201871010136-赵艳强《面向对象程序设计(java)》第六,七周学习总结

 
 
 
201871010136-赵艳强《面向对象程序设计(java)》第六七周学习总结

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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。

第一部分:总结第五章理论知识(30分)

 

1.继承:用已有类来构建新类。子类不仅继承了父类的方法和域,还在子类中添加新的方法和域。

 

特点:具有层次结构;子类继承了父类的方法和域。

 

格式:class 子类名  extends 父类名

 

父类(来自系统类库;用户自定义类)

 

注意:在子类中可以增加域、方法或覆盖父类的方法,但不能删除父类的任何域和方法。

 

调用父类方法:super.方法名()  调用父类构造器:super()(super不是一个对象的引用,不能将super赋给另一个对象变量)

 

若子类构造器没有显式地调用父类的构造器,则将自动地调用父类默认构造器。如果父类只定义了带参数的构造器,若子类构造器没有显式地调用父类的构造器,则Java编译器将报告错误。

 

一个子类可以有一个父类,但一个父类可以有多个子类。

 

2.多态性:泛指在程序中同一个符号在不同的情况下具有不同解释的现象。

 

(父类中定义的域或方法,被子类继承之后,可具有不同的数据类型或表现出不同的行为。

 

即在父类以及各个子类中同名的域或方法具有不同的语义。父类中的方法在子类中可方法重写)

 

Java中,对象变量是多态的。

 

继承层次结构中,每个子类对象也可看成父类对象,因此可以将子类对象赋给超类变量。

 

不能把对超类的对象引用赋给子类对象变量。

 

3.抽象类:(abstract方法只能声明,不能实现)

 

包含一个或多个抽象方法的类本身必须被声明为抽象类。除了抽象方法之外,抽象类还可以包含具体数据和具体方法。

 

抽象方法具体实现在子类中。

 

扩展抽象类:一种是在子类中实现部分抽象方法,而子类也被标记为抽象类;

 

另一种是实现全部抽象方法,这样子类就可以不是抽象类。此外,类即使不含抽象方法,也可以将类声明为抽象类。

 

抽象类不能被实例化,即不能创建对象,只能产生子类。可以创建抽象类的对象变量,只是这个变量必须指向它的非抽象子类的对象。

 

4.动态绑定:程序在运行时会自动选择调用哪个方法。

 

调用对象方法的执行过程:首先,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)的“方法表”,找出所有访问属性为public的method方法。

 

然后,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,这个过程称为重载解析。

 

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,这称为静态绑定。

 

程序运行时,如果子类Son中定义了method()方法,则直接调用子类中的相应方法;如果子类Son中没有定义相应的方法,则到其父类中寻找method()方法。

 

动态绑定中每次调用方法都要进行搜索,时间开销大。因此虚拟机预先为每个类创建了一个

 

方法表,其中列出了所有方法的签名和实际调用的方法。

 

方法的名称和参数列表称为方法的签名。

5.阻止继承:final类和方法

 

不允许继承的类是final类,在定义时用final修饰。

 

类中的方法可定义为final.这时子关就不能覆盖该方法.

 

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(如果域定义为final,在

对象构造以后,final城就不能再修改了).例:private final int Max= 100;

 

Strine类是final类的一 个例子,不能扩展该类。

6.强制类型转换:

如果要把一个父类对象赋给一个子类对象变量。就必须进行强制类型转换:

子类  对象 = (子类) (父类对象)

Manager boss=(Manager) staff[0];

类型转换必须在继承层次内进行,且在父类转换为子类之前。应先使用instanceof操作符进行继承链检查(应该尽量少用类型转换和instanceof运算符)

继承用extends关键字来实现.除构造方法之外。父奖的所有方法和属性都被子奖继承.

继承建立了类与类间的关系。同时也是多态特征的前提。

java只支持单继承。不直接支持多继承。

abstract修饰的抽象类不能被实例化为对象。只能扩展子类

抽象类具体实现在子类中.

final类不允许被继承: 类中final方法不允许被子类重写.

