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作业学习目标 |
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第一部分：总结第四章理论知识（20分）
1、面向对象程序设计概述：面向对象程序设计（OOP）是一种新的程序设计思维，这种方法更接近人类处理现实世界问题的自然表示方法。
（1）对象是面向对象编程的核心，是具体实体，具有明确定义的状态和行为。
（2)对象的三个主要特征：
1）行为:可以对对象施加哪些操作或者可以使用哪些方法；
2）状态：当施加那些操作或者方法时，对象应该如何应对；
3）标识:如何辨别具有相同行为和状态的不同对象。
2、类（class）
（1）类是具有相同属性和行为的一组对象的集合；
（2）类是描述对象的模板，它定义一类对象所拥有的数据和能完成的操作，在面向对象的程序设计中，类是构造程序的基本单位；
（3）每个类由一组结构化的数据（称作实例域）和在其上的一组操作构成。
3、如何识别类：
（1）过程化程序设计，必须从顶部的main函数开始编写程序；
（2）oop的思路，首先从设计类开始，然后在每个类里面添加方法；
（3）识别类简单规则是在问题分析过程中寻找名词，而类的方法则对应动词。
4、类和对象的关系：
（1）类是对象的原型，对象是类的实例，类是同类对象的抽象；
（2）所有属于同一个类的对象都具有相同的特征和操作。
5、类之间的关系：
（1） 依赖：如果一个类中的方法操作了另一个类的对象，那么这个类就依赖于另一个类；
（2）聚合：类A的对象包含类B的对象；
（3）继承：表示一个特定类和一个 一般类之间的关系。
一般来说， 如果类A继承了类B，那么类A 不仅有类B的方法与状态，还有属于自己的 状态与方法。
6、表达类关系的UML符号：
7、预定义类的使用：
（1）已学过的预定义类：Math类、math类、String类、Scanner类；
（2）要使用预定义类的方法，只需知道方法名和参数即可，无需了解它的内在实现过程；
（3）使用预定义类需要在程序开始处用import命令导入该类所在的包路经。
8、对象与对象变量：
（1）在oop中，要想使用对象，就必须首先构造对象，并初始化对象的状态，然后通过对象调用类中的方法；
（2）Java中，用构造器构造并初始化对象；
（3）构造器是类中一个特殊的方法，该方法与类名相同。不需要提供返回值；
（4）构造并初始化对象的格式：
new 构造器名（参数）
9、对象的初始化实例：
（1）Date类，定义在Java标准类库的Java.util包中；
（2）初始化Date类对象的实例：
new Date（）；
System.out.println(new Date())；
（3）可以在类中一个方法用于新创建的对象：String s = new Date（）.toString()；
10、对象变量：
（1）如果要多次使用初始化的变量，可将初始化后的变量放在一个对象变量中；
格式： Date birthday = new Date（）；
（2）对象变量保存对象后，可用对象变量引用对象；
System.out.println(birthday.toString());
（3）可将一个对象变量设置为NULL，表示该对象变量未引用任何对象。
11、更改器方法和访问器方法：
（1）一个类中对实例域进行修改的方法，更改器前面加set；
（2）一个类中对实例域进行访问的方法，前缀get。
12、用户自定义类：
（1）类的定义包括两部分内容：声明和类体
（2）类体由两部分构成：
一为实体域（或成员变量）定义；二为方法定义。
（3）域的定义：
1）实例域：类定义时实例域部分所定义的变量；
2）局部变量：方法体中定义的变量和方法的参数；
3）实例域的隐藏性：局部变量与实例域名字相同时，则实例域被隐藏，即在这个方法内暂时失效。
4）实例域的有效性：在整个类内部有效，而局部变量只在定义它的方法内有效。
5）私有实例域的更改器和访问器：有时需要获得或设置私有实例域的值，此时需提供下面三项内容：
a）一个私有的数据库；
b）一个共有的域访问器方法；
c）一个共有的域访问器方法；
6）final实例域：
可以将实例域定义为final，此类域构建对象时时必须进行初始化；即必须确保在构造器执行之前，这个域的值被设置，并且在后面的操作中，不能再对它的值进行修改，即该域无修改器。
final修饰符多用于基本数据类型域，或不可变类的域；
7）方法定义：
a）包括方法声明和方法体；
b）方法的声明：名字，类型和参数等属性的说明：方法的类型描述的数返回值类型；
c）方法体由局部变量和Java语句构成；一个类中可以有多个方法具有相同的名字，不同的类型，不同的参数，这种情况叫重载；
13、构造器：用来构造并初始化对象。
（1）构造器的名字必须要与它所在类名字相同；
（2）每个包可以由一个以上的构造器；
（3）构造器可以由一个，一个以上的参数；
（4）构造器没有返回值；
（5）构造器总是被new运算符调用；
14、（1）静态域：绝大多数面向对象程序设计语言中，静态域被称为类域。
如果将域定义为static，每个类中只有一个这样的域。而每个对象对于所有的实例域却都有自己的一份拷贝。
（2）main方法：main方法不对任何对象进行操作。静态的main方法将执行并创建程序所需要的对象。
（3）静态常量：静态变量用的少，但是静态常量用的多。
(4).静态方法：用修饰的方法叫静态方法或类方法,静态方法可通过类名或对象来调用,而其他方法只能通过对象来调用。静态方法不能操作对象,不能在静态方法中访问实例域。但静态方法可以访问自身类中的静态域。可以认为静态方法是没有this参数的方法,而在一 个非静态方法中,this参数是表示这个对象/对象构造器的隐式参数。
15、对象的定义：使用一个类创建一个对象时，即创建了一个类的实例域。只有通过对象才可以访问该域的公共实例域，调用类*有的方法；
16、类的导入：一个类可以直接使用它所在的包中的所有类，也可以使用来自其他包中的所有public类。
（1）静态导入：import语句不仅可以导入类，还增加了静态导入方法和静态域的功能；
（2）将类放如包中：首先用package语句指明报的名字，且该语句应为程序的第一条语句，然后才是定义类的语句；
（3）如果源文件不使用package语句指明包名，源文件的类将属于默认包。
（4）当一个源文件中使用了package语句时，那么这个包中所有的类文件的都必须放在与包名相匹配的目录中；
（5）当程序中所使用的类位于不同包时，起源问价和类文件必须如下组织；
17、包作用域：
（1）类中标记为public的部分可以被任意类使用；
（2）类中标记为private的部分只能在类中使用；
（3）如果没有为类、方法或实例域指定访问控制修饰符public或private，这部分可以被同一包中的所有方法访问；
（4）如果实例域不标记为private，将默认为包可见，这样做会破坏类的封装性。
18、类路径：
（1）类存储在文件系统的子目录中，类得路径必须与包名匹配；
（2）在命令行方式下，设置类路径，使用-classpath选项指定类路径。
第二部分：实验部分
实验名称：实验三 类与对象的定义及使用
1. 实验目的：
(1) 熟悉PTA平台线上测试环境；
(2) 理解用户自定义类的定义；
(3) 掌握对象的声明；
(4) 学会使用构造函数初始化对象；
(5) 使用类属性与方法的使用掌握使用；
(6) 掌握package和import语句的用途。
3. 实验步骤与内容：
实验1 任务1（10分）
package sheji;
import java.util.Scanner;
