實驗六 繼承定義與使用

實驗時間 2018-9-28

1、實驗目的與要求

(1) 繼承的定義：用已有類來構建新類的一種機制。當定義了一個新類繼承了一個類時，這個新類就繼承了這個類的方法和域，同時在新類中添加新的方法和域以適應新的情況。

繼承是java程序設計中的一項核心技術，也是面向對象特征之一。

繼承具有層次結構，及子類繼承父類的域和方法。

（2）Super關鍵字有兩個用途，一是調用超類的方法（super.方法名（）），二是調用超類的構造

（super.()）; 繼承層次：從一個超類擴展而來的類集合；繼承鏈：在繼承層次中，從某個類個類到其祖先的路徑； Java不支持多繼承。

B:多態性：泛指在程序中同一個符號在不同的情況下具有不同解釋的現象；

阻止繼承：final類和方法：不允許繼承的類成為Final類，在類的定義中用修飾符加以說明；

類中的方法可定義子類，這時不能覆蓋方法； String類是final類的一個例子。

抽象類：包含一個或多個抽象方法的類本身必須被聲明為抽象類； 抽象方法充當著占位的角色，他們的具體實現在子類中 ； 抽象不能被實例化，即不能創建對象，只能產生子類。

D:訪問修飾符：private：只有該類可以訪問，public：該類或非該類均可訪問，protected:該類及其子類可以訪問，同一個包中的類也可以訪問。(註：不寫訪問修飾符時默認為friendly

（3）

多態性泛指在程序中同一個符號在不同的情況 下具有不同解釋的現象。

–超類中定義的域或方法，被子類繼承之後，可 以具有不同的數據類型或表現出不同的行為。

–這使得同一個域或方法在超類及其各個子類中 具有不同的語義。

–超類中的方法在子類中可方法重寫。

(4) 掌握抽象類的定義及用途；

為了提高程序的清晰度，包含一個或多個抽象方法 的類本身必須被聲明為抽象類。除了抽象方法之外 ，抽象類還可以包含具體數據和具體方法。

抽象方法充當著占位的角色，它們的具體實現在子 類中。擴展抽象類可以有兩種選擇：一種是在子類 中實現部分抽象方法，這樣就必須將子類也標記為 抽象類；另一種是實現全部抽象方法，這樣子類就 可以不是抽象類。

此外，類即使不含抽象方法，也 可以將類聲明為抽象類。 ?抽象類不能被實例化，即不能創建對象，只能產生 子類。可以創建抽象類的對象變量，只是這個變量 必須指向它的非抽象子類的對象。

(5) 掌握類中4個成員訪問權限修飾符的用途；

使用訪問修飾符的原因：實現受限信息隱藏。 l

信息隱藏目的：

–對類中任何實現細節的更改不會影響使用該類的代碼

–防止用戶意外刪除數據

–易於使用類

註：不寫訪問修飾符時默認為friendly

掌握枚舉類定義方法及用途。

a.聲明枚舉類 publicenumGrade{A,B,C,D,E}; l

它包括一個關鍵字enum，一個新枚舉類型的名字 Grade以及為Grade定義的一組值，這裏的值既 非整型，亦非字符型。

b.枚舉類說明:

–枚舉類是一個類，它的隱含超類是java.lang.Enum。

–枚舉值並不是整數或其它類型，是被聲明的枚舉類的 自身實例，例如A是Grade的一個實例。

–枚舉類不能有public修飾的構造函數，構造函數都是 隱含private，編譯器自動處理。

–枚舉值隱含都是由public、static、final修飾的，無 須自己添加這些修飾符。

–在比較兩個枚舉類型的值時，永遠不需要調用equals 方法，直接使用"=="進行相等比較

（6） 繼承設計的技巧

①將公共操作和域放在超類。

②不要使用受保護的域。

③使用繼承實現“is-a”關系。

④除非所有繼承的方法都有意義，否則就不要使用繼承。

除非所有繼承的方法都有意義，否則就不要使用繼承。

⑤在覆蓋方法時，不要改變預期的行為。

⑥使用多態，而非類型信息。

⑦不要過多地使用反射。

總結

l 封裝、繼承和多態是面向對象的主要特征

l 繼承可提高代碼的重用性，使用extends關鍵字來實現。除了構造方法之外，父類的所有方法和屬性都被子類的對象繼承.