7.受保护访问:

如果希望父类的某些方法或域允许被子类直接访问,就需要在父类定义时,将这些方法或域声明为producted。

访问修饰符:

8.object(所有类的父类):在不给出父类的情况下,自动把object作为要定义类的父类。

可使用类型为object的变量指向任意类型的对象.但要对它们进行专门的操作都要进行类型转换:

Object obj = new  Employee(“Hamy Hado”,35000);

Employee e = (Emplogee) obj;

equals方法:object类中的equals方法用于测试某个对象是否同另一个对象相等.它在object类中的实现是判断两个对象是否具有相同的引用.如果两个对象具有相同的引用。它们一定是相等的.

若需要检测两个对象状态的相等性。就需要在新类的定义中需要覆盖equals方法.

定义子类的eqals方法时。可调用超类的eqals方法.

super.equals (otherObject);

hashCode方法:0bject类中的hashCode方法导出某个对象的散列码。散列码是任意整数,表示对象的存储地址。

两个相等对象的散列码相等。

toString方法:object类的toString方法返回一个代表该对象域值的字符串。

定义子类的toString方法时。可先调用父类的toString方法.

super.toString( )

9.泛型数组列表:

Java中,利用ArrayList类,在程序运行时确定数组的大小。

ArryList是-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。

ArryList  staff=new ArrayList();

没有<>的ArrayList将被认为是一个删去了类型参数的“原始”类型。

操作:a.ArrayList定义:

ArrayList 对象= new ArrayList();

例: ArrayList staff= new ArrayList();

API: ArrayList的构造器

-ArrayList()构造一个空数组列表

ArrayList(int initialCapacity)构造一个具有指定容量的空数组列表。

b.添加新元素

API: boolean add(T obj)

把元素obj追加到数组列表的结尾

例: staff.add(new Emploee(..));

c.统计个数

API: int size()

返回数组列表中当前元素个数

例: staff.size();

d.调整大小

API: void trimToSize()

把数组列表的存贮空间调整到当前大小

e.访问

API: void set(int index, T obj)

将obj放入数组列表index位置,将覆盖这个位置的原有内容。

API: T get(int index)

获得指定位置index的元素值

例: Employee harry = new Employee(..);

staff.set(1, hary);

Employee e = staff.get(1);

e.访问

API: void set(int index, T obj)

将obj放入数组列表index位置,将覆盖这个位置的原有内容。

API: T get(int index)

获得指定位置index的元素值

例: Employee harry = new Employee(..);

staff.set(1, hary);

Employee e = staff.get(1);

10.对象包装器和自动打包:

所有基本效据实型都有看与之对应的定义突它们被称为对象包装器。

对象包装器类是不可变的。即一且构造了包装器。 就不允许更改包装在其中的值。且对象包装器类还是final.因此不能定义它们的子类.

可以自动的将基本数据类型转换为包装器类的对象,将这种变换称为自动打包.

11.参数数量变化的方法:

可用可变的参数数量调用的方法(称为“可变参”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。

12.枚举类:

声明枚举类:public enum Grade {A, B, C, D,E};

它包括一 个关键字enom,一个新枚举类型的名字Grade以及为Grade定义的一组值,这里的值既非整型,亦非字符型。

枚举说明:枚举类是一个类。它的隐含父类是java lang  enum

枚举值并不是整效或其它类型,是被声明的枚举类的自身实例。例如A是Grade的一个实例.

枚举类不能有public修饰的构造函数。构造函效都是隐含private 编译器自动处理.

枚举值隐含都是由public、 static、final修饰的。

在比较两个枚举类型的值时。永远不需要调用equals方法。直接使用"=" 进行相等比较.

