Java实验3.doc

实验3继承和多态一、 实验目的：1、 学习和使用类的继承。2、 掌握关键字super的意义和用法。3、 学习掌握类的方法覆盖技术。4、 熟悉Object类，以及它提供给子类的方法equals、toString、clone。5、 学习掌握修饰符protected和final的用法。6、 学习掌握抽象类的概念和使用方法。7、 学习掌握多态性和动态绑定的概念，学习使用多态进行程序设计。8、 学习掌握接口的概念和定义接口的方法。9、 学习使用Cloneable接口和clone方法进行对象内容的复制。10、 理解浅复制和深复制的概念，掌握覆盖clone方法进行对象内容深复制的技术。二、 实验任务：1、 使用Java SDK建立一个非图形化的标准Java程序学习和使用类的继承、掌握关键字super的意义和用法、掌握类的方法覆盖技术、熟悉Object类，以及它提供给子类的方法equals、toString、clone、学习掌握抽象类的概念和使用方法、学习掌握多态性和动态绑定的概念，学习使用多态进行程序设计。程序要求：（1） 首先创建一个类家族，其中抽象类几何图形类GeometricObject为父类，圆类Circle和矩形类Rectangle为子类。几何图形类GeometricObject中定义保护型字符串变量color，表示图形的颜色；该类要具备构造方法和两个抽象方法findArea和findPerimeter，抽象方法findArea求图形面积，抽象方法findPerimeter求图形周长。（2） Circle类和Rectangle类是GeometricObject类的子类，其中应实现父类的抽象方法。（3） 创建静态方法equalArea，用来比较图形的面积(不是以上三个类的成员方法)。方法名称如下： static boolean equalArea(GeometricObject object1, GeometricObject object2)（4） 创建静态方法displayGeometricObject，用来显示几何对象的信息(不是以上三个类的成员方法)。方法名称如下： static void displayGeometricObject(GeometricObject object)（5） 程序主方法中创建两个几何对象，一个圆和一个矩形，并用GeometricObject类的引用变量引用它们，调用equalArea比较两个对象的面积是否相等，并调用displayGeometricObject方法显示对象信息。 2、 使用Java SDK建立一个非图形化的标准Java程序，进一步学习多态特性以及接口的概念和利用接口实现多态的方法。程序要求如下：（1） 首先创建圆类Circle和圆柱体类Cylinder，其中Circle类是父类，Cylinder类是子类；（2） 创建接口Comparable，其中包含一个抽象方法compareTo，用来比较对象的大小。抽象方法compareTo的形式如下： public int compareTo(Object o)；（3） 创建类ComparableCircle，该类为Circle类的子类，并实现Comparable接口。（4） 创建类ComparableCylinder，该类为Cylinder类的子类，并实现Comparable接口。（5） 创建通用类Max，其中包含通用方法max，只要月一个类实现了Comparable接口，就可以使用max方法返回两个对象中较大的一个。Max方法的方法名称为： public static Comparable max(Comparable o1, Comparable o2)（6） 程序的主方法中分别创建两个ComparableCircle类对象和两个ComparableCylinder类对象，并分别以它们为参数调用max方法，返回两个对象中面积较大的一个。3、 使用Java SDK建立一个非图形化的标准Java程序，进一步深入学习多态特性以及利用Cloneable接口和clone方法实现对象内容的拷贝，并学习消除浅拷贝(浅复制)的方法。程序要求如下：（1） 创建Circle类，表示圆；（2） 创建Name类，表示人名，其中包含三个String类型的数据成员：firstName，middlName和lastName。（3） 创建CloneableCircle类，CloneableCircle类是Circle类的子类，并实现了Cloneable接口。要求CloneableCircle类中有一个Name类型的数据成员creator，代表圆对象的创建者姓名。（4） 在CloneableCircle类中实现clone方法，以实现两个CloneableCircle类对象内容的克隆。要求实现对象内容深拷贝(深复制)。（5） 为了实现CloneableCircle类对象的深拷贝，Name类也应该实现Cloneable接口，并实现clone方法。（6） 程序的主方法中使用clone方法完成两个CloneableCircle类对象的深拷贝。三、 实验步骤：1、 使用Windows写字板编辑类GeometricObject,源程序如下： public abstract class GeometricObject protected String color; protected double weight; / Default construct protected GeometricObject() color = white; weight = 1.0; / Construct a geometric object protected GeometricObject(String color, double weight) this.color = color; this.weight = weight; / Getter method for color public String getColor() return color; / Setter method for color public void setColor(String color) this.color = color; / Getter method for weight public double getWeight() return weight; / Setter method for weight public void setWeight(double weight) this.weight = weight; / Abstract method public abstract double findArea(); / Abstract method public abstract double findPerimeter();2、 使用Windows写字板编辑抽象类GeometricObject的派生类Circle,源程序如下：public class Circle extends GeometricObject protected double radius; / Default constructor public Circle() this(1.0, white, 1.0); / Construct circle with specified radius public Circle(double radius) super(white, 1.0); this.radius = radius; / Construct a circle with specified radius, weight, and color public Circle(double radius, String color, double weight) super(color, weight); this.radius = radius; / Getter method for radius public double getRadius() return radius; / Setter method for radius public void setRadius(double radius) this.radius = radius; / Implement