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作业学习目标
  1. 深入理解程序设计中算法与程序的关系；
  2. 深入理解java程序设计中类与对象的关系；
  3. 理解OO程序设计的第2个特征：继承、多态；
  4. 学会采用继承定义类设计程序（重点、难点）；
  5. 能够分析与设计至少包含3个自定义类的程序；
  6. 掌握利用父类定义子类的语法规则及对象使用要求。

第一部分：总结第五章理论知识（30分）

1.继承：用已有类来构建新类。子类不仅继承了父类的方法和域，还在子类中添加新的方法和域。

特点：具有层次结构；子类继承了父类的方法和域。

格式：class 子类名  extends 父类名

父类（来自系统类库；用户自定义类）

注意：在子类中可以增加域、方法或覆盖父类的方法，但不能删除父类的任何域和方法。

调用父类方法：super.方法名()  调用父类构造器：super()（super不是一个对象的引用，不能将super赋给另一个对象变量）

若子类构造器没有显式地调用父类的构造器，则将自动地调用父类默认构造器。如果父类只定义了带参数的构造器，若子类构造器没有显式地调用父类的构造器，则Java编译器将报告错误。

一个子类可以有一个父类，但一个父类可以有多个子类。

2.多态性：泛指在程序中同一个符号在不同的情况下具有不同解释的现象。

（父类中定义的域或方法，被子类继承之后，可具有不同的数据类型或表现出不同的行为。

即在父类以及各个子类中同名的域或方法具有不同的语义。父类中的方法在子类中可方法重写）

Java中，对象变量是多态的。

继承层次结构中，每个子类对象也可看成父类对象，因此可以将子类对象赋给超类变量。

不能把对超类的对象引用赋给子类对象变量。

3.抽象类：（abstract方法只能声明，不能实现）

包含一个或多个抽象方法的类本身必须被声明为抽象类。除了抽象方法之外，抽象类还可以包含具体数据和具体方法。

抽象方法具体实现在子类中。

扩展抽象类:一种是在子类中实现部分抽象方法，而子类也被标记为抽象类;

另一种是实现全部抽象方法，这样子类就可以不是抽象类。此外，类即使不含抽象方法，也可以将类声明为抽象类。

抽象类不能被实例化，即不能创建对象，只能产生子类。可以创建抽象类的对象变量，只是这个变量必须指向它的非抽象子类的对象。

4.动态绑定：程序在运行时会自动选择调用哪个方法。

调用对象方法的执行过程：首先，编译器检查对象的声明类型和方法名，搜索相应类(Son)及其父类(Father)的“方法表”,找出所有访问属性为public的method方法。

然后，编译器检查方法调用中提供的参数类型,找出一个完全匹配的方法，这个过程称为重载解析。

如果方法是private、static final修饰的,或者是构造器，那么编译器能准确地判断应该调用哪个方法，这称为静态绑定。

程序运行时，如果子类Son中定义了method()方法，则直接调用子类中的相应方法;如果子类Son中没有定义相应的方法，则到其父类中寻找method()方法。

动态绑定中每次调用方法都要进行搜索，时间开销大。因此虚拟机预先为每个类创建了一个

方法表，其中列出了所有方法的签名和实际调用的方法。

方法的名称和参数列表称为方法的签名。

5.阻止继承：final类和方法

不允许继承的类是final类，在定义时用final修饰。

类中的方法可定义为final.这时子关就不能覆盖该方法.

如果一个类声明为final,属于它的方法会被自动设为final. 但不包括域(如果域定义为final,在

对象构造以后，final城就不能再修改了).例：private final int Max= 100;

Strine类是final类的一 个例子，不能扩展该类。

6.强制类型转换：

如果要把一个父类对象赋给一个子类对象变量。就必须进行强制类型转换:

子类  对象 = (子类) (父类对象)

Manager boss=(Manager) staff[0];

类型转换必须在继承层次内进行，且在父类转换为子类之前。应先使用instanceof操作符进行继承链检查（应该尽量少用类型转换和instanceof运算符）

继承用extends关键字来实现.除构造方法之外。父奖的所有方法和属性都被子奖继承.

继承建立了类与类间的关系。同时也是多态特征的前提。

java只支持单继承。不直接支持多继承。

abstract修饰的抽象类不能被实例化为对象。只能扩展子类

抽象类具体实现在子类中.

final类不允许被继承: 类中final方法不允许被子类重写.

