面向对象编程练习.docx
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面向对象编程练习.docx
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面向对象编程练习
实验3面向对象编程练习
一、实验目的
通过编程和上机实验理解Java语言是如何体现面向对象编程基本思想,了解类的封装方法,以及如何创建类和对象,了解成员变量和成员方法的特性,掌握OOP方式进行程序设计的方法,了解类的继承性和多态性的作用。
二、实验要求
1.编写一个体现面向对象思想的程序。
2.编写一个创建对象和使用对象的方法的程序。
3.编写一个显示当前日期和时间的程序。
4.编写不同成员变量修饰方法的程序。
5.编写不同成员方法修饰方法的程序。
6.编写体现类的继承性(成员变量、成员方法、成员变量隐藏)的程序。
7.编写体现类的多态性(成员方法重载、构造方法重载)的程序。
三、实验内容
(一)创建Applet应用小程序
1.创建一个Applet应用程序LX3_1.java文件。
程序功能:
建立一个Applet小程序,使其可以进行简单的加法运算。
该程序要包含类、接口、属性、方法、事件等面向对象的基本元素。
程序源代码如下。
importjava.awt.*;importjava.awt.event.*;importjava.applet.Applet;
publicclassLX3_1extendsAppletimplementsActionListener{
Labellabel1=newLabel("+");
Labellabel2=newLabel("=");
TextFieldfield1=newTextField(6);TextFieldfield2=newTextField(6);TextFieldfield3=newTextField(6);Buttonbutton1=newButton("相加");
publicvoidinit(){//初始化add(field1);add(label1);add(field2);add(label2);add(field3);add(button1);button1.addActionListener(this);
}
publicvoidactionPerformed(ActionEvente){//处理按钮事件intx=Integer.parseInt(field1.getText())+Integer.parseInt(field2.getText());field3.setText(Integer.toString(x));//数值转换为字符串}
}
2.编写一个浏览Applet应用程序的页面文件LX3_1.HTML,源代码如。
3.将LX3_1.java源程序编译为LX3_1.class文件
4.使用浏览器或使用小程序查看器浏览LX3_1.HTML文件(即在命令提示符窗口输入:
appletviewerLX3_1.HTML),运行结果
思考:
applet小程序?
需要注意哪些问题?
本程序包含面向对象的哪些基本元素?
(二)创建对象并使用对象
1.编写Applet程序
程序功能:
这个Applet程序要在页面上输出两个矩形,并伴有文字输出。
LX3_2.java程序的源代码如下。
importjava.awt.*;importjava.applet.Applet;
publicclassLX3_2extendsApplet{MyBoxb1=newMyBox();//创建对象b1MyBoxb2=newMyBox(170,20,60,60);//创建对象b2
publicvoidpaint(Graphicsg){b1.setPosition(20,20);b1.setSize(60,60);b1.draw(g);g.drawString("矩形1的X位置:
"+b1.getX(),20,100);g.drawString("矩形1的Y位置:
"+b1.getY(),20,120);
b2.draw(g);g.drawString("矩形2的X位置:
"+b2.getX(),b2.getX(),b2.getY()+80);g.drawString("矩形2的Y位置:
"+b2.getY(),b2.getX(),b2.getY()+100);
}}
classMyBox{privateintx,y,width,height;
MyBox(){x=0;y=0;width=0;height=0;
}
MyBox(intxPos,intyPos,intw,inth){x=xPos;y=yPos;width=w;height=h;
}
publicvoidsetPosition(intxPos,intyPos){x=xPos;y=yPos;
}
publicvoidsetSize(intw,inth){width=w;height=h;
}
publicintgetX(){returnx;
}
publicintgetY(){returny;}
publicvoiddraw(Graphicsg){g.drawRect(x,y,width,height);}}