l 多態性是不同的實例對象以不同的方式對相同的信息作出不同的表現

l 訪問修飾符用於確定訪問類成員的方式

l Java 常用修飾符有 static、final、abstract

2、實驗內容和步驟

實驗1： 導入第5章示例程序，測試並進行代碼註釋。

測試程序1：

? 在elipse IDE中編輯、調試、運行程序5-1 （教材152頁-153頁） ；

? 掌握子類的定義及用法；

? 結合程序運行結果，理解並總結OO風格程序構造特點，理解Employee和Manager類的關系子類的用途，並在代碼中添加註釋。

實驗結果：

package inheritance;

/**
 * This program demonstrates inheritance.
 * @version 1.21 2004-02-21
 * @author Cay Horstmann
 */
public class ManagerTest
{
   public static void main(String[] args)//構造器，構造管理者對象
   {
      // construct a Manager object
      Manager boss = new Manager("Carl Cracker", 80000, 1987, 12, 15);//生成Manger類對象，對象名為boss
      boss.setBonus(5000);

      Employee[] staff = new Employee[3];

      // fill the staff array with Manager and Employee objects

      staff[0] = boss;//父類對象變量可以引用子類對象
      staff[1] = new Employee("Harry Hacker", 50000, 1989, 10, 1);
      staff[2] = new Employee("Tommy Tester", 40000, 1990, 3, 15);

      // print out information about all Employee objects
      for (Employee e : staff)
         System.out.println("name=" + e.getName() + ",salary=" + e.getSalary());
   }
}

測試程序2：

? 編輯、編譯、調試運行教材PersonTest程序（教材163頁-165頁)；

? 掌握超類的定義及其使用要求；

? 掌握利用超類擴展子類的要求；

? 在程序中相關代碼處添加新知識的註釋。

實驗結果：

測試程序3：

? 編輯、編譯、調試運行教材程序5-8、5-9、5-10，結合程序運行結果理解程序（教材174頁-177頁）；

? 掌握Object類的定義及用法；

? 在程序中相關代碼處添加新知識的註釋。

實驗代碼：

EqualsTest.java:

package equals;

/** *這個程序演示了等值方法 * @version 1.12 2018-10-7 * @author 常惠琢 */ //實現了Employee類和Manager類的equals、hashCode和toString方法 public class EqualsTest { 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); 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()); } }

Employee.java:

package equals;

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

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; }

public boolean equals(Object otherObject) { // 快速測試以查看對象是否相同 if (this == otherObject) return true;

// 如果explicit的參數為null，必須返回false if (otherObject == null) return false;

// 如果類不匹配，那麽他們不能相等 if (getClass() != otherObject.getClass()) return false;

// 現在我們知道otherObject是一個非null的Employee類 Employee other = (Employee) otherObject;

// 測試字段是否具有相同的值 return Objects.equals(name, other.name) && salary == other.salary && Objects.equals(hireDay, other.hireDay); }

public int hashCode() { return Objects.hash(name, salary, hireDay); }

public String toString() { return getClass().getName() + "[name=" + name + ",salary=" + salary + ",hireDay=" + hireDay + "]"; } }

Manager.java:

package equals;

public class Manager extends Employee { private double bonus;

public Manager(String name, double salary, int year, int month, int day) { super(name, salary, year, month, day); bonus = 0; }

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

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

public boolean equals(Object otherObject) { if (!super.equals(otherObject)) return false; Manager other = (Manager) otherObject; // Suff.Enter檢查這個和其他屬於同一個類。 return bonus == other.bonus; }

public int hashCode() { return java.util.Objects.hash(super.hashCode(), bonus); }

public String toString() { return super.toString() + "[bonus=" + bonus + "]"; } }

測試程序4：

? 在elipse IDE中調試運行程序5-11（教材182頁），結合程序運行結果理解程序；

? 掌握ArrayList類的定義及用法；

? 在程序中相關代碼處添加新知識的註釋。

實驗代碼：

ArrayListTest.java:

package arrayList;

import java.util.*;