the findArea method defined in GeometricObject public double findArea() return radius*radius*Math.PI; / Implement the findPerimeter method defined in GeometricObject public double findPerimeter() return 2*radius*Math.PI; / Override the equals() method defined in the Object class public boolean equals(Circle circle) return this.radius = circle.getRadius(); / Override the toString() method defined in the Object class public String toString() return Circle radius = + radius; 3、 使用Windows写字板编辑抽象类GeometricObject的派生类Rectangle,源程序如下：public class Rectangle extends GeometricObject protected double width; protected double height; / Default constructor public Rectangle() this(1.0, 1.0, white, 1.0); / Construct a rectangle with specified width and height public Rectangle(double width, double height) this.width = width; this.height = height; / Construct a rectangle with specified width, height, weight, and color public Rectangle(double width, double height, String color, double weight) super(color, weight); this.width = width; this.height = height; / Getter method for width public double getWidth() return width; / Setter method for width public void setWidth(double width) this.width = width; / Getter method for height public double getHeight() return height; / Setter method for height public void setHeight(double height) this.height = height; / Implement the findArea method in GeometricObject public double findArea() return width*height; / Implement the findPerimeter method in GeometricObject public double findPerimeter() return 2*(width + height); / Override the equals() method defined in the Object class public boolean equals(Rectangle rectangle) return (width = rectangle.getWidth() & (height = rectangle.getHeight(); / Override the toString() method defined in the Object class public String toString() return Rectangle width = + width + and height = + height; 4、 使用Windows写字板编辑类TestPolymorphism，源代码如下：public class TestPolymorphism / Main method public static void main(String args) / Declare and initialize two geometric objects GeometricObject geoObject1 = new Circle(5); GeometricObject geoObject2 = new Rectangle(5, 3); System.out.println(The two objects have the same area? + equalArea(geoObject1, geoObject2); / Display circle displayGeometricObject(geoObject1); / Display rectangle displayGeometricObject(geoObject2); / A method for comparing the areas of two geometric objects static boolean equalArea(GeometricObject object1, GeometricObject object2) return object1.findArea() = object2.findArea(); / A method for displaying a geometric object static void displayGeometricObject(GeometricObject object) System.out.println(); System.out.println(object.toString(); System.out.println(The area is + object.findArea(); System.out.println(The perimeter is + object.findPerimeter(); 5、 把上面编辑的几个源程序保存成Java源程序文件(扩展名为java)，程序文件名分别为GeometricObject.java、Circle.java、Rectangle.java、TestPolymorphism.java。6、 进入命令提示符状态，在源程序文件存放目录下对以上文件进行编译。观察编译后源程序文件存放目录中的文件，熟悉Java程序的文件结构。7、 如果编译正确，则键入如下命令行，使用Java解释器运行源程序：java TestPolymorphism程序运行结果如下：8、 使用Windows写字板编辑编辑类TestInterface源程序如下：public class TestInterface / Main method public static void main(String args) / Create two comarable circles ComparableCircle circle1 = new ComparableCircle(5); ComparableCircle circle2 = new ComparableCircle(4); / Display the max circle Comparable circle = Max.max(circle1, circle2); System.out.println(The max circles radius is + (Circle)circle).getRadius(); System.out.println(circle); / Create two comarable cylinders ComparableCylinder