2.编写一个浏览Applet应用程序的页面文件LX3_2.HTML
3.将LX3_2.java源程序编译为LX3_2.class文件
4.使用浏览器或使用小程序查看器浏览LX3_2.HTML文件(即在命令提示符下输入:
appletviewerLX3_2.HTML),运行结果
思考并解释:
程序的结构。
类与对象的关系。
对象创建、使用、销毁的过程。
(三)编写显示当前日期和时间的程序
1.编写Applet类文件LX3_3.java
(1)程序功能:
该程序通过使用一个自定义类Time,实现显示当前日期和时间的功能,程序运行结果应与图3.3类似。
图3.3
(2)LX3_3.java程序源代码
2.编写浏览LX3_3类的页面文件LX3_3.html /java/程序code=LX3_3.classwidth=300height=120> 3.在浏览器中浏览程序运行结果。 注意: 本程序中传递了一个Graphics类的对象g,并调用了g的方法drawString。 (四)使用修饰符 有时需要公开一些变量和方法,有时需要禁止其他对象使用变量和方法,这时可以使用修饰符来 实现这个目的。 常用的修饰符如下。 [public][private][protected][package][static][final][transient][volatile] 不同修饰符的访问控制权限如表3.1所示。 表3.1 修饰符 类 子类 包 所有类和包 public √ √ √ √ private √ protected √ √* √ package √ √ 程序功能: 通过两个类StaticDemo、LX3_4说明静态变量/方法与实例变量/方法的区别。 编写类文件LX3_4.java,程序源代码如下。 classStaticDemo{staticintx;inty;publicstaticintgetX(){ returnx; } publicstaticvoidsetX(intnewX){ x=newX; } publicintgetY(){ returny; } publicvoidsetY(intnewY){ y=newY;}} publicclassLX3_4{ publicstaticvoidmain(String[]args){ System.out.println("静态变量x="+StaticDemo.getX()); System.out.println("实例变量y="+StaticDemo.getY());//非法,编译时将出错 StaticDemoa=newStaticDemo(); StaticDemob=newStaticDemo(); a.setX (1); a.setY (2);b.setX(3);b.setY(4); System.out.println("静态变量a.x="+a.getX());System.out.println("实例变量a.y="+a.getY());System.out.println("静态变量b.x="+b.getX());System.out.println("实例变量b.y="+b.getY());} } 3.对上面的源程序进行编译,会出现提示截屏。 将源程序中的出错语句删除或使用解释符//隐藏起来,例如,//System.out.println("实例变量y="+StaticDemo.getY()); 重新编译并运行该程序,结果截屏 static声明的成员变量/方法被视为类的成员变量/方法,而不把它当作实例对象的成员变量/方法。 换句话说,静态变量/方法是类固有的,可以直接引用,其它成员变量/方法仅仅被声明,生成实例对象后才存在,才可以被引用。 基于这样的事实,也把静态变量/方法称为类变量/方法,非静态变量称为实例变量/方法。 从实验结果可以得出以下几点结论: ·类的静态变量可以直接引用,而非静态变量则不行。 类的静态变量相当于某些程序语言的全局变量。 静态方法只能使用静态变量,不能使用实例变量。 因为对象实例化之前,实例变量不可用。 类的静态变量只有一个版本,所有实例对象引用的都是同一个版本。 对象实例化后,每个实例变量都被制作了一个副本,它们之间互不影响。 (五)方法中参数传递的练习 在其它语言中,函数调用或过程调用时参数有传值调用和传地址调用之分。 在Java中,方法中的参数传递可以分为传值调用或对象方法调用等方式。 传值调用即传递的参数是基本数据类型,调用方法时在方法中将不能改变参数的值,这意味着只能使用它们。 对象调用是指先调用对象,再调用对象的方法,这种方式可以修改允许存取的成员变量。 所以,如果不想改变参数的值,可以采用传值调用的方法。 如果想改变参数的值,可采用对象调用的方法,间接修改参数的值。 1.编写一个传值调用的程序文件LX3_5.java。 (1)程序功能: 程序首先给整型变量x和y赋一个初值10,然后使用传值调用方式调用方法ff1对x和y做乘方及输出x和y的乘方值,昀后再输出x和y的乘方值。 (2)程序源代码如下。 