级java语言实验3指导面向对象程序设计继承封装多态.docx
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级java语言实验3指导面向对象程序设计继承封装多态
上机实验三：
面向对象程序设计（继承、封装、多态）
类是面向对象程序设计的基础，是Java的核心和本质所在，在Java中，所有的语言元素都封装在类中。
编写java程序的过程就是从现实世界中抽象出java可实现的类，并用合适的语句定义它们的过程，本节将学习类的应用，以及如何创建类的实例，通过类的继承更有效的组织程序结构，明确类之间的关系。
掌握本节所讲的内容后，读者就可以使用面向对象技术编写java程序了。
接口是特殊的抽象类，只包含常量和方法的定义，而没有方法的实现，也就是说接口是方法定义和常量值的集合。
包是Java语言中有效管理类的一个机制。
通过关键字package声明包语句，package语句作为Java源文件的第一条语句，指明该源文件定义的类所在的包。
使用import语句可以引入包中的类。
一、实验目的
1）掌握类的定义和使用
2）掌握对象的声明和使用
3）了解构造函数的概念和使用
4）掌握类的继承关系和派生方法
5）掌握多态的概念与使用
6）掌握接口的定义和使用
7）掌握Java中包的应用
二、实验内容
1）类的声明
2）定义类成员变量以及成员方法
3）实例化类、创建类对象以及类方法的调用
4）类的继承
5）通过实例理解接口的定义
6）通过实例熟悉接口的应用
7）正确应用Java中包和import语句
三、实验步骤
1）类和类的实例化
一个类的实现包括两部分：
类声明和类体。
（1）、类声明
[public][abstract][final]classclassName[extendssuperclassName]
[implementsinterfaceNameList]
{……}
期中修饰符[public][abstract][final]说明类的属性
className为类名
superclassName为父类的名字
interfaceNameList为类实现的接口列表
（2）、类体
类体定义如下
classclassName
{
[public|protected|private][static][final][transient][volatile]
TypevariableName;//成员变量
[public|protected|private][static][final][abstract][native][synchronized]
returnTypemethondName（[paramList]）[throwsexceptionList]
{statements}//成员方法
}
（3）、成员变量
成员变量的声明方式如下
[public|protected|private][static][final][transient][volatile]
TypevariableName;//成员变量
其中：
[public|protected|private]→可见性
[static]→静态变量（类变量），相当于实例变量
[final]→常量
[transient]→暂时性变量，用于对象存档
[volatile]→变量，用于共发线程的共享
（4）、成员方法
[public|protected|private][static][final][abstract][native][synchronized]
returnTypemethondName（[paramList]）[throwsexceptionList]//方法体的声明
{statements}//方法体
其中：
[public|protected|private]→可见性
[static]→静态方法，也叫类方法，可以通过类名直接调用
[final]→方法不能被重写
[abstract]→抽象方法，没有方法体（体现多态时常用）
[native]→集成其他语言的代码
[synchronized]→控制多个并发线程的访问
例子3-1请根据注释填写语句，并上机调试成功
根据注释添加语句，并调试和修改程序，使其能够执行。
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classRetangle{
publicRetangle（doublel,doublew）
{length=l;width=w;}
publicdoublecalcPerimeter（）//返回周长
{
（1）}
publicdoublecalcArea（）//返回面积
{
（2）}
publicvoidShow（）//显示矩形的长和宽
{（3）}
protecteddoublelength;
protecteddoublewidth;
}
classSquareextendsRetangle{
publicSquare（doubleside）//调用父类的构造方法
{（4）}
publicdoublecalcPerimeter（）
{returnwidth*4;}
publicvoidShow（）{
System.out.println（“边长为”+width+“的正方形”）;
}
}
publicclassTest{
publicstaticvoidmain（Stringargs[]）{
Squaresq1=newSquare（2.0）;
sq1.Show（）;
System.out.println（"正方形的边长为"+sq1.calcPerimeter（））;
（1）return（width+length）*2;
（2）returnwidth*length;
（3）System.out.print（"length="+length+"\n"+"width="+width；
（4）super（side,side）;
}
}
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
填写的语句是：
classRetangle{
publicRetangle（doublel,doublew）
{length=l;width=w;}
publicdoublecalcPerimeter（）//返回周长
{return（width+length）*2;}
publicdoublecalcArea（）//返回面积
{returnwidth*length;}
publicvoidShow（）//显示矩形的长和宽
{System.out.print（"length="+length+"\n"+"width="+width）;
}
protecteddoublelength;
protecteddoublewidth;
}
classSquareextendsRetangle{
publicSquare（doubleside）//调用父类的构造方法
{super（side,side）;}
publicdoublecalcPerimeter（）
{returnwidth*4;}
publicvoidShow（）{