13.继承设计的技巧:

将公共操作和域放在父类。

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:测试程序1(10分)

 

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

 

2. 掌握子类的定义及用法;

 

3. 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;

 

4. 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。

 ManagerTest.java

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package  inheritance;
 
/**
  * This program demonstrates inheritance.
  * @version 1.21 2004-02-21
  * @author Cay Horstmann
  */
public  class  ManagerTest
{
    public  static  void  main(String[] args)
    {
       //创建Manager对象
       var boss =  new  Manager( "Carl Cracker" 80000 1987 12 15 );
       boss.setBonus( 5000 );
 
       var staff =  new  Employee[ 3 ];
 
       //用Manager和Employee对象填充staff数组
 
       staff[ 0 ] = boss;
       staff[ 1 ] =  new  Employee( "Harry Hacker" 50000 1989 10 1 );
       staff[ 2 ] =  new  Employee( "Tommy Tester" 40000 1990 3 15 );
 
       //输出所有雇员信息
       for  (Employee e : staff)
          System.out.println( "name="  + e.getName() +  ",salary="  + e.getSalary());
    }
}

 Employee.java

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package  inheritance;
 
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);
    }
 
    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;
    }
}

  Manager.java

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package  inheritance;
 
 
 
public  class  Manager  extends  Employee  //子类Manage继承父类Employee
{
 
     private  int  bonus;
 
     public  Manager(String name,  double  salary,  int  year,  int  month,  int  day) {
         super (name, salary, year, month, day); //调用父类构造器
         // TODO Auto-generated constructor stub
         bonus= 0 ;
     }
 
     @Override
     public  double  getSalary() {
         // TODO Auto-generated method stub
         double  baseSalary= super .getSalary(); //调用父类方法
         return  baseSalary+=bonus;
     }
 
     public  void  setBonus( int  b) {
         // TODO Auto-generated method stub
         bonus=b;
     }
     
}

  

 

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实验1:测试程序2(10分)

 

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

掌握超类的定义及其使用要求;

 

 掌握利用超类扩展子类的要求;

 

 在程序中相关代码处添加新知识的注释;

 

 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。

PersonTest.java

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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 ];
 
       //用Employee和Student对象填充people数组
       people[ 0 ] =  new  Employee( "Harry Hacker" 50000 1989 10 1 );
       people[ 1 ] =  new  Student( "Maria Morris" "computer science" );
 
       // for each 循环
       for  (Person p : people)
          System.out.println(p.getName() +  ", "  + p.getDescription());
    }
}

 Person.java

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package  abstractClasses;
 
public  abstract  class  Person
{
     public  abstract  String getDescription(); //定义抽象类
     private  String name;
 
     public  Person(String name) {
         // TODO Auto-generated constructor stub
         this .name=name;
     }
 
         public  String getName() {
         // TODO Auto-generated method stub
         return  name;
     }
    
}

  Employee.java

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package  abstractClasses;
 
import  java.time.*;
 
public  class  Employee  extends  Person  //子类Employee继承父类Person
{
    private  double  salary;
    private  LocalDate hireDay;
 
    public  Employee(String name,  double  salary,  int  year,  int  month,  int  day)
    {
       super (name); //调用父类构造器
       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;
    }
}

  Student.java

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package  abstractClasses;
 
public  class  Student  extends  Person //子类Student继承父类Person
{
    private  String major;
 
    /**
     * @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); //调用父类构造器
       this .major = major;
    }
 
    public  String getDescription()
    {
       return  "a student majoring in "  + major;
    }
}

  

 

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实验1:测试程序3(11分)

 

 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);

 

掌握Object类的定义及用法;

 在程序中相关代码处添加新知识的注释。

EqualsTese.java

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package  equals;
 
/**
  * This program demonstrates the equals method.
  * @version 1.12 2012-01-26
  * @author Cay Horstmann
  */
public  class  EqualsTest
{
    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)); //比较两个枚举类型的值是否相等
 
       System.out.println( "alice1 == alice3: "  + (alice1 == alice3));
 
       System.out.println( "alice1.equals(alice3): "  + alice1.equals(alice3)); //比较两个字符串的内容是否相同
 
       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()); //导出alice1对象的散列码
       System.out.println( "alice3.hashCode(): "  + alice3.hashCode());
       System.out.println( "bob.hashCode(): "  + bob.hashCode());
       System.out.println( "carl.hashCode(): "  + carl.hashCode());
    }
}

  Employee.java

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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)
    {
       // 快速判断检查对象是否相等
       if  ( this  == otherObject)  return  true ;
 
       //如果显式参数为null必须返回false
       if  (otherObject ==  null return  false ;
 