classLX3_5{publicstaticvoidmain(String[]args){intx=10,y=10;ff1(x,y); System.out.println("x="+x+",y="+y);} staticvoidff1(intpassX,intpassY){passX=passX*passX;passY=passY*passY;System.out.println("passX="+passX+",passY="+passY); }} (3)编译LX3_5.java,其运行结果截屏 (4)分析其运行结果 这个程序没有实现预期的结果,原因是ff1方法采用了传值调用。 调用ff1方法时,将产生两个参数passX和passY,x和y的值被传递给这两个参数。 尽管在方法中计算了参数的平方,但从ff1方法返回后,参数消失,此时x和y的值仍是初值。 2.编写一个调用对象方法的程序文件LX3_6.java。 程序功能: 通过调用对象的方法在方法调用后修改了成员变量的值。 LX3_6.java程序源代码如下。 classLX3_6{publicstaticvoidmain(String[]args){ Powerp=newPower();p.ff2(10,10);System.out.println("方法调用后x="+p.x+",y="+p.y); }} classPower{intx=10,y=10; voidff2(intpassX,intpassY){System.out.println("初始时x="+x+",y="+y);x=passX*passX;y=passY*passY; System.out.println("方法调用中x="+x+",y="+y);}} (3)编译LX3_6.java,其运行结果如图截屏 以上两个实验例子仅仅是为了说明Java编程中参数传递时要注意的问题,在实际编程中是不可取的,因为完全可以采用其它更好的方法来实现参数的传递。 例如,前面还使用过传递对象的方式。 回答问题: 方法的参数传递有哪些方式? 区别时什么? (六)类的继承性练习 1.进一步理解继承的含义新类可从现有的类中产生,并保留现有类的成员变量和方法并可根据需要对它们加以修改。 新类还可添加新的变量和方法。 这种现象就称为类的继承。 当建立一个新类时,不必写出全部成员变量和成员方法。 只要简单地声明这个类是从一个已定义的类继承下来的,就可以引用被继承类的全部成员。 被继承的类称为父类或超类(superclass),这个新类称为子类。 Java提供了一个庞大的类库让开发人员继承和使用。 设计这些类是出于公用的目的,因此,很少有某个类恰恰满足你的需要。 你必须设计自己的能处理实际问题的类,如果你设计的这个类仅仅实现了继承,则和父类毫无两样。 所以,通常要对子类进行扩展,即添加新的属性和方法。 这使得子类要比父类大,但更具特殊性,代表着一组更具体的对象。 继承的意义就在于此。 2.创建公共类LX3_7_P (1)编写程序文件LX3_7_P.java,源代码如下。 publicclassLX3_7_P { protectedStringxm; //具有保护修饰符的成员变量 protectedintxh; voidsetdata(Stringm,inth) //设置数据的方法 { xm=m; xh=h; } publicvoidprint()//输出数据的方法{ System.out.println(xm+","+xh); }} (2)编译LX3_7_P.java,产生类文件LX3_7_P.class。 3.创建继承的类 (1)程序功能: 通过LX3_7_P类产生子类LX3_8,其不仅具有父类的成员变量xm(姓名)、xh(学号),还定义了新成员变量xy(学院)、xi(系)。 在程序中调用了父类的print方法,同时可以看出子类也具有该方法。 (2)编写LX3_8.java程序,源代码如下。 classLX3_8extendsLX3_7_P{ protectedStringxy;protectedStringxi;publicstaticvoidmain(Stringargs[]){ LX3_7_Pp1=newLX3_7_P();p1.setdata("帅零",12321);p1.print();LX3_8s1=newLX3_8();s1.setdata("郭丽娜",12345);//调用父类的成员方法s1.xy="经济管理学院";//访问本类的成员变量s1.xi="信息管理系";//访问本类的成员变量s1.print(); System.out.print(s1.xm+","+s1.xy+","+s1.xi);}} (3)编译并运行程序,其结果截屏 注意: 公共类LX3_7_P与LX3_8类要在同一文件夹(路径)内。 3.了解成员变量的隐藏方式 所谓隐藏是指子类重新定义了父类中的同名变量,在子类Line中重新定义了x为x1,y为y1,隐藏了父类Point中的两个成员变量x和y。 子类执行自己的方法时,操作的是子类的变量,子类执行父类的方法时,操作的是父类的变量。 在子类中要特别注意成员变量的命名,防止无意中隐藏了父类的关键成员变量,这有可能给程序带来麻烦。 4.了解成员方法的覆盖方式 (1)方法覆盖的定义与作用 通过继承子类可以继承父类中所有可以被子类访问的成员方法,但如果子类的方法与父类方法同名,则不能继承,此时称子类的方法覆盖了父类的方法,简称为方法覆盖(override)。 