Java類和對象的設計原理
一、實驗目的
- 1. 掌握面向對象的編程思想、類與對象;
- 2. 掌握類的封裝性、繼承性和多態(tài)性的作用;
- 3. 掌握成員變量和成員方法的特性、構造方法、toString方法、equals方法的使用;
- 4. 掌握this、super、final、static等關鍵字的使用;
- 5. 掌握接口及接口對象的使用;
- 6. 掌握包的定義與使用;
- 7. 掌握四種訪問控制權限private、default、protected、public。
二、實驗代碼
1.定義一個類MyProgram,包含兩個屬性:
一個是private的整型屬性data、一個是private的String類型屬性str,封裝這兩個屬性的四個方法setData( )和getData( )、setStr( )和getStr( );重寫toString方法(自定義格式);重寫equals方法(屬性data和屬性str均相同才表示兩個對象相等)。并編寫測試程序,測試MyProgram類的使用。
package 作業(yè)練習.test2; public class MyProgram { public static void main(String[] args) { Test t1=new Test(); Test t2=new Test(); t1.setStr("A"); t2.setStr("B"); t1.setData(1); t2.setData(2); System.out.println(t1.equals(t2)); System.out.println(t1.toString()); System.out.println(t2.toString()); } } class Test{ private String str; private int data; public String getStr() { return str; } public void setStr(String str) { this.str = str; } public int getData() { return data; } public void setData(int data) { this.data = data; } @Override public boolean equals(Object object) { Test test =(Test) object; if(test.getData()==this.getData()&&test.getStr() == this.getStr()) { return true; } else { return false; } } @Override public String toString() { return "str為"+this.getStr()+"\tdata為:"+this.getData(); } }
2. 在Vehicle類的基礎上創(chuàng)建一個Tractor(拖拉機)類
它不僅擁有journey、wheelNum、LoadNum、driveSpeed四個屬性和DriveAt()方法,而且還擁有自己的plough()方法,在該方法中要求能夠顯示journey、wheelNum、LoadNum三個屬性的值。請編寫測試類,調用DriveAt()、plough()方法。
package 作業(yè)練習.test2; public class Vehicle { public float journey; public int wheelNum; public int loadNum; public int driveSpeed; public Vehicle() { journey = 100.3f; wheelNum = 4; loadNum = 1; } public void driveAt(int speed) { if (speed >= 60) { System.out.println("行車速度太快,容易造成事故"); driveSpeed = 40; } else { System.out.println("你在安全行駛速度內行駛"); driveSpeed = speed; } } } package 作業(yè)練習.test2; public class Tractor extends Vehicle { public void plough() { System.out.println("公里數:"+this.journey); System.out.println("車速:"+this.driveSpeed); System.out.println("承載量:"+this.loadNum); } public static void main(String[] args) { Tractor t = new Tractor(); t.plough(); t.driveAt(80); t.plough(); } }
3. 組合實現汽車類
問題描述:一輛Car有(has)四個輪子(Wheels)和一個發(fā)動機(Engine)?,F在要求用組合方法設計類Car、類Wheel和類Engine。
(1) 類Engine 有字符串屬性type記錄發(fā)動機的型號;
有構造方法,可設置發(fā)動機的型號;
有方法start()啟動引擎(輸出發(fā)動機型號和字符串“starts”的)。
(2)類Wheel有字符串屬性type記錄輪胎的型號,有整數類型屬性index記錄當前輪胎編號(1:front-left,2:front-right,3:back-left,4:back-right);
有構造方法,可設置輪胎的型號和編號;
有方法roll()表示輪胎正在轉動(輸出輪胎型號、輪胎位置和“rolling”的字符串)。
(3)類Car有字符串屬性model記錄轎車的型號,有屬性wheels[]和engine,分別是Wheel類對象數組和Engine類對象;
有構造方法,參數是三個字符串,分別表示轎車的型號、輪胎型號和發(fā)動機的型號;
有方法changeWheel()可以改變指定輪胎的型號;
有方法start(),先輸出轎車型號和字符串“firing”,然后調用Engine的start(),再調用所有輪胎的roll(),最后顯示轎車型號和字符串“running”。
(4)編寫測試程序測試上述所有方法。
package 作業(yè)練習.test2; class Engine extends Car { String type ; public void Engine(String type) { this.type = type; } void start() { System.out.println(type + " starts"); } } class Wheel extends Car { String type ; int index = 0; public void Wheel(String type, int index) { this.type = type; this.index = index; } void roll() { System.out.println("wheel" + index + " " + type + " rolling"); } } public class Car { String model; static Wheel[] wheels; static Engine engine = new Engine(); Car(String model, Wheel[] wheels, String eg) { this.model = model; this.wheels = wheels; engine.Engine(eg); } Car() { } public void changeWheel(int index, String str) { wheels[index - 1].Wheel(str, index); } void start() { System.out.println(model + " firing"); engine.start(); for (int i = 0; i < 4; i++) { wheels[i].roll(); } } public static void main(String[] args) { Wheel[] wheels = new Wheel[4]; String model = "瑪莎拉蒂"; String engine = "FSI2.0L"; for (int i = 1; i <= 4; i++) { wheels[i - 1] = new Wheel(); wheels[i - 1].Wheel("德國馬牌", i); } Car car = new Car(model, wheels, engine); car.start(); System.out.println("-----更改輪胎型號-----"); car.changeWheel(2, "米其林"); car.changeWheel(3, "倍耐力"); car.start(); } }