/** * 這個程序演示了ARAYLIST類 * @version 1.50 2018-10-7 * @author 常惠琢 */ public class ArrayListTest { public static void main(String[] args) { // 用三個雇員對象填充工作人員數組列表 ArrayList<Employee> staff = new ArrayList<>();

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));

//把每個人的薪水提高5% for (Employee e : staff) e.raiseSalary(5);

// 打印所有員工對象的信息 for (Employee e : staff) System.out.println("name=" + e.getName() + ",salary=" + e.getSalary() + ",hireDay=" + e.getHireDay()); } }

Employee.java:

package arrayList;

import java.time.*;

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); } //訪問器 public String getName() { return name; } //訪問器 public double getSalary() { return salary; } //訪問器 public LocalDate getHireDay() { return hireDay; } //計算專職職工漲工資後的工資 public void raiseSalary(double byPercent) { double raise = salary * byPercent / 100; salary += raise; } }

測試程序5：

? 編輯、編譯、調試運行程序5-12（教材189頁），結合運行結果理解程序；

? 掌握枚舉類的定義及用法；

? 在程序中相關代碼處添加新知識的註釋。

實驗2：編程練習1

? 定義抽象類Shape：

屬性：不可變常量double PI，值為3.14；

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

? 讓Rectangle與Circle繼承自Shape類。

? 編寫double sumAllArea方法輸出形狀數組中的面積和和double sumAllPerimeter方法輸出形狀數組中的周長和。

? main方法中

1）輸入整型值n，然後建立n個不同的形狀。如果輸入rect，則再輸入長和寬。如果輸入cir，則再輸入半徑。
2） 然後輸出所有的形狀的周長之和，面積之和。並將所有的形狀信息以樣例的格式輸出。
3） 最後輸出每個形狀的類型與父類型，使用類似shape.getClass()(獲得類型)，shape.getClass().getSuperclass()(獲得父類型);

思考sumAllArea和sumAllPerimeter方法放在哪個類中更合適？

輸入樣例:

3

rect

1 1

rect

2 2

cir

1

輸出樣例:

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

實驗3： 編程練習2

編制一個程序，將身份證號.txt 中的信息讀入到內存中，輸入一個身份證號或姓名，查詢顯示查詢對象的姓名、身份證號、年齡、性別和出生地。

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("請輸入所需圖形的形狀個數:");
        int n = in.nextInt();
        shape[] count = new shape[n];
        for(int i=0;i<n;i++)
        {
            System.out.println("請輸入圖形形狀：");
            String input = in.next();
            if(input.equals(rect))
            {
                double length = in.nextDouble();
                double width = in.nextDouble();
                System.out.println("長方形："+"長:"+length+"  寬:"+width);
                count[i] = new Rect(length,width);
            }
            if(input.equals(cir)) 
            {
                double radius = in.nextDouble();
                System.out.println("圓："+"半徑:"+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());
        }
}

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\\身份證號.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("信息讀取有誤");
            e.printStackTrace();
        }
        boolean isTrue = true;
        while (isTrue) {

            System.out.println("1.按姓名查找");
            System.out.println("2.按身份證號查找");
            System.out.println("3.退出");
            int nextInt = scanner.nextInt();
            switch (nextInt) {
            case 1:
                System.out.println("請輸入姓名：");
                String Personname = scanner.next();
                int nameint = findPersonByname(Personname);
                if (nameint != -1) {
                    System.out.println("查找信息為：姓名:"
                            + Personlist.get(nameint).getname() + "    身份證號:"
                            + Personlist.get(nameint).getID() +"    年齡:"
                            +Personlist.get(nameint).getage()   +"    性別:"
                            +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("請輸入身份證號");
                String PersonID = scanner.next();
                int IDint = findPersonByID(PersonID);
                if (IDint != -1) {
                    System.out.println("查找信息為：姓名:"
                            + Personlist.get(IDint).getname() + "    身份證號:"
                            + Personlist.get(IDint).getID() +"    年齡:"
                            +Personlist.get(IDint).getage()   +"    性別:"
                            +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("輸入有誤");
            }
        }
    }

    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;
    }   
}

　　實驗總結：在第六周的學習中，對課本內容學習還不夠，需要好好學習和應用。

劉誌梅201771010115.《面向對象程序設計（java）》第六周學習總結