【Java】实验三 抽象类与接口
实验名称??? 实验三 抽象类与接口
实验目的??
1. 深刻理解抽象类、接口的意义。
2. 熟练掌握抽象类和接口的定义、继承抽象类以及实现接口的方法。
3. 理解和掌握多态。??
实验内容
(一)抽象类实验:项目源码中新建一个ahpu.shape的包,以下类放在这个包内
1. 定义一个抽象类Shape,包括:
(1)属性:颜色color(可用字符串类型用于输出模拟)
(2)方法:绘制图形的抽象方法draw();对color操作的set方法和get方法。
2. 继承Shape类,设计抽象类RingShape,RingShape无需定义属性与方法。
3. 继承RingShape类,设计Circle类,实现具体的draw方法:可以用print方法模拟绘图,如
System.out.println("Draw a circle with color: " + this.getColor() );
4. 继承RingShape类,设计Ellipse类,实现具体的draw方法:可以用print方法模拟绘图。
5. 继承Shape类,设计Triangle类,实现具体的draw方法:可以用print方法模拟绘图。
6. 设计用于演示的类Demo,对Circle、Ellipse的draw方法进行功能测试。(或者使用JUnit进行测试
7. 定义一个用于求面积的接口IGeometry,求面积的方法为getArea()。
8. 继承Shape类,实现IGeometry接口,设计一个矩形类Rectangle。Rectangle有length、width两个属性。实现具体的draw方法,实现具体的求面积getArea方法。
9. 在Demo类中,或者使用JUnit测试Rectangle类的功能。
// ahpu.shape 包
package ahpu.shape;
// 抽象类 Shape
public abstract class Shape {
??? private String color;
??? public Shape(String color) {
??????? this.color = color;
??? }
??? public String getColor() {
??????? return color;
??? }
??? public void setColor(String color) {
??????? this.color = color;
??? }
??? public abstract void draw();
}
// 抽象类 RingShape
public abstract class RingShape extends Shape {
??? public RingShape(String color) {
??????? super(color);
??? }
}
// 类 Circle
public class Circle extends RingShape {
??? public Circle(String color) {
??????? super(color);
??? }
??? @Override
??? public void draw() {
??????? System.out.println("Draw a circle with color: " + getColor());
??? }
}
// 类 Ellipse
public class Ellipse extends RingShape {
??? public Ellipse(String color) {
??????? super(color);
??? }
??? @Override
??? public void draw() {
??????? System.out.println("Draw an ellipse with color: " + getColor());
??? }
}
// 类 Triangle
public class Triangle extends Shape {
??? public Triangle(String color) {
??????? super(color);
??? }
??? @Override
??? public void draw() {
??????? System.out.println("Draw a triangle with color: " + getColor());
??? }
}
// 接口 IGeometry
public interface IGeometry {
??? double getArea();
}
// 类 Rectangle
public class Rectangle extends Shape implements IGeometry {
??? private double length;
??? private double width;
??? public Rectangle(String color, double length, double width) {
??????? super(color);
??????? this.length = length;
??????? this.width = width;
??? }
??? @Override
??? public void draw() {
??????? System.out.println("Draw a rectangle with color: " + getColor());
??? }
??? @Override
??? public double getArea() {
??????? return length * width;
??? }
}
// 类 Demo
public class Demo {
??? public static void main(String[] args) {
??????? Circle circle = new Circle("Red");
??????? Ellipse ellipse = new Ellipse("Blue");
??????? circle.draw();
??????? ellipse.draw();
??????? Rectangle rectangle = new Rectangle("Green", 4, 5);
??????? System.out.println("Rectangle Area: " + rectangle.getArea());
??? }
}
(二)多态演示实验:项目源码中新建一个ahpu.vehicle的包,以下类放在这个包内
1. 设计抽象类Vehicle,类中定义了一个抽象方法transport( )表示运输。
2. 继承抽象类Vehicle,设计普通Java类Bus,Bus类中实现了transport( ),可以用print输出来模拟功能,如:
System.out.println("A bus is driving......");
3. 类似2,继承抽象类Vehicle,设计普通Java类Aircraft,Aircraft类中实现了transport( ),可以用print输出来模拟功能。
4. 设计驾驶员类Driver,
(1)类中有一个Vehicle类对象成员vehicle,并有set和get方法;
(2)类中有一个方法drive( ),调用了vehicle对象的transport方法,如:
