Java实验报告2

2024-07-07 08:15| 来源: 网络整理| 查看: 265

一、实验目的

本实验为Java课程的第二次实验，其主要目的如下：

理解继承和多态的概念；

掌握域和方法在继承中的特点；

掌握构造函数的继承和重载；

掌握this和super的用法；

二、实验原理

继承性是面向对象编程技术的最重要的基础概念之一。在面向对象的程序设计中，类的继承性允许创建分等级层次的类。在Java编程中，类可以继承另一个类，这个类除了创建自己的成员外，还能够继承或扩展另一个类的成员。在这个继承关系中，被继承的类叫超类（Super class）或基类（Base class）、父类（Parent class），继承的类叫继承类（Derived class）或子类（Sub class）。因此，子类是对超类的一种扩展，它可以继承超类定义的成员变量和方法，也可以隐藏或覆盖超类的成员变量和方法，并且它也有自己的成员变量和方法。

对象通过类可以实现封装，通过子类可以实现继承。例如，对于各种用途的汽车，它们都具备汽车的共性，但是，它们各自还有着自身的特点，这些特点是由汽车的子类实现。

子类继承了超类的所有变量和方法，同时又有了自身的变量和方法。通过超类和子类构成类的层次。类的层次可以从最基本的类开始，创建一系列的子类来逐步特殊化。同时通过继承实现代码重用，减少程序的复杂性。在Java语言中，类只支持单一继承，接口可以实现多重继承。

在Java语言中，所有的类都是通过直接或间接地继承java.lang.Object类。子类继承了超类的状态和行动，同时又可以修改超类的状态或覆盖超类的行动，并添加新的状态和行动。

三、实验内容

简要说明实验内容：

设计一个求立方体体积的父类，包含一个显示底面各个形状信息的统一方法，信息显示方式 “类别+周长+面积”；一个计算和显示立方体体积的统一方法

设计三个子类(利用继承关系)：圆柱、长方体、三棱柱，包含参数设置方法、底面周长计算方法、底面面积计算方法。

设计一个测试类，用以下信息进行设置：

高相同，底部形状不同(h=10)；

一个圆形(Circle)(r=4)；

一个矩形(Rectangle)(长:4,宽:3)；

一个三角形(Triangle)(三个边长都为6）；

输出底面信息和体积。

步骤：

新建一个Java工程，命名为TestVolume;

新建和实现五个Java类：Volume、Cylinder、Cuboid、Prism、Test；

编译、调试并运行程序，观察输出结果是否正确；

四、实验过程及结果

了解完要做的事情后，就要开始写代码。严格按照实验任务写出来的代码是：

Volume.java

package TestVolume; public abstract class Volume { double h=2,S,C; public abstract void calculate(); public abstract void show(); }

Cylinder.java

package TestVolume; import static java.lang.Math.PI; public class Cylinder extends Volume { double r; static String lei="圆柱体"; public void calculate(){ System.out.printf("体积：%f\n",h*PI*r*r); } public void show() { C=PI*2*r; S=PI*r*r; System.out.printf("类别：%s，周长：%f，面积：%f\n",lei,C,S); } }

Cuboid.java

package TestVolume; public class Cuboid extends Volume { double a,b; static String lei="长方体"; public void calculate(){ System.out.printf("体积：%f\n",h*a*b); } public void show() { C=2*(a+b); S=a*b; System.out.printf("类别：%s，周长：%f，面积：%f\n",lei,C,S); } }

Prism.java

package TestVolume; import static java.lang.Math.sqrt; public class Prism extends Volume{ double a,b,c; static String lei="三棱柱"; public void calculate(){ double p=(a+b+c)/2; S=sqrt(p*(p-a)*(p-b)*(p-c)); System.out.printf("体积：%f\n",h*S); } public void show() { C=a+b+c; double p=C/2; S=sqrt(p*(p-a)*(p-b)*(p-c)); System.out.printf("类别：%s，周长：%f，面积：%f\n",lei,C,S); } }

Test.java

package TestVolume; public class Test{ public static void main(String[] args) { Cylinder y=new Cylinder(); y.r=4; y.show(); y.calculate(); Cuboid c=new Cuboid(); c.a=4;c.b=3; c.show(); c.calculate(); Prism s=new Prism(); s.a=s.b=s.c=6; s.show(); s.calculate(); } }

运行结果：

完整完成实验任务！

五、总结与反思 1. 继承的理解与运用

继承的概念：Java中的继承是一种面向对象编程的重要特性，它允许一个类（子类或派生类）继承另一个类（父类或基类）的属性和方法。这种机制有助于减少代码冗余，提高代码复用性。

实践心得：在实际编程中，我体会到继承可以使代码结构更清晰，更易于维护。例如，当我们需要创建多个具有相似属性和方法的类时，可以通过继承一个父类来实现。这样，当我们需要修改这些类的共同特性时，只需要在父类中修改即可，而无需在每个子类中分别修改。

2. 抽象类的应用

抽象类的概念：抽象类是一种特殊的类，它不能被实例化，只能被其他类继承。抽象类中可以包含抽象方法（没有具体实现的方法），子类必须实现这些抽象方法才能被实例化。

实践心得：抽象类在Java编程中扮演着非常重要的角色。它允许我们定义一种通用的行为或结构，而具体的实现细节则由子类来完成。这种机制非常适合于处理具有共同特征但又有不同实现细节的类。例如，在设计一个游戏时，我们可以创建一个抽象的“角色”类，其中包含角色的共同属性（如生命值、攻击力等）和抽象方法（如移动、攻击等）。然后，针对不同的角色类型（如战士、法师等），我们可以创建继承自“角色”类的子类，并实现具体的移动和攻击行为。

3. 继承与抽象类的关系与区别

关系与区别：继承是面向对象编程中的一个基本特性，它允许我们创建具有层次结构的类。而抽象类则是继承的一种特殊形式，它提供了一种定义通用结构和行为的机制，但具体的实现细节则由子类来完成。

实践心得：在使用继承与抽象类时，我体会到它们之间既有联系又有区别。继承为我们提供了一种代码复用的方式，而抽象类则为我们提供了一种定义通用结构和行为的方式。在实际编程中，我们需要根据具体的需求来选择合适的机制。例如，当我们需要创建一组具有共同属性和方法的类时，可以使用继承；而当我们需要定义一种通用的行为或结构时，可以使用抽象类。

4. 学习过程中的挑战与收获

挑战：在学习Java继承与抽象类的过程中，我遇到了一些挑战。例如，刚开始时我对抽象类和接口的区别不太理解，容易混淆它们的使用场景。此外，在设计复杂的类层次结构时，我也需要花费一定的时间来思考如何合理地使用继承和抽象类。

收获：通过不断的学习和实践，我逐渐掌握了Java继承与抽象类的使用技巧。我学会了如何根据实际需求选择合适的机制来设计类的层次结构。同时，我也深刻体会到了面向对象编程的优势和魅力，它使我能够更加灵活地应对复杂的编程问题。

总的来说，学习Java继承与抽象类是一个充满挑战和收获的过程。通过不断的学习和实践，我相信自己能够更好地掌握这些重要的编程概念，并在未来的编程工作中发挥出更大的作用。

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