       // 如果类之间不匹配,它们是不可能相等的
       if  (getClass() != otherObject.getClass())  return  false ;
 
       var other = (Employee) otherObject;
 
       //检验字段是否有相同的值
       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

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package  equals;
 
public  class  Manager  extends  Employee //子类Manager继承父类Employee
{
    private  double  bonus;
 
    public  Manager(String name,  double  salary,  int  year,  int  month,  int  day)
    {
       super (name, salary, year, month, day); //调用父类构造器
       bonus =  0 ;
    }
 
    public  double  getSalary()
    {
       double  baseSalary =  super .getSalary(); //调用父类方法
       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
       return  bonus == other.bonus;
    }
 
    public  int  hashCode()
    {
       return  java.util.Objects.hash( super .hashCode(), bonus);
    }
 
    public  String toString()
    {
       return  super .toString() +  "[bonus="  + bonus +  "]" ;
    }
}

  

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实验2:编程练习(20分)

 

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import  java.util.Scanner;
public  class  Shape1 {
     public  static  double  sumAllArea( double  areaall)
     {
         return  areaall;
     }
     public  static  double  sumAllPerimeter( double  perimeterall)
     {
         return  perimeterall;
     }
  
     public  static  void  main(String[] args) {
         Scanner sc =  new  Scanner(System.in);
         int  n = sc.nextInt();
         sc.nextLine();
         Shape []xz =  new  Shape[n];
         double  sumAllArea =  0 , sumAllPerimeter =  0 ;
         for ( int  i =  0 ;i < n;i++)
         {
             String ss = sc.nextLine();
             if (ss.equals( "rect" ))
             {
                 int  a = sc.nextInt(),b = sc.nextInt();
                 sc.nextLine();
                 xz[i] =  new  Rectangle(a,b);
             }
             if (ss.equals( "cir" ))
             {
                 int  r = sc.nextInt();
                 sc.nextLine();
                 xz[i] =  new  Circle(r);
             }
             sumAllArea += xz[i].getArea();
             sumAllPerimeter += xz[i].getPerimeter();
         }
         System.out.println(sumAllPerimeter(sumAllPerimeter));
         System.out.println(sumAllArea(sumAllArea));
         System.out.print( "[" );
         for ( int  i =  0 ;i < n;i++)
         {
             if (i !=  0 )
                 System.out.print( ", " );
             System.out.print(xz[i].toString());
         }
         System.out.println( "]" );
         for ( int  i =  0 ;i < n;i++)
         {
             System.out.println(xz[i].getClass()+ "," +xz[i].getClass().getSuperclass());
         }
         sc.close();
     }
  
}
  
abstract  class  Shape {
     final  double  PI =  3.14 ;
     public  abstract  double  getPerimeter();
     public  abstract  double  getArea();
}
  
class  Rectangle  extends  Shape {
     public  int  width;
     public  int  length;
     
     public  Rectangle( int  width,  int  length) {
         super ();
         this .width = width;
         this .length = length;
     }
     
  
     @Override
     public  String toString() {
         return  "Rectangle [width="  + width +  ", length="  + length +  "]" ;
     }
  
  
     public  double  getPerimeter() {
         return  2 *(width+length);
     }
  
     public  double  getArea() {
         return  width*length;
     }
  
}
  
class  Circle  extends  Shape {
     public  int  radius;
     
     public  Circle( int  radius) {
         super ();
         this .radius = radius;
     }
     
  
     @Override
     public  String toString() {
         return  "Circle [radius="  + radius +  "]" ;
     }
  
  
     public  double  getPerimeter() {
         return  2 *PI*radius;
     }
  
     public  double  getArea() {
         return  PI*radius*radius;
     }
  
}

 

  

 

 

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3. 实验总结:(10分)

 在这一章的学习过程中,我学到了“继承”这一重要部分,在继承中,用到了extends关键字,通过课堂学习和课后运行程序,了解了子类和父类的关系。

同时,在自己自主学习过程中依然有碰到困难,通过自己看书查资料有所了解,平时会加强自主学习,努力解决在学习中遇到的问题。

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