public void drive() {
??????? vehicle.transport();
}
5. 设计功能演示类Demo,对于Driver类对象driver,分别设置不同的交通工具类对象bus(Bus类对象)和aircraft(Aircraft类对象),演示不同交通工具对象的不同运输功能(transport方法的多态)。
// ahpu.vehicle 包
package ahpu.vehicle;
// 抽象类 Vehicle
public abstract class Vehicle {
??? public abstract void transport();
}
// 类 Bus
public class Bus extends Vehicle {
??? @Override
??? public void transport() {
??????? System.out.println("A bus is driving......");
??? }
}
// 类 Aircraft
public class Aircraft extends Vehicle {
??? @Override
??? public void transport() {
??????? System.out.println("An aircraft is flying......");
??? }
}
// 类 Driver
public class Driver {
??? private Vehicle vehicle;
??? public Vehicle getVehicle() {
??????? return vehicle;
??? }
??? public void setVehicle(Vehicle vehicle) {
??????? this.vehicle = vehicle;
??? }
??? public void drive() {
??????? vehicle.transport();
??? }
}
// 类 Demo
public class Demo {
??? public static void main(String[] args) {
??????? Driver driver = new Driver();
??????? Vehicle bus = new Bus();
??????? Vehicle aircraft = new Aircraft();
??????? driver.setVehicle(bus);
??????? driver.drive();
??????? driver.setVehicle(aircraft);
??????? driver.drive();
??? }
}
(三)接口及匿名内部类实验:项目源码中新建一个ahpu.innerclass的包,以下类放在这个包内
1. 设计接口(interface)Car,Car接口中定义三个方法:start(),accelerate(),brake()。
2. 设计智能机器人(即Car的驾驶员)类SmartRobot,类中定义
(1)属性:Car接口的对象car,以及相应的set方法和get方法;
(2)方法:drive(),模拟智能机器人的驾驶功能,具体代码可参考:
public void drive() {
??????? car.start();
??????? car.accelerate();
??????? car.brake();
??? }
3. 设计功能演示类Demo,对于SmartRobot类对象robot,设置一个基于接口Car的匿名内部类对象,内部类中覆盖实现start(),accelerate(),brake()三个方法。
4. 演示robot对象的drive方法。
// ahpu.innerclass 包
package ahpu.innerclass;
// 接口 Car
public interface Car {
??? void start();
??? void accelerate();
??? void brake();
}
// 类 SmartRobot
public class SmartRobot {
??? private Car car;
??? public Car getCar() {
??????? return car;
??? }
??? public void setCar(Car car) {
??????? this.car = car;
??? }
??? public void drive() {
??????? car.start();
??????? car.accelerate();
??????? car.brake();
??? }
}
// 类 Demo
public class Demo {
??? public static void main(String[] args) {
??????? SmartRobot robot = new SmartRobot();
??????? Car car = new Car() {
??????????? @Override
??????????? public void start() {
??????????????? System.out.println("Car is starting...");
??????????? }
??????????? @Override
??????????? public void accelerate() {
??????????????? System.out.println("Car is accelerating...");
??????????? }
??????????? @Override
??????????? public void brake() {
??????????????? System.out.println("Car is braking...");
??????????? }
??????? };
??????? robot.setCar(car);
??????? robot.drive();
??? }
}
实验程序及结果(附录)
思考
如何理解编译时多态与运行时多态?分别举一个例子。
关于编译时多态和运行时多态的理解:
编译时多态(也称为静态多态)是指在编译阶段确定使用哪个方法或类。它与静态类型有关,即编译器使用的类型信息。例如,通过编译时多态,编译器可以确定方法的签名,但无法确定实际调用的方法的具体实现。
Shape shape = new Circle("Red"); // 编译时多态,shape的静态类型是Shape
shape.draw(); // 在编译时确定使用Shape的draw方法
运行时多态(也称为动态多态)是指在程序运行时确定使用哪个方法或类。它与实际对象的类型有关,而不是静态类型。在运行时,Java会动态查找方法的实际实现。
Shape shape = new Circle("Red"); // 运行时多态,shape的实际类型是Circle
shape.draw(); // 在运行时确定使用Circle的draw方法
编译时多态主要涉及编译器的类型检查和方法签名确定,而运行时多态允许根据对象的实际类型调用相应的方法。
本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系我的编程经验分享网邮箱:veading@qq.com进行投诉反馈,一经查实,立即删除!