff)
            System.out.println("name=" + e.getName() + ",salary=" + e.getSalary() + ",hireDay=" + e.getHireDay());
    }
}

class Employee {
    private String name;
    private double salary;
    private LocalDate hireDay;

    public Employee(String n, double s, int year, int month, int day) {
        name = n;
        salary = s;
        hireDay = LocalDate.of(year, month, day);
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public double getSalary() {
        return salary;
    }

    public LocalDate getHireDay() {
        return hireDay;
    }

    public void raiseSalary(double byPercent) {
        double raise = salary * byPercent / 100;
        salary += raise;
    }

}

程序運行結果如下所示：

（2）Employee.java

/**
 * @version 1.10 1999-11-13
 * @author Cay Horstmann
 */

public class Employee
{
   private String name;
   private double salary;

   public native void raiseSalary(double byPercent);

   public Employee(String n, double s)
   {
      name = n;
      salary = s;
   }

   public void print()
   {
      System.out.println(name + " " + salary);
   }

   static
   {
      System.loadLibrary("Employee");
   }
}

參考教材104頁EmployeeTest.java，設計StudentTest.java，定義Student類，包含name（姓名）、sex（性別）、javascore（java成績）三個字段，編寫程序，從鍵盤輸入學生人數，輸入學生信息，並按以下表頭輸出學生信息表：姓名、性別、java成績。

程序如下：

import java.util.*;
  public class StudentTest
  {
public static void main(String[] args)
     {
      Student[] staff = new Student[4];
       System.out.println("請輸入學生姓名、性別、Java成績");
       
       Scanner in = new Scanner(System.in); 
       for(int i=0;i<staff.length;i++) {
           staff[i]=new Student(in.next(),in.next(),in.nextInt());
       }
       System.out.println("name"+"sex"+"javascore");
 
       for (Student e: staff)
          System.out.println(e.getName()+e.getSex()+e.getjavaScore());
    }
 }
 
 class Student
 {
    private String name;
    private String sex;
  private int javascore;
 
    public Student(String n, String s, int j)
    {
       name = n;
      sex = s;
       javascore =j;
    }
 
    public String getName()
    {
       return name;
   }
 
    public String getSex()
    {
       return sex;
    }
 
    public int getjavaScore()
    {
       return javascore;
    }
 }

程序運行結果如下：

測試程序2：

編輯、編譯、調試運行程序4-3（教材116）；

結合程序運行結果，理解程序代碼，掌握靜態域（netxtId）與靜態方法（getNextId）的用法，在相關代碼後添加註釋；

理解Java單元（類）測試的技巧。

程序如下：

/**
    /**
         * This program demonstrates static methods.
         * @version 1.01 2004-02-19
         * @author Cay Horstmann
         */
        public class StaticTest
        {
           public static void main(String[] args)
           {
              //用三個Employee對象填充staff數組
              Employee[] staff = new Employee[3];

              staff[0] = new Employee("Tom", 40000);
              staff[1] = new Employee("Dick", 60000);
              staff[2] = new Employee("Harry", 65000);

              //打印出員工反對的信息
              for (Employee e : staff)
              {
                 e.setId();
                 System.out.println("name=" + e.getName() + ",id=" + e.getId() + ",salary="
                       + e.getSalary());
              }

              int n = Employee.getNextId(); // calls static method
              System.out.println("Next available id=" + n);
           }
        }

        class Employee
        {
           private static int nextId = 1;

           private String name;
           private double salary;
           private int id;

           public Employee(String n, double s)
           {
              name = n;
              salary = s;
              id = 0;
           }

           public String getName()
           {
              return name;
           }

           public double getSalary()
           {
              return salary;
           }

           public int getId()
           {
              return id;
           }

           public void setId()
           {
              id = nextId; //將此ID設置為下一個可用ID
              nextId++;
           }

           public static int getNextId()
           {
              return nextId; //返回static域
           }

           public static void main(String[] args) // unit test
           {
              Employee e = new Employee("Harry", 50000);
              System.out.println(e.getName() + " " + e.getSalary());
           }
        