4. 有圖形接口Shape
有圖形接口Shape,參照圓Circle類補充完整正方形Square和三角形Triangle類,并分析運行結果。
package 作業(yè)練習.test2; interface Shape { void draw(); void erase(); } class Circle implements Shape { public void draw() { System.out.println("Circle.draw()"); } public void erase() { System.out.println("Circle.erase()"); } } class Square implements Shape { public void draw() { System.out.println("Square.draw()"); } public void erase() { System.out.println("Square.draw()"); } } class Triangle implements Shape { public void draw() { System.out.println("Triangle.draw()"); } public void erase() { System.out.println("Triangle.draw()"); } } public class Shapes { public static Shape randShape() { switch ((int) (Math.random() * 3)) { default: case 0: return new Circle(); case 1: return new Square(); case 2: return new Triangle(); } } public static void main(String[] args) { Shape[] s = new Shape[9]; for (int i = 0; i < s.length; i++) s[i] = randShape(); for (int i = 0; i < s.length; i++) s[i].draw(); } }
5. USB接口程序設計
通常人們使用的計算機上都有USB接口,鼠標、鍵盤、麥克風等都可以連接到USB接口中使用。在計算機啟動時,這些設備也隨之啟動;當計算機關閉時,這些設備也會隨之關閉。鼠標、鍵盤、麥克風等USB接口設備都啟動后,計算機才開機成功;當這些設備都關閉后,計算機才關機成功。
讀所編寫的USB接口程序,該程序模擬了計算機的開機和關機過程,寫出運行結果。
package 作業(yè)練習.test2.USB接口; public class Computer { private USB[] usbArr=new USB[4]; //向計算機上連接一個USB設備 public void add(USB usb){ //遍歷所有的插槽 for(int i=0;i<usbArr.length;i++){ //如果發(fā)現一個空的 if(usbArr[i]==null){ usbArr[i]=usb; break; } } } //計算的開機功能 public void powerOn(){ //遍歷所有的插槽 for(int i=0;i<usbArr.length;i++){ //如果發(fā)現有設備 if(usbArr[i]!=null){ //將USB設備啟動 usbArr[i].turnOn(); } } System.out.println("計算機開機成功?。?!"); } //計算的關機功能 public void powerOff(){ //遍歷所有的插槽 for(int i=0;i<usbArr.length;i++){ //如果發(fā)現有設備 if(usbArr[i]!=null){ //將USB設備關閉 usbArr[i].turnOn(); } } System.out.println("計算機關機成功!?。?); } }
package 作業(yè)練習.test2.USB接口; public class KeyBoard implements USB { @Override public void turnOn() { System.out.println("鍵盤啟動了......"); } @Override public void turnOff() { System.out.println("鍵盤關閉了......"); } }
package 作業(yè)練習.test2.USB接口; public class Mic implements USB { @Override public void turnOn() { System.out.println("麥克風啟動了......"); } @Override public void turnOff() { System.out.println("麥克風關閉了......"); } }
package 作業(yè)練習.test2.USB接口; public class Mouse implements USB { @Override public void turnOn() { System.out.println("鼠標啟動了......"); } @Override public void turnOff() { System.out.println("鼠標關閉了......"); } }
package 作業(yè)練習.test2.USB接口; public class Test { public static void main(String[] args) { //實例化計算機對象 Computer computer=new Computer(); //向計算機中添加鼠標、麥克風、鍵盤 computer.add(new Mouse()); computer.add(new Mic()); computer.add(new KeyBoard()); //啟動計算機 computer.powerOn(); //關閉計算機 computer.powerOff(); } }
package 作業(yè)練習.test2.USB接口; public interface USB { void turnOn();//啟動 void turnOff();//關閉 }
6.this關鍵字主要有三個應用:
(1)this調用本類中的屬性,也就是類中的成員變量;
(2)this調用本類中的其他方法;
(3)this調用本類中的其他構造方法,調用時要放在構造方法的首行。
7.請簡述static關鍵字的作用
static是一個修飾符,用于修飾類的成員方法、類的成員變量,另外可以編寫static代碼塊來優(yōu)化程序性能。
static修飾的方法一般稱作靜態(tài)方法,由于靜態(tài)方法不依賴于任何對象就可以進行訪問,因此對于靜態(tài)方法來說,是沒有this的,因為它不依附于任何對象,既然都沒有對象,就談不上this了。并且由于這個特性,在靜態(tài)方法中不能訪問類的非靜態(tài)成員變量和非靜態(tài)成員方法,因為非靜態(tài)成員方法/變量都必須依賴具體的對象才能夠被調用。static塊可以優(yōu)化程序性能,是因為它的特性:只會在類被初次加載的時候執(zhí)行一次。
8.請簡述super關鍵字的作用
super用于在 派生類中調用父類的重名方法,或者引用重名的變量。super被用在派生類中,就是為了明確調用父類的方法。
class base { int a = 100; } class sup1 extends base { int a = 200; void show() { System.out.println(a); System.out.println(a); } public static void main(String[] args) { new sup1().show(); } }
9.請簡述final關鍵字的作用
final關鍵字可以用于三個地方。用于修飾類、類屬性和類方法。被final關鍵字修飾的類不能被繼承,被final關鍵字修飾的類屬性和類方法不能被覆蓋(重寫);對于被final關鍵字修飾的類屬性而言,子類就不能給他重新賦值了,如果重新賦值,會報錯
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