方法覆盖为子类提供了修改父类成员方法的能力。 例如,子类可以修改层层继承下来的Object根类的toString方法,让它输出一些更有用的信息。 下面的程序显示了在子类Circle中添加toString方法,用来返回圆半径和圆面积信息。 (2)编写覆盖Object类toString方法的程序文件LX3_9.java,源代码如下。 classCircle{privateintradius;Circle(intr){ setRadius(r);} publicvoidsetRadius(intr){radius=r;} publicintgetRadius(){returnradius;} publicdoublearea(){return3.14159*radius*radius;} publicStringtoString(){return"圆半径: "+getRadius()+"圆面积: "+area();}} publicclassLX3_9{publicstaticvoidmain(Stringargs[]){Circlec=newCircle(10); System.out.println("\n"+c.toString());}} (3)编译并运行程序,其结果截屏 (4)程序结构分析。 程序添加了toString方法并修改了它的返回值。 由于toString和继承下来的Object类的方法名 相同、返回值类型相同,因此覆盖了超类Object中的toString方法。 方法覆盖时要特别注意: 用来覆盖的子类方法应和被覆盖的父类方法保持同名、相同的返回值类型,以及相同的参数个数 和参数类型。 5.This、super和super()的使用 (1)程序功能: 说明this、super和super()的用法。 程序首先定义Point(点)类,然后创建点的子类Line(线)。 昀后通过LX3_10类输出线段的长度。 程序中通过super(a,b)调用父类Point的构造方法为父类的x和y赋值。 在子类Line的setLine方法中,因为参数名和成员变量名相同,为给成员变量赋值,使用this引用,告诉编译器是为当前类的成员变量赋值。 在length和toString方法中使用父类成员变量时,使用super引用,告诉编译器使用的是父类的成员变量。 (2)使用this、super和super()的程序文件LX3_10.java,源代码如下。 classPoint{protectedintx,y;Point(inta,intb){ setPoint(a,b); } publicvoidsetPoint(inta,intb){x=a;y=b; }} classLineextendsPoint{ protectedintx,y; Line(inta,intb){super(a,b);setLine(a,b); } publicvoidsetLine(intx,inty){this.x=x+x;this.y=y+y; } publicdoublelength(){intx1=super.x,y1=super.y,x2=this.x,y2=this.y;returnMath.sqrt((x2-x1)*(x2-x1)+(y2-y1)*(y2-y1)); } publicStringtoString(){return"直线端点: ["+super.x+","+super.y+"]["+x+","+y+"]直线长度: "+this.length();}} publicclassLX3_10{ publicstaticvoidmain(Stringargs[]){Lineline=newLine(50,50);System.out.println("\n"+line.toString()); }} (3)编译并运行程序,结果截屏 (七)类的多态性练习 1.理解类的多态性类的继承发生在多个类之间,而类的多态只发生在同一个类上。 在一个类中,可以定义多个同名的方法,只要确定它们的参数个数和类型不同。 这种现象称为类的多态。 多态使程序简洁,为程序员带来很大便利。 在OOP中,当程序要实现多个相近的功能时,就给相应的方法起一个共同的名字,用不同的参数代表不同的功能。 这样,在使用方法时不论传递什么参数, 只要能被程序识别就可以得到确定的结果。 类的多态性体现在方法的重载(overload)上,包括成员方法和构造方法的重载。 2.方法的重载方法的重载是指对同名方法的不同使用方式。 程序功能: 对不同的数进行排序输出。 在IntSort类中定义3个同名的方法sort,在 LX3_11.java文件,源代码如下。 importjava.awt.Graphics;importjava.applet.Applet; classIntSort{publicStringsort(inta,intb){if(a>b)returna+""+b;elsereturnb+""+a;} publicStringsort(inta,intb,intc){intswap;if(a swap=a;
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