7.受保护访问：

如果希望父类的某些方法或域允许被子类直接访问,就需要在父类定义时,将这些方法或域声明为producted。

访问修饰符：

8.object（所有类的父类）：在不给出父类的情况下，自动把object作为要定义类的父类。

可使用类型为object的变量指向任意类型的对象.但要对它们进行专门的操作都要进行类型转换：

Object obj = new  Employee(“Hamy Hado”，35000);

Employee e = (Emplogee) obj;

equals方法：object类中的equals方法用于测试某个对象是否同另一个对象相等.它在object类中的实现是判断两个对象是否具有相同的引用.如果两个对象具有相同的引用。它们一定是相等的.

若需要检测两个对象状态的相等性。就需要在新类的定义中需要覆盖equals方法.

定义子类的eqals方法时。可调用超类的eqals方法.

super.equals (otherObject)；

hashCode方法：0bject类中的hashCode方法导出某个对象的散列码。散列码是任意整数,表示对象的存储地址。

两个相等对象的散列码相等。

toString方法：object类的toString方法返回一个代表该对象域值的字符串。

定义子类的toString方法时。可先调用父类的toString方法.

super.toString( )

9.泛型数组列表：

Java中,利用ArrayList类，在程序运行时确定数组的大小。

ArryList是-个采用类型参数的泛型类。为指定数组列表保存元素的对象类型,需要用一对尖括

号将数组元素的对象类名括起来加在后面。

ArryList <Employee> staff=new ArrayList<Employee>();

没有<>的ArrayList将被认为是一个删去了类型参数的“原始”类型。

操作：a.ArrayList定义：

ArrayList <T>对象= new ArrayList<T>();

例: ArrayList<Employee> staff= new ArrayList<Employee>();

API: ArrayList的构造器

-ArrayList<T>()构造一个空数组列表

ArrayList<T>(int initialCapacity)构造一个具有指定容量的空数组列表。

b.添加新元素

API: boolean add(T obj)

把元素obj追加到数组列表的结尾

例: staff.add(new Emploee(..));

c.统计个数

API: int size()

返回数组列表中当前元素个数

例: staff.size();

d.调整大小

API: void trimToSize()

把数组列表的存贮空间调整到当前大小

e.访问

API: void set(int index, T obj)

将obj放入数组列表index位置，将覆盖这个位置的原有内容。

API: T get(int index)

获得指定位置index的元素值

例: Employee harry = new Employee(..);

staff.set(1, hary);

Employee e = staff.get(1);

e.访问

API: void set(int index, T obj)

将obj放入数组列表index位置，将覆盖这个位置的原有内容。

API: T get(int index)

获得指定位置index的元素值

例: Employee harry = new Employee(..);

staff.set(1, hary);

Employee e = staff.get(1);

10.对象包装器和自动打包：

所有基本效据实型都有看与之对应的定义突它们被称为对象包装器。

对象包装器类是不可变的。即一且构造了包装器。 就不允许更改包装在其中的值。且对象包装器类还是final.因此不能定义它们的子类.

可以自动的将基本数据类型转换为包装器类的对象,将这种变换称为自动打包.

11.参数数量变化的方法：

可用可变的参数数量调用的方法(称为“可变参”方法)。

用户自己可以定义可变参数的方法，并将参数指定为任意类型,甚至是基本类型。

12.枚举类：

声明枚举类：public enum Grade {A, B, C, D,E}；

它包括一 个关键字enom,一个新枚举类型的名字Grade以及为Grade定义的一组值，这里的值既非整型，亦非字符型。

枚举说明：枚举类是一个类。它的隐含父类是java lang  enum

枚举值并不是整效或其它类型,是被声明的枚举类的自身实例。例如A是Grade的一个实例.

枚举类不能有public修饰的构造函数。构造函效都是隐含private 编译器自动处理.

枚举值隐含都是由public、 static、final修饰的。

在比较两个枚举类型的值时。永远不需要调用equals方法。直接使用"=" 进行相等比较.

13.继承设计的技巧：

将公共操作和域放在父类。

不要使用受保护的域。

使用继承实现"is -a”关系。

除非所有继承的方法都有意义，否则就不要使用继承。

在覆盖方法时,不要改变预期的行为。

使用多态，而非类型信息。

第二部分：实验部分

1、实验目的与要求

(1) 理解继承的定义；

(2) 掌握子类的定义要求

(3) 掌握多态性的概念及用法；

(4) 掌握抽象类的定义及用途。

2、实验内容和步骤

实验1：测试程序1（10分）

1. 在elipse IDE中编辑、调试、运行程序5-1 —5-3（教材152页-153页） ；

2. 掌握子类的定义及用法；

3. 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；

4. 删除程序中Manager类、ManagerTest类，背录删除类的程序代码，在代码录入中理解父类与子类的关系和使用特点。

ManagerTest.java

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package inheritance;
 
