实验六继承定义与使用
实验时间2018-9-28
1、实验目的与要求
(1) 理解继承的定义；
特殊类的对象拥有一般类的全部属性与行为，称为特殊类对一般类的继承。一个类可以是多个一般类的特殊类，也可以从多个一般类中继承属性与行为，但在java语言中，不允许一个类从多个一般类中继承属性与行为，即在java语言中，只支持单继承。
在软件开发中，通过继承机制，可以利用已有的数据类型来定义新的数据类型。所定义的新的数据类型不仅拥有新定义的成员，而且还同时拥有旧的成员。因此，类的继承性使所建立的软件具有开放性开放性、可扩充性，这是信息组织与分类的行之有效的方法，通过类的继承关系，使公共的特性能够共享，简化了对象、类的创建工作量，增加了代码的可重用性。
掌握子类的定义要求
第一种
super.xxx;(xxx为变量名或对象名)
这种方法意义为，获取父类中的名字为xxx的变量或方法引用。
使用这种方法可以直接访问父类中的变量或对象，进行修改赋值等操作
第二种
super.xxx();(xxx为方法名)
这种方法意义为，直接访问并调用父类中的方法。
第三种
super();
这种方法意义为，调用父类的初始化方法，其实就是调用父类中的public xxx()方法
掌握多态性的概念及用法；
运行时多态性是面向对象程序设计代码重用的一个最强大机制，Java多态性的概念也可以被说成“一个接口，多个方法”。Java实现运行时多态性的基础是动态方法调度，它是一种在运行时而不是在编译期调用重载方法的机制。
方法的重写Overriding和重载Overloading是Java多态性的不同表现。重写Overriding是父类与子类之间多态性的一种表现，重载Overloading是一个类中多态性的一种表现。如果在子类中定义某方法与其父类有相同的名称和参数，我们说该方法被重写(Overriding)。子类的对象使用这个方法时，将调用子类中的定义，对它而言，父类中的定义如同被“屏蔽”了。如果在一个类中定义了多个同名的方法，它们或有不同的参数个数或有不同的参数类型，则称为方法的重载(Overloading)。Overloaded的方法是可以改变返回值的类型。方法的重写Overriding和重载Overloading是Java多态性的不同表现。当超类对象引用变量引用子类对象时，被引用对象的类型而不是引用变量的类型决定了调用谁的成员方法，但是这个被调用的方法必须是在超类中定义过的，也就是说被子类覆盖的方法。 （但是如果强制把超类转换成子类的话，就可以调用子类中新添加而超类没有的方法了。
(4) 掌握抽象类的定义及用途；
抽象类就是不能使用new方法进行实例化的类（不能被实例化，可以有多个抽象方法），即没有具体实例对象的类，抽象类有点类似于“模板”的作用,目的是根据其格式来创建和修改新的类，对象不能由抽象类直接创建，只可以通过抽象类派生出新的子类，再由其子类来创建对象，当一个类被声明为抽象类时，要在这个类前面加上修饰符abstract,在抽象类中的成员方法可以包括一般方法和抽象方法
(5) 掌握类中4个成员访问权限修饰符的用途；
public修饰的类可以在其他任意包访问
protect修饰的类可以在同包内访问
default修饰的类可以在本类和同包中访问
private是私有的意思只能在本类中访问
(6) 掌握抽象类的定义方法及用途；
抽象类的特点：
1，抽象方法一定在抽象类中。
2，抽象方法和抽象类都必须被abstract关键字修饰。
3，抽象类不可以用new创建和实例化对象。因为抽象类本身就是不完整的。
4，抽象类中的抽象方法要被使用，必须由子类复写所有的抽象方法后，建立子类对象调用。
(7)掌握Object类的用途及常用API；
所有的类都是Object的子类 ，所以所有的对象都能用Object接住 ， 所有的对象都可以使用Object中的方法
(8) 掌握ArrayList类的定义方法及用法；
ArrayList就是传说中的动态数组，用MSDN中的说法，就是Array的复杂版本，它提供了如下一些好处：
动态的增加和减少元素
实现了ICollection和IList接口
灵活的设置数组的大小
掌握枚举类定义方法及用途。
枚举是一种特殊的数据类型，之所以特殊是因为它既是一种类（class）类型却又比类型多了些特殊的约束，但是这些约束的存在也造就了枚举类型的简洁，安全性以及便捷性。创建枚举类型要使用enum关键字，隐含了所创建的类型都是java.lang.Enum类的子类（java.lang.Enum是一个抽象类）。枚举类型符合通用模式Class Enum<E extends Enum<E>>，而E表示枚举类型的名称。枚举类型的每一个值都映射到protected Enum(String name,int ordinal)构造函数中，在这里，每个值的名称都转换成一个字符串，并且序数设置表示了此设置被创建的顺序。
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 （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。
public class ManagerTest
{
public static void main(String[] args)
{
// 构造一个mananger对象
Manager boss = new Manager("Carl Cracker", 80000, 1987, 12, 15);
boss.setBonus(5000);
Employee[] staff = new Employee[3];
// 使用employee 和mananger对象填补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);
// 显示所有employee对象的所有信息
for (Employee e : staff)
System.out.println("name=" + e.getName() + ",salary=" + e.getSalary());
}
}
测试结果；
测试程序2：
Ÿ 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。
public class PersonTest
{
public static void main(String[] args)
{
Person[] people = new Person[2];
// 以employ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");
// 显示所有Person对象的姓名和描述
for (Person p : people)
System.out.println(p.getName() + ", " + p.getDescription());
}
}
测试结果：
测试程序3：
Ÿ 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。
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)
{
// 快速测试以查看对象是否相同
if (this == otherObject) return true;
// 如果explicit的参数为null，必须返回false
if (otherObject == null) return false;
// 如果类不匹配，那么他们不能相等
if (getClass() != otherObject.getClass()) return false;
// 现在我们知道otherObject是一个非null的Employee类
Employee other = (Employee) otherObject;
// 测试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
+ "]";
}
}
测试结果；
测试程序4：
Ÿ 在elipse IDE中调试运行程序5-11（教材182页），结合程序运行结果理解程序；
