201871010106-丁宣元 《面向对象程序设计(java)》第六—七周学习总结

正文开头

这个作业属于哪个课程

https://www.cnblogs.com/nwnu-daizh/

这个作业的要求在哪里

https://www.cnblogs.com/nwnu-daizh/p/11605051.html

作业学习目标

  1. 深入理解程序设计中算法与程序的关系;
  2. 深入理解java程序设计中类与对象的关系;
  3. 理解OO程序设计的第2个特征:继承、多态;
  4. 学会采用继承定义类设计程序(重点、难点);
  5. 能够分析与设计至少包含3个自定义类的程序;
  6. 掌握利用父类定义子类的语法规则及对象使用要求。

正文内容

第一部分:总结第五章理论知识

  5.1 类、超类和子类

    1.继承:(1)用已有类来构建新类的一种机制。当一个新类继承了一个类时,这个新类就继承了这个类的方法和域,可以在新类中添加新的方法和域。eg:Empolyee,manager在Empolyee的情况下有奖金,即新方法和域。

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          (2)继承的特点:具有层次结构,子类继承父类的域和方法。

          (3)继承的优点:代码可重用性,父类的域和方法可用于子类,设计应用程序变得更加简单,可以轻松定义子类。

       (4)语法格式:class 新类名   extends  已有类名   子类比超类拥有的功能更加丰富

          已有类也称超类(superclass),基类(base class),父类(parent class)

          新类也称子类(subclass),派生类(derived class),孩子类(child  class)

        通过扩展超类定义子类时,仅需指出不同,子类中可以增加覆盖但不可删除

        若子类没有显示的调用超类的构造器,则自动调用超类默认构造器

     (5)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。

     (6)super:一个指示编译器调用超类方法的特有关键字,不是一个对象的引用,不能将super赋给另一个对象变量。

              两个用途:调用超类的方法(格式:super.方法名())

                调用超类的构造器(格式:super() )

        子类不继承父类的构造方法,用super调用。覆盖只能在不同的类中完成。        

    2.继承层次:

      (1)定义:从一个超类扩展而来的类集合称为层次继承。

      (2)Java不支持多继承:一个父类可以有多个子类,一个子类只能有一个父类。

    3.多态性:

      (1)定义:泛指在程序中同一个符号在不同情况下具有不同解释

            超类中定义的域或方法,被子类继承之后,可以具有不同的数据类型或表现出不同的行为,这使得在超类及其子类中同名的域或方法具有相同的语义。超类中的方法在子类中可方法重写。

    4.抽象类:

             a.定义:

        abstract   class   Person

        {

            public  abstract  String  getDescription();

          ......

        }      

          abstract  方法,只能声明,不能实现

      b.

           (1)为了提高程序的清晰度,包含一个或多个抽象方法的类本身必须被声明为抽象类。抽象类可以包含具体数据和具体方法

    (2)抽象方法充当着占位的角色,它们的具体实现在子类。扩展抽象类有两种选择:一在子类中实现部分抽象方法,这样就必须将子类也标记为抽象类;二实现全部抽象方法,这样子类就可以不是抽象类。类即使不含抽象方法,也可以将类声明为抽象类。

    (3)抽象类不能被实例化,即不能创建对象,只能产生子类。

      5.动态绑定:

          a.定义:也称为运行时绑定,程序在运行时会自动选择调用哪个方法。

      eg:public class Son extends Father

{...}

Son son=new Son();

        son.method();

          b.执行过程:以上述为例

       编译器检查对象的声明类型和方法名,搜索相应类(Son)及其父类(Father)“方法表”,找出所有访问属性为public的method方法。

   ->编译器检查方法调用中提供的参数类型,找出一个完全匹配的方法,称为重载解析。

  ->如果方法是private、static、final修饰的,或者是构造器,那么编译器能准确地判断应该调用哪个方法,即静态绑定。

  ->程序运行时,如果Son中定义了mothod()方法,直接调用子类中的相应方法;如果没有定义,则在父类中寻找method()的方法。

      动态绑定中每一次调用方法都要进行搜索,时间花费大。因此虚拟机预先为每个类创建了一个方法表,列出了所有方法的签名和实际调用的方法。方法的签名:方法的名称和参数列表称为方法的签名

   6.阻止继承:final类和方法

             不允许继承的类称为final类,在类的定义中用final修饰符

       类中的方法定义为final,子类就不能覆盖该方法

            如果一个类声明为final,属于它的方法会被自动设为final,但不包括域

  7.强制类型转换

  (1)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。

                       语法:子类   对象= (子类)  (超类对象)