/**
 * This program demonstrates inheritance.
 * @version 1.21 2004-02-21
 * @author Cay Horstmann
 */
public class ManagerTest
{
   public static void main(String[] args)
   {
      //创建Manager对象
      var boss = new Manager("Carl Cracker", 80000, 1987, 12, 15);
      boss.setBonus(5000);
 
      var staff = new Employee[3];
 
      //用Manager和Employee对象填充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);
 
      //输出所有雇员信息
      for (Employee e : staff)
         System.out.println("name=" + e.getName() + ",salary=" + e.getSalary());
   }
}

　Employee.java

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package inheritance;
 
import java.time.*;
 
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;
   }
}

　　Manager.java

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package inheritance;
 
 
 
public class Manager extends Employee //子类Manage继承父类Employee
{
 
    private int bonus;
 
    public Manager(String name, double salary, int year, int month, int day) {
        super(name, salary, year, month, day);//调用父类构造器
        // TODO Auto-generated constructor stub
        bonus=0;
    }
 
    @Override
    public double getSalary() {
        // TODO Auto-generated method stub
        double baseSalary=super.getSalary();//调用父类方法
        return baseSalary+=bonus;
    }
 
    public void setBonus(int b) {
        // TODO Auto-generated method stub
        bonus=b;
    }
     
}

　　

　

实验1：测试程序2（10分）

编辑、编译、调试运行教材PersonTest程序（教材163页-165页)；

掌握超类的定义及其使用要求；

掌握利用超类扩展子类的要求；

在程序中相关代码处添加新知识的注释；

删除程序中Person类、PersonTest类，背录删除类的程序代码，在代码录入中理解抽象类与子类的关系和使用特点。

PersonTest.java

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package abstractClasses;
 
/**
 * This program demonstrates abstract classes.
 * @version 1.01 2004-02-21
 * @author Cay Horstmann
 */
public class PersonTest
{
   public static void main(String[] args)
   {
      var people = new Person[2];
 
      //用Employee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");
 
      // for each 循环
      for (Person p : people)
         System.out.println(p.getName() + ", " + p.getDescription());
   }
}

　Person.java

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package abstractClasses;
 
public abstract class Person
{
    public abstract String getDescription();//定义抽象类
    private String name;
 
    public Person(String name) {
        // TODO Auto-generated constructor stub
        this.name=name;
    }
 
        public String getName() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return name;
    }
    
}

　　Employee.java

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package abstractClasses;
 
import java.time.*;
 
public class Employee extends Person //子类Employee继承父类Person
{
   private double salary;
   private LocalDate hireDay;
 
   public Employee(String name, double salary, int year, int month, int day)
   {
      super(name);//调用父类构造器
      this.salary = salary;
      hireDay = LocalDate.of(year, month, day);
   }
 
   public double getSalary()
   {
      return salary;
   }
 
   public LocalDate getHireDay()
   {
      return hireDay;
   }
 
   public String getDescription()
   {
      return String.format("an employee with a salary of $%.2f", salary);
   }
 
   public void raiseSalary(double byPercent)
   {
      double raise = salary * byPercent / 100;
      salary += raise;
   }
}

　　Student.java

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package abstractClasses;
 
public class Student extends Person//子类Student继承父类Person
{
   private String major;
 
   /**
    * @param name the student's name
    * @param major the student's major
    */
   public Student(String name, String major)
   {
      // pass name to superclass constructor
      super(name);//调用父类构造器
      this.major = major;
   }
 
   public String getDescription()
   {
      return "a student majoring in " + major;
   }
}

　　

实验1：测试程序3（11分）

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）；

掌握Object类的定义及用法；

在程序中相关代码处添加新知识的注释。

EqualsTese.java

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package equals;
 
/**
 * This program demonstrates the equals method.
 * @version 1.12 2012-01-26
 * @author Cay Horstmann
 */
public class EqualsTest
{
   public static void main(String[] args)
   {
      var alice1 = new Employee("Alice Adams", 75000, 1987, 12, 15);
      var alice2 = alice1;
      var alice3 = new Employee("Alice Adams", 75000, 1987, 12, 15);
      var bob = new Employee("Bob Brandson", 50000, 1989, 10, 1);
 
      System.out.println("alice1 == alice2: " + (alice1 == alice2));//比较两个枚举类型的值是否相等
 
      System.out.println("alice1 == alice3: " + (alice1 == alice3));
 
      System.out.println("alice1.equals(alice3): " + alice1.equals(alice3));//比较两个字符串的内容是否相同
 
      System.out.println("alice1.equals(bob): " + alice1.equals(bob));
 