System.out.println（"边长为"+width+"的正方形"）;
}
}
publicclassTest{
publicstaticvoidmain（Stringargs[]）{
Squaresq1=newSquare（2.0）;
sq1.Show（）;
System.out.println（"正方形的周长为"+sq1.calcPerimeter（））;
}
}
2）类的继承
继承是面向对象程序设计的方法中的一种重要手段，通过继承可以更有效的组织程序的结构，明确类之间的关系。
继承通过extends关键字来实现，子类继承父类的属性和行为，同时可以修改父类的属性和行为，并添加新的属性和行为。
Java不支持多重继承。
创建子类的格式如下
classSubClassextendsSuperClass{
……
}
其中SubClass→子类的名称
extends→继承的关键字
SuperClass→父类的名字
例子3-2请分析程序，填写语句的功能注释，并上机调试成功。
下面这个例子通过点、圆的层次结构，介绍类的继承。
----------------------------------------------------------------------------
importjava.text.DecimalFormat;//调用格式化数字输出
importjavax.swing.JOptionPane;//joptionpane让您轻松弹出一个标准的对话框
classPoint{//父类点的的定义
protectedintx,y;//定义点的坐标
publicPoint（）{//确定构造函数
setPoint（0,0）;
}
publicPoint（inta,intb）{//构造函数重载带参数的构造函数
setPoint（a,b）;
}publicvoidsetPoint（inta,intb）{//（
1）
x=a;
y=b;
}
publicintgetX（）{returnx;}//获得X的坐标
publicintgetY（）{returny;}//获得Y的坐标
publicStringtoString（）{
return"["+x+","+"y"+"]";
}
}
/*子类圆的定义*/
classCircleextendsPoint{//圆类继承父类点类
protecteddoubleradius;//定义圆的半径
publicCircle（）{setRadius（0）;}//定义子类的构造函数，隐含调用了父类的构造函数
publicCircle（doubler,inta,intb）{
super（a,b）;//
（2）
setRadius（r）;
}
publicvoidsetRadius（doubler）{
radius=（r>=0.0?
r:
0.0）;//（3）
}
publicdoublegetRadius（）{//获得圆半径
returnradius;
}
publicdoublearea（）{//（4）
returnMath.PI*radius*radius;
}
publicStringtoString（）{//圆的半径。
以及圆心坐标转换成字符串输出
return"Center="+"["+x+","+y+"]"+";Radius="+radius;
}
}
publicclassInheritanceTest{
publicstaticvoidmain（Stringargs[]）{
PointpointRef,p;//声明两点对象
CirclecircleRef,c;//声明两圆对象
Stringoutput;//定义一个字符串变量
p=newPoint（30,50）;//给点对象赋值
c=newCircle（2.7,120,89）;//给圆对象赋值
//把点对象和圆对象转换成字符串后给字符串output赋值
output="Pointp:
"+p.toString（）+"\nCirclec:
"+c.toString（）;
pointRef=c;
output=output+"\n\nCirclec（viapoineRef）:
"+pointRef.toString（）;
circleRef=（Circle）pointRef;
output=output+"\n\nCirclec（viapoineRef）:
"+circleRef.toString（）;
DecimalFormatprecision2=newDecimalFormat（"0.00"）;
output+="\nAreaofc（viacircleRef）:
"+precision2.format（circleRef.area（））;
//将圆定义成点对象输出
if（pinstanceofCircle）{//（5）
circleRef=（Circle）p;
output+="\n\ncastsuccessful";
}elseoutput+="\n\npdosenotrefertoaCircle";
//利用对话框输出相关信息
JOptionPane.showMessageDialog（null,output,
"InheritanceTset",JOptionPane.INFORMATION_MESSAGE）;
//退出
System.exit（0）;
}
}
语句的功能注释：
（1）方法成员，设置变量x、y
（2）调用父类的构造函数
（3）设置半径
（4）求取面积
2.接口的定义与应用
接口声明的形式如下所示：
interface接口名字
{……//常量定义和方法定义
}
接口使用的关键字是implements，形式如下所示：
classAimplementsPrintable,Addable
其中类A中使用接口Printable和Addable
接口的特点：
1.类体中必须实现接口中定义的所有方法；
2.接口中的方法和常量必须是public的。
3.实现方法时，方法头必须一致（返回值类型，名字，参数）；
4.父类被继承时，接口同时被继承；
5.接口也可被继承，关键字为extends；
6.接口一般表示功能，而类一般表示属性。
例子3-3本实例实现了一个字符栈。
程序思路是：
首先定义一个字符栈的接口CharStackInterface，定义了栈的空间容量，规定栈所包含的方法，然后定义栈类CharStack，该类实现了字符栈的接口，最后编写测试类StackDemo进行测试。
请根据编程思路实现字符栈的接口CharStackInterface，并调试程序正确运行，写出程序执行结果。
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interfaceCharStackinterface{
//需要实现的字符栈接口
}
classCharStackimplementsCharStackinterface{
chardata[];
inttop;
CharStack（）{
data=newchar[maxsize];
}
publicvoidinitStack（）{
top=-1;
}
publicbooleanpush（charx）{
if（!