               类型转换必须在继承层次内进行,在超类转换为子类之前,先用instanceof操作符进行继承链检查。(少使用)

  注:

  (1)封装、继承你和多态性是面向对象的主要特征;

  (2)继承可提高代码的重用性,用extends关键字来实现。

  (3)继承建立了类与类之间的关系,也是多态特征的前提

  (4)支持单继承,不直接支持多继承

  (5)abstract修饰符的抽象类不能被实例化为对象,只能扩展子类。抽象类中的抽象方法充当着占位的角色,它们的具体实现在子类中。

  (6)final类不允许被继承;类中final 方法不允许被子类重写。

(7)权限访问修饰符

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  5.2 Object:所有类的超类

     1.Object类是Java中所有类的祖先——每一个类都由它扩展而来。可以使用类型为Object的变量指向任意类型的对象。但要进行强制类型转换。

2.equals方法:检测某个对象是否同另一个对象相等。判断两个对象是否相等的引用:如果有相同的引用,是相等的;

      定义子类的equals方法:super. equals (otherObjecct)

        3.hashCode方法:hashCode方法导出某个对象的散列码。两个相等对象的散列码相等。

     4.toString方法:toString方法返回一个代表该类对象域值的字符串

        定义:super.toString()

  5.3 泛型数组列表

      1.ArrayList类,可允许程序在运行时确定数组的大小;

                 2.ArrayList是一个采用类型参数的泛型类。为指定数组列表保存元素的对象类型,需要用一对尖括号将数组元素的对象类名括起来加在后面;

3.数组列表的操作:

                                 定义:ArrayList<T> 对象 = new ArrayList<T>()

        API:ArrayList的构造器     添加新元  统计个数   调整大小  访问     增加与删除

5.4 对象包装器和自动打包

    a所有基本数据类型都有与之对应的预定义类,被称为对象包装器。

         b对象包装器类是不可变的,一旦构造了包装器,不允许更改值

         c好处:基本类型转换为对象 ,定义一些有用的基本方法(static方法)

    d自动打包:自动的将基本数据类型转换为包装器类的对象

5.5 参数变量可变的方法:用户自己可以定义可变参数的方法,并将参数指定为任意类型,甚至是基本类型

5.6 枚举类

    (1)声明枚举类:public    enum  Grade{A、B、C、D、E}

注:枚举类是一个类,它的隐含超类是java.lang.Enum。

       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

      不能有public修饰的构造函数,构造函数都是隐含private,编译器自动处理。

      隐含都是由public、static、final修饰的,无须自己添加这些修饰符。

     比较两个枚举类型的值时,不需要调用equals方法,直接使用“==”。

   5.7 继承设计的技巧

    将公共操作和域放在超类。

    不要使用受保护的域。

    使用继承实现“is-a”关系。

    除非所有继承的方法都有意义,否则就不要使用继承。

    在覆盖方法时,不要改变预期的行为。

    使用多态,而非类型信息。

第二部分: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。

  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

Ÿ       在elipse IDE中编辑、调试、运行程序5-1 —5-3(教材152页-153页) ;

Ÿ       掌握子类的定义及用法;

Ÿ       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;

Ÿ       删除程序中Manager类、ManagerTest类,背录删除类的程序代码,在代码录入中理解父类与子类的关系和使用特点。

1.程序代码

      5-1MangerTest.java

package inheritance;

/**
* This program demonstrates inheritance.
* @version 1.21 2004-02-21
* @author Cay Horstmann
*/
public class ManagerTest
{
public static void main(String[] args)
{
// construct a Manager object
var boss = new Manager("Carl Cracker", 80000, 1987, 12, 15);
boss.setBonus(5000); //bouns在Manager类中初值为空,用更改器改为5000 var staff = new Employee[3]; //构造器 // fill the staff array with Manager and Employee objects staff[0] = boss; //父类对象可以引用子类对象
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()); //多态性质
}
}

     5-1Employee.java

package inheritance;
import java.time.*; public class Employee
{
private String name; //创建三个私有属性
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;
}
}

   5-1Manger.java

package inheritance;
public class Manager extends Employee //extends继承
{
private double bonus;//私有域 /**
* @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)
{
super(name, salary, year, month, day);//子类对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
bonus = 0;
} public double getSalary()
{
double baseSalary = super.getSalary();//子类不能直接访问超类的私有域,必须使用共用接口
return baseSalary + bonus;
} public void setBonus(double b)
{
bonus = b;
}
}

    2.运行结果

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背录删除类的程序代码

package inheritance;