      System.out.println("bob.toString(): " + bob);
 
      var carl = new Manager("Carl Cracker", 80000, 1987, 12, 15);
      var boss = new Manager("Carl Cracker", 80000, 1987, 12, 15);
      boss.setBonus(5000);
      System.out.println("boss.toString(): " + boss);
      System.out.println("carl.equals(boss): " + carl.equals(boss));
      System.out.println("alice1.hashCode(): " + alice1.hashCode());//导出alice1对象的散列码
      System.out.println("alice3.hashCode(): " + alice3.hashCode());
      System.out.println("bob.hashCode(): " + bob.hashCode());
      System.out.println("carl.hashCode(): " + carl.hashCode());
   }
}

　　Employee.java

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package equals;
 
import java.time.*;
import java.util.Objects;
 
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)
   {
      // 快速判断检查对象是否相等
      if (this == otherObject) return true;
 
      //如果显式参数为null必须返回false
      if (otherObject == null) return false;
 
      // 如果类之间不匹配，它们是不可能相等的
      if (getClass() != otherObject.getClass()) return false;
 
      var other = (Employee) otherObject;
 
      //检验字段是否有相同的值
      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 + "]";
   }
}

　　Manager.java

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package equals;
 
public class Manager extends Employee//子类Manager继承父类Employee
{
   private double bonus;
 
   public Manager(String name, double salary, int year, int month, int day)
   {
      super(name, salary, year, month, day);//调用父类构造器
      bonus = 0;
   }
 
   public double getSalary()
   {
      double baseSalary = super.getSalary();//调用父类方法
      return baseSalary + bonus;
   }
 
   public void setBonus(double bonus)
   {
      this.bonus = bonus;
   }
 
   public boolean equals(Object otherObject)
   {
      if (!super.equals(otherObject)) return false;
      var other = (Manager) otherObject;
      // super.equals checked that this and other belong to the same class
      return bonus == other.bonus;
   }
 
   public int hashCode()
   {
      return java.util.Objects.hash(super.hashCode(), bonus);
   }
 
   public String toString()
   {
      return super.toString() + "[bonus=" + bonus + "]";
   }
}

　　

实验2：编程练习（20分）

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import java.util.Scanner;
public class Shape1 {
    public static double sumAllArea(double areaall)
    {
        return areaall;
    }
    public static double sumAllPerimeter(double perimeterall)
    {
        return perimeterall;
    }
  
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        int n = sc.nextInt();
        sc.nextLine();
        Shape []xz = new Shape[n];
        double sumAllArea = 0, sumAllPerimeter = 0;
        for(int i = 0;i < n;i++)
        {
            String ss = sc.nextLine();
            if(ss.equals("rect"))
            {
                int a = sc.nextInt(),b = sc.nextInt();
                sc.nextLine();
                xz[i] = new Rectangle(a,b);
            }
            if(ss.equals("cir"))
            {
                int r = sc.nextInt();
                sc.nextLine();
                xz[i] = new Circle(r);
            }
            sumAllArea += xz[i].getArea();
            sumAllPerimeter += xz[i].getPerimeter();
        }
        System.out.println(sumAllPerimeter(sumAllPerimeter));
        System.out.println(sumAllArea(sumAllArea));
        System.out.print("[");
        for(int i = 0;i < n;i++)
        {
            if(i != 0)
                System.out.print(", ");
            System.out.print(xz[i].toString());
        }
        System.out.println("]");
        for(int i = 0;i < n;i++)
        {
            System.out.println(xz[i].getClass()+","+xz[i].getClass().getSuperclass());
        }
        sc.close();
    }
  
}
  
abstract class Shape {
    final double PI = 3.14;
    public abstract double getPerimeter();
    public abstract double getArea();
}
  
class Rectangle extends Shape {
    public int width;
    public int length;
     
    public Rectangle(int width, int length) {
        super();
        this.width = width;
        this.length = length;
    }
     
  
    @Override
    public String toString() {
        return "Rectangle [width=" + width + ", length=" + length + "]";
    }
  
  
    public double getPerimeter() {
        return 2*(width+length);
    }
  
    public double getArea() {
        return width*length;
    }
  
}
  
class Circle extends Shape {
    public int radius;
     
    public Circle(int radius) {
        super();
        this.radius = radius;
    }
     
  
    @Override
    public String toString() {
        return "Circle [radius=" + radius + "]";
    }
  
  
    public double getPerimeter() {
        return 2*PI*radius;
    }
  
    public double getArea() {
        return PI*radius*radius;
    }
  
}

　　

3. 实验总结：（10分）

在这一章的学习过程中，我学到了“继承”这一重要部分，在继承中，用到了extends关键字，通过课堂学习和课后运行程序，了解了子类和父类的关系。

同时，在自己自主学习过程中依然有碰到困难，通过自己看书查资料有所了解，平时会加强自主学习，努力解决在学习中遇到的问题。

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