public class ID {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println("请输入身份证号18位！");
Scanner in = new Scanner(System.in);
String ID = in.nextLine();
String s1,s2,s3;
int i = 6;
s1 = ID.substring(i, i+4);
s2 = ID.substring(i+4, i+6);
s3 = ID.substring(i+6, i+8);
System.out.println(s1+"-"+s2+"-"+s3);
}
}
运行结果如下：
实验1 任务2（25分）
import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Scanner;
public class students {
private static ArrayList<Student> list;
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
list = new ArrayList<>();
Scanner in = new Scanner(System.in);
try {
readFile("studentfile.txt"); //读如文件 studentfile.txt的信息
System.out.println("请选择操作，1按姓名，2按学号，3退出"); //首先在控制台输出 ：请选择操作，1按姓名，2按学号，3退出
int i;
while ((i = in.nextInt()) != 3) //读出并转换下一个表示整型的字符序列
{
switch (i) //switch语句控制菜单
{
case 1: //按学生的姓名查找
System.out.println("请输入姓名"); //在控制台上输出：请输入姓名
String name = in.next(); //定义一个String类对象name，表示下一行字符串
Student student = findStudentByName(name); //通过姓名查找学生的信息
if (student == null) {
System.out.println("没找到"); //if语句判断，如果学生的信息为空，则在控制台输出： 没找到
} else {
System.out.println(student.toString()); //否则，调用toString方法输出学生的信息
}
System.out.println("请选择操作，1按姓名，2按学号，3退出");
break; //退出当前的循环
case 2:
System.out.println("请输入学号"); //按学生的学号查找
String id = in.next(); //定义一个String类对象id，表示下一行字符串
Student student1 = findStudentById(id); //通过学号查找学生的信息
if (student1 == null) { ////if语句判断，如果学生的信息为空，则在控制台输出： 没找到
System.out.println("没找到");
} else {
System.out.println(student1.toString()); //否则，调用toString方法输出学生的信息 }
System.out.println("请选择操作，1按姓名，2按学号，3退出");
break; default:
System.out.println("输入有误");
System.out.println("请选择操作，1按姓名，2按学号，3退出");
break;
} }
} catch (IOException e) {
// TODO 自动生成的 catch 块
e.printStackTrace();
}finally {
in.close(); //最后关闭0
} } public static void readFile(String path) throws IOException {
FileReader reader = new FileReader(path); //
BufferedReader br = new BufferedReader(reader);
String result; //定义一个String类对象 result
while ((result = br.readLine()) != null) { //while循环
Student student = new Student();
student.setName(result.substring(13));
student.setID(result.substring(0,12)); //从第十三位开始，调用result对象的substring方法得到一个新的字符串
list.add(student);
}
br.close();
} public static Student findStudentByName(String name) { //通过姓名找学生的信息
for (Student student : list) {
if (student.getName().equals(name)) { //用equals方法检测两个字符串是否相等
return student;
}
}
return null; } public static Student findStudentById(String Id) { //通过学号查找学生的信息
for (Student student : list) {
if (student.getID().equals(Id)) { //用equals方法检测两个字符串是否相等
return student;
}
}
return null; }
} class Student {
private String name; //String类对象name的私有的实例域
private String ID; //String类对象ID的私有的实例域 public String getName() {
return name;
} public void setName(String name) {
this.name = name;
} public String getID() {
return ID;
} public void setID(String iD) {
ID = iD;
} @Override
public String toString() {
// TODO 自动生成的方法存根
return "姓名是：" + name + "学号是：" + ID; //得到查找学生的信息
}
}
运行结果如下：
实验2 测试程序1（10分）
import java.time.*; /**
* This program tests the Employee class.
* @version 1.13 2018-04-10
* @author Cay Horstmann
*/
public class EmployeeTest //带有public修饰的EmployeeTest类，其包含了main方法
{
public static void main(String[] args)
{
// fill the staff array with three Employee objects
Employee[] staff = new Employee[3]; //构造了一个Employee数组，并填入了三个雇员对象 staff[0] = new Employee("Carl Cracker", 75000, 1987, 12, 15);