    }

程序運行結果如下：

測試程序3：

編輯、編譯、調試運行程序4-4（教材121）；

結合程序運行結果，理解程序代碼，掌握掌握Java方法參數的用法，在相關代碼後添加註釋；

程序如下：

    /**
     * This program demonstrates parameter passing in Java.
     * @version 1.00 2000-01-27
     * @author Cay Horstmann
     */
    public class ParamTest
    {
       public static void main(String[] args)
       {
          //該方法不能修改數值參數
          System.out.println("Testing tripleValue:");
          double percent = 10;
          System.out.println("Before: percent=" + percent);
          tripleValue(percent);
          System.out.println("After: percent=" + percent);

          //該方法可以改變對象參數的狀態
          System.out.println("\nTesting tripleSalary:");
          Employee harry = new Employee("Harry", 50000);
          System.out.println("Before: salary=" + harry.getSalary());
          tripleSalary(harry);
          System.out.println("After: salary=" + harry.getSalary());

          //該方法可以將新對象附加到對象參數
          System.out.println("\nTesting swap:");
          Employee a = new Employee("Alice", 70000);
          Employee b = new Employee("Bob", 60000);
          System.out.println("Before: a=" + a.getName());
          System.out.println("Before: b=" + b.getName());
          swap(a, b);
          System.out.println("After: a=" + a.getName());
          System.out.println("After: b=" + b.getName());
       }

       public static void tripleValue(double x) // doesn‘t work
       {
          x = 3 * x;
          System.out.println("End of method: x=" + x);
       }

       public static void tripleSalary(Employee x) // works
       {
          x.raiseSalary(200);
          System.out.println("End of method: salary=" + x.getSalary());
       }

       public static void swap(Employee x, Employee y)
       {
          Employee temp = x;
          x = y;
          y = temp;
          System.out.println("End of method: x=" + x.getName());
          System.out.println("End of method: y=" + y.getName());
       }
    }

    class Employee 
    {
       private String name;
       private double salary;

       public Employee(String n, double s)
       {
          name = n;
          salary = s;
       }

       public String getName()
       {
          return name;
       }

       public double getSalary()
       {
          return salary;
       }

       public void raiseSalary(double byPercent)
       {
          double raise = salary * byPercent / 100;
          salary += raise;
       }
    }

程序運行結果如下：

測試程序4：

編輯、編譯、調試運行程序4-5（教材129）；

結合程序運行結果，理解程序代碼，掌握Java用戶自定義類的用法，掌握對象構造方法及對象使用方法，在相關代碼後添加註釋。

程序如下：

import java.util.*;

/**
 * This program demonstrates object construction.
 * @version 1.01 2004-02-19
 * @author Cay Horstmann
 */
public class ConstructorTest
{
   public static void main(String[] args)
   {
      //用單個Employee對象填充staff數組
      Employee[] staff = new Employee[3];

      staff[0] = new Employee("Harry", 40000);
      staff[1] = new Employee(60000);
      staff[2] = new Employee();

      //打印出員工反對信息
      for (Employee e : staff)
         System.out.println("name=" + e.getName() + ",id=" + e.getId() + ",salary="
               + e.getSalary());
   }
}

class Employee
{
   private static int nextId;

   private int id;
   private String name = ""; //實例字段初始化
   private double salary;
  
   // static initialization block
   static
   {
      Random generator = new Random();
      //從0-9999隨機分配下一ID的地址
      nextId = generator.nextInt(10000);
   }
   {
      id = nextId;
      nextId++;
   }


   public Employee(String n, double s)
   {
      name = n;
      salary = s;
   }

   public Employee(double s)
   {
      //調用雇員構造函數
      this("Employee #" + nextId, s);
   }

   //默認構造函數
   public Employee()
   {// salary not explicitly set--initialized to 0
      // id initialized in initialization block
   }

   public String getName()
   {
      return name;
   }

   public double getSalary()
   {
      return salary;
   }

   public int getId()
   {
      return id;
   }
}

程序運行結果如下：

測試程序5：

l 編輯、編譯、調試運行程序4-6、4-7（教材135）；

l 結合程序運行結果，理解程序代碼，掌握Java包的定義及用法，在相關代碼後添加註釋；

程序4-6如下：

import com.horstmann.corejava.*;

import static java.lang.System.*;