Ÿ 掌握ArrayList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。
public class ArrayListTest
{
public static void main(String[] args)
{
// 用三个Employee对象填补staff数组列表
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));
// 将每个人的工资提升5%
for (Employee e : staff)
e.raiseSalary(5);
//显示employ对象的所有信息
for (Employee e : staff)
System.out.println("name=" + e.getName() + ",salary=" + e.getSalary() + ",hireDay="
+ e.getHireDay());
}
}
测试结果：
Ÿ
测试程序5：
Ÿ 编辑、编译、调试运行程序5-12（教材189页），结合运行结果理解程序；
Ÿ 掌握枚举类的定义及用法；
Ÿ 在程序中相关代码处添加新知识的注释。
package enums;
import java.util.*;
/**
* This program demonstrates enumerated types.
* @version 1.0 2004-05-24
* @author Cay Horstmann
*/
public class EnumTest
{
public static void main(String[] args)
{
Scanner in = new Scanner(System.in);
System.out.print("Enter a size: (SMALL, MEDIUM, LARGE, EXTRA_LARGE) ");
String input = in.next().toUpperCase();
Size size = Enum.valueOf(Size.class, input);
System.out.println("size=" + size);
System.out.println("abbreviation=" + size.getAbbreviation());
if (size == Size.EXTRA_LARGE)//判断语句
System.out.println("Good job--you paid attention to the _.");
}
}
enum Size
{
SMALL("S"), MEDIUM("M"), LARGE("L"), EXTRA_LARGE("XL");
private Size(String abbreviation) { this.abbreviation = abbreviation; }
public String getAbbreviation() { return abbreviation; }
private String abbreviation;
}
测试结果：
实验2：编程练习1
Ÿ 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
package 两个图形的;
import java.util.Scanner;
public class cirec {
double PI=3.14;
public double AllArea(Shape score[])
{
double sum=0;
for(int i=0;i<score.length;i++)
sum+= score[i].getArea();
return sum;
}
public double AllPerimeter(Shape score[])
{
double sum=0;
for(int i=0;i<score.length;i++)
sum+= score[i].getPerimeter();
return sum;
}
public static void main(String[] args) {
Scanner in = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入创建图形的个数");
int a = in.nextInt();
System.out.println("请输入图形种类（选择输入cir或rect）");
String rect="rect";
String cir="cir";
Shape[] num=new Shape[a];
for(int i=0;i<a;i++){
String input=in.next();
if(input.equals(rect)) {
System.out.println("请输入长和宽");
int width = in.nextInt();
int length = in.nextInt();
num[i]=new 长方形(width,length);
System.out.println("长方形["+"长方形的长为:"+length+" 长方形的宽为:"+width+"]");
}
if(input.equals(cir)) {
System.out.println("输入所创建的圆的半径");
int r = in.nextInt();
num[i]=new 圆形(r);
System.out.println("圆["+"圆的半径为:"+r+"]");
}
}
cirec c=new cirec();
System.out.println("求所有图形的面积和：");
System.out.println(c.AllPerimeter(num));
System.out.println("求所有图形的周长和：");
System.out.println(c.AllArea(num));
for(Shape s:num) {
System.out.println(s.getClass()+","+s.getClass().getSuperclass());
}
}
}
package 两个图形的;
abstract class Shape {
abstract double getPerimeter();
abstract double getArea();
}
class 圆形extends Shape{
private double PI=3.14;
private int r;
public 圆形(int r) {
this.r = r;
}
double getPerimeter(){
return 2 * PI * r;
}
double getArea(){
return r * r*PI;
}
}
class 长方形extends Shape{
private int width;
private int length;
public 长方形(int length, int width) {
this.width = width;
this.length = length;
}
double getPerimeter(){
return 2*(length+width);
}
double getArea(){
return length*width;
}
}
运行结果：
实验3： 编程练习2
编制一个程序，将身份证号.txt 中的信息读入到内存中，输入一个身份证号或姓名，查询显示查询对象的姓名、身份证号、年龄、性别和出生地。
public class people {
private String name;
private String number;
private String age;
private String sex;
private String address;
public String getName()
{
return name;
}
public void setName(String name)
{
this.name = name;
}