staff[1] = new Employee("Harry Hacker", 50000, 1989, 10, 1);
staff[2] = new Employee("Tony Tester", 40000, 1990, 3, 15); // raise everyone's salary by 5%
for (Employee e : staff) //利用Employee类的raiseSalary方法将每个雇员的薪水提高5%
e.raiseSalary(5); // print out information about all Employee objects
for (Employee e : staff)
System.out.println("name=" + e.getName() + ",salary=" + e.getSalary() + ",hireDay="
+ e.getHireDay()); //调用getName方法、getSalary方法以及getHireDay方法将每个雇员的信息打印出来
}
} class Employee //Employee类
{
private String name; //三个雇员对象的私有实例域
private double salary;
private LocalDate hireDay; public Employee(String n, double s, int year, int month, int day)
{
name = n;
salary = s;
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;
}
}
运行结果如下：
（2）
import java.time.LocalDate;
public class Employee {
private String name; //实例域定义
private double salary; //实例域定义
private LocalDate hireDay; //实例域定义
public Employee(String n, double s, int year, int month, int day) //构造器的定义
{
name = n;
salary = s;
hireDay = LocalDate.of(year, month, day);
}
public String getName() //实例域name的访问器方法
{
return name;
}
public double getSalary() //实例域Salary的访问器方法
{
return salary;
}
public LocalDate getHireDay() ////实例域HireDay的访问器方法
{
return hireDay;
}
public void raiseSalary(double byPercent)
{
double raise = salary * byPercent / 100;
salary += raise;
}
}
运行结果如下：
（3）代码如下：
public class EmployeeTest
{
public static void main(String[] args)
{
// 用三个employee对象填充staff数组
Employee[] staff = new Employee[3]; staff[0] = new Employee("Carl Cracker", 75000, 1987, 12, 15);
staff[1] = new Employee("Harry Hacker", 50000, 1989, 10, 1);
staff[2] = new Employee("Tony Tester", 40000, 1990, 3, 15); // raise everyone's salary by 5% 给每人涨5%的工资
for (Employee e : staff) //进行foreach循环
e.raiseSalary(5); // print out information about all Employee objects
for (Employee e : staff)
System.out.println("name=" + e.getName() + ",salary=" + e.getSalary() + ",hireDay="
+ e.getHireDay());
}
}
运行结果如下：
l 参考教材104页EmployeeTest.java，设计StudentTest.java，定义Student类，包含name（姓名）、sex（性别）、javascore（java成绩）三个字段，编写程序，从键盘输入学生人数，输入学生信息，并按以下表头输出学生信息表：
姓名 性别 java成绩
public class StudentTest {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
Student[] staff = new Student[3]; //构造了一个Employee数组，并填入了三个雇员对象
staff[0] = new Student("lulanxi", "female", 99);
staff[1] = new Student("luhaonan", "male", 98);
staff[2] = new Student("luyuxuan", "male", 97);
for (Student e : staff)
System.out.println("name=" + e.getName() + ",sex=" + e.getSex() + ",javascore="
+ e.getJavascore()); //调用getName方法、getSex方法以及getJavascore法将每个雇员的信息打印出来
}
}
class Student //Employee类
{
private String name; //三个雇员对象的私有实例域
private String sex;
private int javascore;
public Student(String n, String s, int score)
{
name = n;
sex = s;
javascore = score;
}
public String getName()
{
return name;
}
public String getSex()
{
return sex;
}
public int getJavascore()
{
return javascore;
}
}
运行结果如下：
实验2 测试程序2（5分）
/**
* This program demonstrates static methods.
* @version 1.02 2008-04-10
* @author Cay Horstmann
*/
public class StaticTest
{
public static void main(String[] args)
{
// fill the staff array with three Employee objects
Employee[] staff = new Employee[3]; //构造了一个Employee数组，并填入了三个雇员对象 staff[0] = new Employee("Tom", 40000);
staff[1] = new Employee("Dick", 60000);