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);
// TODO Auto-generated constructor stub
bonus=0;
} @Override
public double getSalary() {
double baseSalary = super.getSalary();//子类不能直接访问超类的私有域,必须使用共用接口
return baseSalary + bonus;
// TODO Auto-generated method stub
//return super.getSalary();
} /*public double getBonus() {
return bonus;
}*/ public void setBonus(double b) {
//this.bonus = bonus;
bonus = b;
} }
package inheritance;

/**
* This program demonstrates inheritance.
* @version 1.21 2004-02-21
* @author Cay Horstmann
*/
public class ManagerTest
{
public static void main(String[] args)
{
// construct a Manager object
var boss = new Manager("Carl Cracker", 80000, 1987, 12, 15);
boss.setBonus(5000); var staff = new Employee[3]; // fill the staff array with Manager and Employee objects staff[0] = boss;
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());
}

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   关系:先有父类,再有子类,先析构子类,再析构父类

    1.子类对象在创建时会首先调用父类的构造函数

    2. 父类构造函数执行结束后,执行子类的构造函数

    3. 当父类的构造函数有参数时,需要在子类的初始化列表中显示调用

    4. 析构函数调用的先后顺序与构造函数相反

  实验1:测试程序2

      编辑、编译、调试运行教材PersonTest程序(教材163页-165页);

Ÿ       掌握超类的定义及其使用要求;

Ÿ       掌握利用超类扩展子类的要求;

Ÿ       在程序中相关代码处添加新知识的注释;

Ÿ       删除程序中Person类、PersonTest类,背录删除类的程序代码,在代码录入中理解抽象类与子类的关系和使用特点。

1.程序代码

      5-4PersonTest.java

package abstractClasses;

/**
* This program demonstrates abstract classes.
* @version 1.01 2004-02-21
* @author Cay Horstmann
*/
public class PersonTest
{
public static void main(String[] args)
{
var people = new Person[2]; // fill the people array with Student and Employee objects 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"); // print out names and descriptions of all Person objects打印信息
for (Person p : people)
System.out.println(p.getName() + ", " + p.getDescription());
}
}

     5-5Person.java

package abstractClasses;

public abstract class Person  //抽象类Person,包含一个或多个抽象方法的类必须被声明为抽象的
{
public abstract String getDescription();
private String name;//私有属性 public Person(String name)//构造器
{
this.name = name;
} public String getName()//访问器
{
return name;
}
}

    5-6Empolyee.java

package abstractClasses;

import java.time.*;

public class Employee extends Person//子类Employee类继承Person类
{
private double salary;
private LocalDate hireDay; public Employee(String name, double salary, int year, int month, int day)
{
super(name);//子类中直接调用超类中的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);
} public void raiseSalary(double byPercent)
{
double raise = salary * byPercent / 100;
salary += raise;
}
}

    5-7Student.java

package abstractClasses;

public class Student extends Person  //子类Student类继承Person类
{
private String major;//私有属性 /**
* @param name the student's name
* @param major the student's major
*/
public Student(String name, String major)
{
// pass name to superclass constructor
super(name);//子类调用超类中的name属性
this.major = major;
} public String getDescription()
{
return "a student majoring in " + major;
}
}

   2.运行结果

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       删除程序中Person类、PersonTest类,背录删除类的程序代码

package abstractClasses;

public abstract class Person
{
public abstract String getDescription();
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
private String name;
public Person(String name){
// TODO Auto-generated constructor stub
this.name = name;
}
}
package abstractClasses;

/**
* This program demonstrates abstract classes.
* @version 1.01 2004-02-21
* @author Cay Horstmann
*/
public class PersonTest
{
public static void main(String[] args)
{
var people = new Person[2]; // fill the people array with Student and Employee objects
people[0] = new Employee("Harry Hacker", 50000, 1989, 10, 1);
people[1] = new Student("Maria Morris", "computer science"); // print out names and descriptions of all Person objects
for (Person p : people)
System.out.println(p.getName() + ", " + p.getDescription());
}
}

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   实验1: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);

Ÿ      掌握Object类的定义及用法;

Ÿ        在程序中相关代码处添加新知识的注释。

    1.程序代码

5-8EqualsTest.java

package equals;

/**
* 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)
{
var alice1 = new Employee("Alice Adams", 75000, 1987, 12, 15);
var alice2 = alice1;
var alice3 = new Employee("Alice Adams", 75000, 1987, 12, 15);
var 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); var carl = new Manager("Carl Cracker", 80000, 1987, 12, 15);
var 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());
}
}