public String getnumber()
{
return number;
}
public void setnumber(String number)
{
this.number = number;
}
public String getage()
{
return age;
}
public void setage(String age )
{
this.age = age;
}
public String getsex()
{
return sex;
}
public void setsex(String sex )
{
this.sex = sex;
}
public String getaddress()
{
return address;
}
public void setaddress(String address)
{
this.address = address;
}
}
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 Demo3 {
// 创建一个泛型列表来保存人员身份信息
private static ArrayList<people> peoplelist;
public static void main(String[] args) {
peoplelist = new ArrayList<>();
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
// 拿到人员身份信息文件
File file = new File("/Users/eleanorliu/Desktop/学习/java文件/实验六/身份证号.txt");
// 创建文件输入流 ,由于文件读写存在异常，所以进行异常处理
try {
// 创建文件输入流(字节流)
FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
// 创建文件读取流(字符流)
BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(fis));
String temp = null;
// 按行读取 如果这一行不为空 就读取信息
while ((temp = in.readLine()) != null) {
// 一行里面有各种信息,通过截取字符串分开获取各项信息
Scanner linescanner = new Scanner(temp);
linescanner.useDelimiter(" ");
String name = linescanner.next();
String id = linescanner.next();
String sex = linescanner.next();
String age = linescanner.next();
String address = linescanner.nextLine();
People people = new People();
people.setName(name);
people.setid(id);
people.setage(age);
people.setsex(sex);
people.setaddress(address);
peoplelist.add(people);
}
// 读取文件里面的学生信息
} catch (FileNotFoundException e) {
// TODO Auto-generated catch block
// 程序异常时在这里处理
System.out.println("身份信息文件找不到");
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
// TODO Auto-generated catch block
System.out.println("身份信息文件读取错误");
e.printStackTrace();
}
// 通过选择语句做一个提示界面
boolean isTrue = true;
while (isTrue) {
System.out.println("欢迎来到人员身份信息查询系统,请选择你的操作");
System.out.println("1.按姓名查询");
System.out.println("2.身份证号码查询");
System.out.println("3.退出");
int nextInt = scanner.nextInt();
switch (nextInt) {
case 1:
System.out.println("请输入姓名");
String peoplename = scanner.next();
int nameint = findPeopleByname(peoplename);
if (nameint != -1) {
// 存在这个人
System.out.println(" 姓名:"+ people.getName() +
" 身份证号:"+ people.getnumber() +
" 年龄:"+ people.getage()+
" 性别:"+ people.getsex()+
" 地址:"+ people.getplace()
);
} else {
System.out.println("不存在该人信息");
}
break;
case 2:
System.out.println("请输入学号");
String studentid = scanner.next();
int idint = findPeopleByid(studentid);
if (idint != -1) {
// 存在这个学生
System.out.println(" 姓名:"+ people.getName() +
" 身份证号:"+ people.getnumber() +
" 年龄:"+ people.getage()+
" 性别:"+ people.getsex()+
" 地址:"+ people.getplace()
);
} else {
System.out.println("不存在该人信息");
}
break;
case 3:
isTrue = false;
System.out.println("程序已退出!");
break;
default:
System.out.println("输入有误");
}
}
}
/*
* 新建一个方法来通过姓名查找
*/
public static int findPeopleByname(String name) {
int flag = -1;
// 比对姓名
for (int i = 0; i < peoplelist.size(); i++) {
if (peoplelist.get(i).getName().equals(name)) {
flag = i;
}
}
return flag;
}
/*
* 新建一个方法来通过身份证号查找
*/
public static int findPeopleByid(String id) {
int flag = -1;
// 比对身份证号
for (int i = 0; i < peoplelist.size(); i++) {
if (peoplelist.get(i).getId().equals(id)) {
flag = i;
}
}
return flag;
}
}
运行结果：
由于系统兼容性的问题，汉字没能正常显示。
第六周学习总结：本周学习的继承，可以利用已有的数据类型来定义新的数据类型。所定义的新的数据类型不仅拥有新定义的成员，而且还同时拥有旧的成员。一开始导入示例程序写备注的时候还觉得自己大概已经理解了继承的使用方法。但是在写第一个实验程序的时候就出现了很多问题，比如如何在抽象类中封装好算法，然后在从主类中将其调用等等。第二个程序感觉是上一次那个studentfile 的升级版，有一点难度，但是对照学长上一次的示例程序也勉强完成了。这一阶段的学习感觉到了明显的难度，还需要继续努力。