staff[2] = new Employee("Harry", 65000); // print out information about all Employee objects
for (Employee e : staff)
{
e.setId();
System.out.println("name=" + e.getName() + ",id=" + e.getId() + ",salary="
+ e.getSalary()); ////调用getName方法、getId方法以及getSalary方法将每个雇员的信息打印出来
} int n = Employee.getNextId(); // calls static method 通过类名调用这个方法，只需要访问类的静态域
System.out.println("Next available id=" + n); //将其输出在控制台上
}
} class Employee //Employee类
{
private static int nextId = 1; //静态方法访问自身的静态域 private String name; //私有域
private double salary;
private int id; public Employee(String n, double s)
{
name = n;
salary = s;
id = 0;
} public String getName()
{
return name;
} public double getSalary()
{
return salary;
} public int getId()
{
return id;
} public void setId()
{
id = nextId; // set id to next available id
nextId++;
} public static int getNextId()
{
return nextId; // returns static field
} public static void main(String[] args) // unit test
{
Employee e = new Employee("Harry", 50000);
System.out.println(e.getName() + " " + e.getSalary()); //输出在控制台上
}
}
运行结果如下：
实验2 测试程序3（5分）
/**
* This program demonstrates parameter passing in Java.
* @version 1.01 2018-04-10
* @author Cay Horstmann
*/
public class ParamTest
{
public static void main(String[] args)
{
/*
* Test 1: Methods can't modify numeric parameters
*/
System.out.println("Testing tripleValue:");
double percent = 10; //采用按值调用，然后再调用以下方法
System.out.println("Before: percent=" + percent);
tripleValue(percent);
System.out.println("After: percent=" + percent); /*
* Test 2: Methods can change the state of object parameters
*/
System.out.println("\nTesting tripleSalary:");
Employee harry = new Employee("Harry", 50000);
System.out.println("Before: salary=" + harry.getSalary());
tripleSalary(harry);
System.out.println("After: salary=" + harry.getSalary()); /*
* Test 3: Methods can't attach new objects to object parameters
*/
System.out.println("\nTesting swap:");
Employee a = new Employee("Alice", 70000); //按引用调用实现交换两个雇员对象状态的方法，但是并没改变存储在a和b中的对象引用
Employee b = new Employee("Bob", 60000);
System.out.println("Before: a=" + a.getName());
System.out.println("Before: b=" + b.getName());
swap(a, b);
System.out.println("After: a=" + a.getName());
System.out.println("After: b=" + b.getName());
} public static void tripleValue(double x) // doesn't work
{
x = 3 * x; //假定一个方法，将一个参数的值 增加到三倍，但是percent的值依旧是10
System.out.println("End of method: x=" + x);
} public static void tripleSalary(Employee x)
// works，对象引用作为参数，实现一个雇员的薪水提高两倍的操作，当调用harry = new Employee（。。。）；tripleSalary(harry);实现改变对象参数的方法
{
x.raiseSalary(200);
System.out.println("End of method: salary=" + x.getSalary());
} public static void swap(Employee x, Employee y) //编写交换两个雇员对象状态的方法
{
Employee temp = x; //swap方法的参数x和y被初始化为两个对象引用的拷贝。
x = y;
y = temp;
System.out.println("End of method: x=" + x.getName());
System.out.println("End of method: y=" + y.getName());
}
} class Employee //simplified Employee class
{
private String name;
private double salary; public Employee (String n, double s)
{
name = n;
salary = s;
} public String getName()
{
return name;
} public double getSalary()
{
return salary;
} public void raiseSalary(double byPercent)
{
double raise = salary * byPercent / 100;
salary += raise;
}
}
运行结果如下：
实验2 测试程序4（5分）
import java.util.*; /**
* This program demonstrates object construction.