cylinder1 = new ComparableCylinder(5, 2); ComparableCylinder cylinder2 = new ComparableCylinder(4, 5); / Display the max cylinder Comparable cylinder = Max.max(cylinder1, cylinder2); System.out.println(); System.out.println(cylinder1s volume is + cylinder1.findVolume(); System.out.println(cylinder2s volume is + cylinder2.findVolume(); System.out.println(The max cylinders tradius is + (Cylinder)cylinder).getRadius() + ntttlength is + (Cylinder)cylinder).getLength() + ntttvolume is + (Cylinder)cylinder).findVolume(); System.out.println(cylinder); / ComparableCircle is a subclass of Circle, which implements the/ Comparable interfaceclass ComparableCircle extends Circle implements Comparable / Construct a CompareCircle with specified radius public ComparableCircle(double r) super(r); / Implement the compareTo method defined in Comparable public int compareTo(Object o) if (getRadius() (Circle)o).getRadius() return 1; else if (getRadius() (Cylinder)o).findVolume() return 1; else if (findVolume() 0) return o1; else return o2; 13、 将上面编辑的源程序保存成Java源程序文件(扩展名为java)，程序文件名分别为TestInterface .java、Circle.java、Cylinder.java、Max.java。a) 进入命令提示符状态，在源程序文件存放目录下分别编译以上源程序文件。观察编译后源程序文件存放目录中的文件，熟悉Java程序的文件结构。 b) 如果编译正确，则键入如下命令行，使用Java解释器运行源程序：java TestInterface程序运行结果如下：14、 使用Windows写字板编辑编辑类Circle，源代码如下：public class Circle protected double radius; public Circle() this(1.0); public Circle(double radius) this.radius = radius; public double getRadius() return radius; public void setRadius(double radius) this.radius = radius; public double findArea() return radius*radius*Math.PI; public double findPerimeter() return 2*radius*Math.PI; public boolean equals(Circle circle) return this.radius = circle.getRadius(); public String toString() return Circle radius = + radius; 15、 使用Windows写字板编辑编辑类TestCloneable，源代码如下：public class TestCloneable / Main method public static void main(String args) / Declare and create an instance of CloneableCircle CloneableCircle c1 = new CloneableCircle(5); CloneableCircle c2 = (CloneableCircle)c1.clone(); System.out.println(After copying c1 to circl2); / Check if two variables point to the same object if (c1 = c2) System.out.println(c1 and c2 reference to the same object); else System.out.println(c1 and c2 dont point to the same object); / Check if two objects are of identical contents if (c1.equals(c2) System.out.println(c1 and c2 have the same contents); else System.out.println(c1 and c2 dont have the same contents); / Modify c1s radius, name c1.setRadius(10); c1.getCreator().setFirstname(Michael); c1.getCreator().setMi(Z); / Display c1 and c2 System.out.println(nAfter modifying c1); System.out.println(c1 + c1); System.out.println(c2 + c2); System.out.println(); if (c1 instanceof Cloneable) System.out.println(A CloneableCircle objec is cloneable); else System.out.println(A CloneableCircle objec is not cloneable); / Check if a Circle object is cloneable Circle c = new Circle(); if (c instanceof Cloneable) System.out.println(A Circle object is cloneable); else System.out.println(A Circle object is not cloneable); / CloneableCircle is a subclass of Circle, which implements the/ Cloneable interfaceclass CloneableCircle extends Circle implements Cloneable / Store the creator of the object private Name creator = new Name(Yong, D, Liang); / Construct a CloneableCircle with specified radius public CloneableCircle(double radius) super(radius); / Getter method for creator public Name getCreator() return creator; / Setter method for creator public void setCreator(Name