/**
 * This program demonstrates the use of packages.
 * @version 1.11 2004-02-19
 * @author Cay Horstmann
 */
public class PackageTest
{
   public static void main(String[] args)
   {
      // because of the import statement, we don‘t have to use 
      // com.horstmann.corejava.Employee here
      Employee harry = new Employee("Harry Hacker", 50000, 1989, 10, 1);

      harry.raiseSalary(5);

      // because of the static import statement, we don‘t have to use System.out here
      out.println("name=" + harry.getName() + ",salary=" + harry.getSalary());
   }
}

程序運行結果如下：

程序4-7如下：

 package com.horstmann.corejava;
 
 //這個文件中的類是這個包的一部分
  
 import java.time.*;
  
  //導入語句位於PACKAGE語句之後
 
 /**
  * @version 1.11 2015-05-08
  * @author Cay Horstmann
  */
 public class Employee
 {
    private String name;
    private double salary;
    private LocalDate hireDay;
 
    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;
   }
 
    public void raiseSalary(double byPercent)
    {
       double raise = salary * byPercent / 100;
       salary += raise;
  }
 }

實驗3 編寫長方形類Rectangle與圓形類Circle，其中Rectangle類設置私有屬性：width,length；Circle類設置私有屬性radius。編寫Rectangle類的帶參構造函數Rectangle(int width,int length), Circle類的帶參構造函數Circle(int radius)，編寫兩個類的toString方法(Eclipse可自動生成)。上述2個類均定義以下方法：

求周長的方法public int getPerimeter()

求面積的方法public int getArea()

在main方法中完成以下任務：

（1） 輸入1行長與寬，創建一個Rectangle對象；

（2） 輸入1行半徑，創建一個Circle對象；

（3） 將兩個對象的周長加總輸出，將兩個對象的面積加總輸出。

程序如下：

import java.util.*;

public class Rectangle {
public static void main(String[] args) {
Scanner in = new Scanner(System.in);
System.out.println("輸入長方形的長:");
Float length = in.nextFloat();
System.out.println("輸入長方形的寬:");
Float width = in.nextFloat();
System.out.println("輸入圓的半徑:");
Float radius = in.nextFloat();
Rec l = new Rec(width, length);
Cir r = new Cir(radius);
System.out.println("矩形周長=" + l.getPerimeter() + "矩形面積=" + l.getArea());
System.out.println("圓周長=" + r.getPerimeter() + "圓面積=" + r.getArea());
float c = l.getPerimeter() + r.getPerimeter();
double s = l.getArea() + r.getArea();
System.out.println("矩形和圓的周長之和：" + c + "矩形和圓的面積之和：" + s);
}

}

class Rec {
private Float width;
private double length;

public Rec(Float w, Float l) {
width = w;
length = l;
}

public Float getPerimeter() {
Float Perimeter = (float) ((width + length) * 2);
return Perimeter;
}

public Float getArea() {
Float Area = (float) (width * length);
return Area;
}
}

class Cir {

private double radius;
double PI = 3.14;

public Cir(Float r) {
radius = r;
}

public Float getPerimeter() {
Float Perimeter = (float) (2 * PI * radius);
return Perimeter;
}

public Float getArea() {
Float Area = (float) (PI * radius * radius);
return Area;
}

}

程序運行結果如下：

實驗總結：本次實驗首先是編譯運行程序了解文件的輸入輸出，在實驗三的基礎上，進一步使用student類編寫了一個Java程序。通過本次實驗，我進一步了解到對象與類的定義以及各自的特點。在之前的學習中，已經了解了幾種預定義類，在這周的學習中，掌握了預定義類的使用。在實驗過程中，還是遇到了很多問題，比如誤將float型相加，而float型加在一起要用強制轉換類型，這是因為基礎知識學習不夠的原因。而對於新學習的知識，有很多地方還是不明白，做實驗時，也是在同學和學長的幫助下，最終才完成了實驗。在以後的學習過程中，自己一一定要多練習寫代碼，提高自己的學習能力。

王艷 201771010127《面向對象程序設計（Java）》第四周學習總結