* @version 1.02 2018-04-10
* @author Cay Horstmann
*/
public class ConstructorTest {
public static void main(String[] args)
{
// fill the staff array with three Employee objects
Employee staff = new Employee[3]; //构建一个Employee类数组，并定义三个雇员对象 staff[0] = new Employee("Harry", 40000);
staff[1] = new Employee(60000);
staff[2] = new Employee(); // print out information about all Employee objects
for (Employee e : staff)
System.out.println("name=" + e.getName() + ",id=" + e.getId() + ",salary="
+ e.getSalary()); //调用getName方法、getId方法以及getSalary方法将每个雇员的信息打印出来
}
} class Employee //在执行构造器之前，先执行赋值操作，调用方法对域进行初始化，使每个雇员有一个id域
{
private static int nextId; private int id;
private String name = ""; // instance field initialization
private double salary; // static initialization block
static
{
Employee generator = new Random();
// set nextId to a random number between 0 and 9999
nextId = generator.nextInt(10000);
} // object initialization block
{
id = nextId;
nextId++;
} // three overloaded constructors
public Employee(String n, double s) //通常使用单个字符命名参数
{
name = n;
salary = s;
} public Employee(double s)
{
// calls the Employee(String, double) constructor
this("Employee #" + nextId, s);
} // the default constructor
public Employee()
{
// name initialized to ""--see above
// salary not explicitly set--initialized to 0
// id initialized in initialization block
} public String getName()
{
return name;
} public double getSalary()
{
return salary;
} public int getId()
{
return id;
}
}
运行结果如下：
实验2 测试程序5（5分）
实验4.6代码
import com.horstmann.corejava.*; //将类放入一个包中，将包的名字放在源文件的开头，包中定义类的代码之前
// the Employee class is defined in that package import static java.lang.System.*; /**
* This program demonstrates the use of packages.
* @version 1.11 2004-02-19
* @author Cay Horstmann
*/
public class PackageTest
{
public static void main(String[] args)
{
// because of the import statement, we don't have to use
// com.horstmann.corejava.Employee here
Employee harry = new Employee("Harry Hacker", 50000, 1989, 10, 1); // harry.raiseSalary(5); //按值调用 // because of the static import statement, we don't have to use System.out here
out.println("name=" + harry.getName() + ",salary=" + harry.getSalary()); //将其输出在控制台上
}
}
实验4.6运行结果：
实验4.7代码
package com.horstmann.corejava; // the classes in this file are part of this package import java.time.*; // import statements come after the package statement /**
* @version 1.11 2015-05-08
* @author Cay Horstmann
*/
public class Employee //Employee类放置在com.horstmann.corejava包中
{
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;
}
}
运行结果如下：
第三部分：实验总结
通过本周的实验课，以及老师实行的翻转课堂教育，对Java的学习有了更深一步得了解，老师布置的设计题，只能做出来一个，第二个基本思路都不清楚。在课下在助教的视频讲解下，有点进步，这一章主要讲解类与对象，包括面向对象程序设计的概述，使用预定义类，用户自定义类，静态域与静态方法，方法参数，对象构造等内容。Java学习已经进行到第四周，但是在代码的设计上还是没有明显的提升，在课下空余时间，我会尽力解决不会的问题，在代码的设计还是理解方面努力。通过看翁恺老师的视频讲解先把基础的内容很好的掌握。