full（））{
data[++top]=x;
returntrue;
}
else{
returnfalse;
}
}
publiccharpop（）{
if（!
empty（））{
top--;
returndata[top+1];
}
else{
return'\0';
}
}
publicbooleanempty（）{
returntop==-1;
}
publicbooleanfull（）{
returntop==maxsize-1;
}
}
publicclassStcckDemo{
publicstaticvoidmain（Stringargs[]）{
CharStacks=newCharStack（）;
s.initStack（）;
s.push（'A'）;
s.push（'B'）;
System.out.println（s.pop（））;
System.out.println（s.pop（））;
}
}
字符栈的接口CharStackInterface：
程序的执行结果：
四、上机实践
1.编写程序：
在圆类的基础上派生出了圆锥类，按照注释填空，并调试执行成功,写出程序的执行结果。
classCircle
{doubler;
Circle（）{
（1）}//无参构造方法，默认半径为1.0
Circle（doublea）//有参构造方法
{
（2）}
doubleArea（）{（3）}//返回面积
doubleGirth（）{（4）}//返回周长
}
classConeextendsCircle{
doubleh;
Cone（）
{super（）;
h=1.0;
}
Cone（doublerr,doublehh）{
（5）//为半径和高赋值
}
doubleV（）{（6）}//返回圆锥的体积
}
publicclassConeTest{
publicstaticvoidmain（Stringargs[]）
{Conec1=newCone（）;
System.out.println（c1.V（））;
Conec2=newCone（1.0,3.0）;
System.out.println（c2.V（））;
}
}
------------------------------------------------------------------------------
按照注释的填空：
（1）r=1.0
（2）this.a=a;
（3）returnArea
（4）returnGirth
（5）rr=r;hh=h;
（6）returnV
程序的执行结果：
2.下面程序实现了抽象类的继承和接口的实现，同时还体现了接口的回调和向上转型，请调试该程序，根据注释填空，并写出程序执行结果。
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abstractclassPerson{
publicabstractvoidEat（）;
publicabstractvoidSleep（）;
}
interfaceFather{
publicvoidSmoking（）;
publicvoidGoFishing（）;
}
interfaceMon{
publicvoidWatchTV（）;
publicvoidCook（）;
}
classMe{//
（1）继承Person类，实现Father和Mon接口
publicvoidEat（）{
System.out.println（"我喜欢吃鱼香茄子"）;
}
publicvoidSleep（）{
System.out.println（"我喜欢睡觉时做梦"）;
}
publicvoidSmoking（）{
System.out.println（"我不喜欢抽烟"）;
}
publicvoidGoFishing（）{
System.out.println（"我喜欢钓鱼"）;
}
publicvoidWatchTV（）{
System.out.println（"我喜欢看电视"）;
}
publicvoidCook（）{
System.out.println（"我不太会做菜"）;
}}
publicclassTest3{publicstaticvoidmain（String[]args）{
Personp1=newMe（）;
p1.Eat（）;
//
（2）调用p1的Sleep（）方法
Monm1=（Mon）p1;
//（3）调用m1的WatchTV（）方法
m1.Cook（）;
}}
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根据注释填空：
程序执行结果：
3.将程序上机调试成功，并写出程序执行结果。
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importjava.util.*;
interfaceInstrument5{
inti=5;
voidplay（）;
Stringwhat（）;
voidadjust（）;
}
classWind5implementsInstrument5{
publicvoidplay（）{
System.out.println（"Wind5.play（）"）;
}
publicStringwhat（）{return"Wind5";}
publicvoidadjust（）{}
}
classPercussion5implementsInstrument5{
publicvoidpl
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