5-9Empolyee.java

package equals;

import java.time.*;
import java.util.Objects; public class Employee //用户自定义类
{
private String name; //三个私有属性
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)//访问器
{
double raise = salary * byPercent / 100;
salary += raise;
} public boolean equals(Object otherObject)
{
// a quick test to see if the objects are identical 测试几个类是否相同,若引用同一个,则相等
if (this == otherObject) return true; // must return false if the explicit parameter is null 若显式参数为空必须返回false
if (otherObject == null) return false; // if the classes don't match, they can't be equal若几个类不匹配,则它们不相等
if (getClass() != otherObject.getClass()) return false; // now we know otherObject is a non-null Employee 已知otherObject是一个非空雇员
var other = (Employee) otherObject; // test whether the fields have identical values 检测是否具有相同的值
return Objects.equals(name, other.name)
&& salary == other.salary && Objects.equals(hireDay, other.hireDay);
} public int hashCode()//重写hashcode方法,使得相等的两个对象获取的HashCode相等
{
return Objects.hash(name, salary, hireDay);
} public String toString() //其他类型数据转为字符串型的数据
{
return getClass().getName() + "[name=" + name + ",salary=" + salary + ",hireDay="
+ hireDay + "]";
}
}

5-10Manager.java

package equals;

public class Manager extends Employee//子类Manager继承Employee
{
private double bonus; public Manager(String name, double salary, int year, int month, int day)
{
super(name, salary, year, month, day);//子类调用超类中的属性
bonus = 0;
} public double getSalary()//访问器
{
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;
var other = (Manager) otherObject;
// super.equals checked that this and other belong to the same class 使用super.equals检查这个类和其他的是否属于同一个类
return bonus == other.bonus;
} public int hashCode()
{
return java.util.Objects.hash(super.hashCode(), bonus);
} public String toString()// toString()方法,可自动生成
{
return super.toString() + "[bonus=" + bonus + "]";
}
}

    2.运行结果

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  实验2:编程练习

    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())。

Ÿ      让Rectangle与Circle继承自Shape类。

Ÿ         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。

Ÿ         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

    1.程序代码

ShapeTest.java

package shape;
import java.util.Scanner;
public class ShapeTest
{ public static void main(String[] args)
{
Scanner in = new Scanner(System.in);
String rect = "rect";
String cir = "cir";
System.out.print("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("图形形状为:");
String input = in.next();
if(input.equals(rect))
{
double length = in.nextDouble();
double width = in.nextDouble();
System.out.println("Rectangle:"+"width:"+length+" height:"+width);
count[i] = new Rectangle(length,width);
}
if(input.equals(cir))
{
double radius = in.nextDouble();
System.out.println("Circle:"+"redius:"+radius);
count[i] = new Circle(radius);
}
}
ShapeTest c = new ShapeTest();
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;
} }

Shape.java

package shape;

public abstract class shape {
public abstract double getPerimeter();
public abstract double getArea();
double PI = 3.14;
}

Rectangle.java

package shape;

public class Rectangle extends shape{
private double width;
private double length;
public Rectangle(double x,double y) {
this.width = x;
this.length = y;
}
public double getPerimeter() {
double Perimeter = (width+length)*2;
return Perimeter;
}
public double getArea() {
double Area = width*length;
return Area;
}
}

circle.java

package shape;

public class Circle extends shape{
private double radius;
public Circle(double r) {
this.radius = r;
}
public double getPerimeter() {
double Perimeter = 2*PI*radius;
return Perimeter;
}
public double getArea() {
double Area = radius*radius*PI;
return Area;
}
}

    2.运行结果

201871010106-丁宣元 《面向对象程序设计(java)》第六—七周学习总结-LMLPHP

  3. 实验总结:

  通过本次实验,我学会了:1.继承       2.类、超类和子类   3.抽象类  4.学习父类定义子类   5.尝试采用继承定义类设计程序

在java的学习过程中,一直存在着问题,就是上课基本可以听懂但下课看书很困难,感觉非常吃力,内容在理解上存在很多问题,很抽象。在实验中先学习理解书中的代码在尝试着编写,理解代码时也遇到了许多困难,有许多不太明白的地方,通过仔细查书,查看代码,进一步加深对知识的理解,基本上完成了代码的理解任务。

        在尝试编写的过程中,上次的问题依然存在,编写很困难。感觉思路似乎很清晰,在编写的过程中不断出现问题,花费了大量的时间。证明知识并未掌握,理解程度不够。要不断练习,不断修改学习方法,多练多想,多尝试。

04-25 01:37
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