Lab05

Java 程序设计 LAB05 #

实验目的 #

  • 理解继承的必要性
  • 理解继承的基本概念：单继承，多继承
  • 掌握继承的使用
    • 子类属性、构造方法和一般成员方法的书写的编写
    • 变量隐藏
    • this 和 super 的使用
    • 向上映射
    • 在继承的基础上加深理解权限控制符的使用
    • 保护成员的使用
    • 方法覆盖（初步，重点放在多态一章）
  • 复合与继承的区别及使用

注意事项 #

建议建立一个自己的统一且良好的代码风格，比如命名风格（camelCase、snake_case等）、缩进方式（空格数量、switch-case 缩不缩进等）、开闭大括号换不换行等容易引发战争（迫真）的东西，以养成良好的编程习惯。编程题最好为每一个类编写一个完备的测试类，覆盖尽可能多的输入、函数调用、输出，以证明代码正确实现了功能。如果编程题使用了 package 语句，应当确保提交时目录结构和 package 语句表达的包结构相同。（IDE 很多时候会帮你做）编程题在给出了具体需求的情况下，可以根据自己的需要添加额外的方法。

大家可以在 vscode、IDEA 等 IDE 上找到对应的代码风格检查工具，也可以自己设置自己的代码风格文件，可自行搜索了解 例如： vscode 插件 checkstyle

实验题目 #

Question1. Package #

浏览 Code 文件夹中的 Question01 目录，不允许变更目录结构和文件位置，只允许在文件中添加 package 和 import 语句，使根目录下 build 和 test 文件中的指令可以无报错顺利执行。

建议通过右键 Question01 文件夹以 vscode、IDEA等IDE打开，或直接在IDE内打开 Question01 文件夹，以确保构建正确的项目结构，下同。

Question2. 权限 #

阅读 Code 文件夹中的 Question02 目录，根据你对访问权限的理解。将文件中所有无法通过编译的语句注释掉。

你遇到的问题可能会集中在 protected 和默认访问权限。 从这次实验和上一次实验，可以引申出几个问题：

  • LAB03 中的单例模式，或者说所有构造方法都是 private 时，可能有子类吗？
  • final 类可以视为所有构造方法都是 private 的类吗？

简单谈谈你的见解。

Question3. Hide & Override #

阅读：

class Parent {
    int num = 4;

    protected void foo() {
        System.out.println("foo() of Parent");
    }

    static protected void bar() {
        System.out.println("bar() of Parent");
    }
}

class Child extends Parent {
    int num = 5;

    protected void foo() {
        System.out.println("foo() of Child");
    }

    static protected void bar() {
        System.out.println("bar() of Child");
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Parent f1 = new Parent();
        System.out.println(f1.num);

        Parent f2 = new Child();
        System.out.println(f2.num);

        Child c = new Child();
        System.out.println(c.num);

        f1.foo();
        f2.foo();
        c.foo();

        f1.bar();
        f2.bar();
        c.bar();
    }
}

a. 执行 java Test，程序的运行结果是什么？ b. 如果将子类的 protected void foo()改为默认访问权限，程序还能通过编译吗？ c. 如果将子类的 protected void bar()改为默认访问权限，程序还能通过编译吗？ d. foo 和 bar 的测试输出结果表现一致吗？ e. 属性、静态方法、非静态方法，哪些可以覆盖（重写、override），哪些可以隐藏？

在想要覆盖的时候，主动写一个@Override 注解，可以提高代码可读性，也可以防止你想要覆盖但是写成了重载的情况发生。不想让父类方法在子类中被覆盖的时候，将父类方法声明为 final 的

Question4. 组队副本 #

定义一个 Room 类，在其中声明一个属性代表这个房间的最大组队人数，提供对这个属性的 setter。创建一个 Room 的派生类：SpiralAbyss（即SpiralAbyss继承于 Room）。

SpiralAbyss类需增加一个ArrayList<Person>类型的属性：partner，表示当前组队同伴列表，并使得列表类型最长不超过最大组队人数。并增加你觉得合适的方法。

定义一个Person类，加入你觉得合适的属性和方法（至少有人物名字），用于生成多个不同的对象加入组队同伴列表，结合SpiralAbyss试图实现以下场景：

  • 生成SpiralAbyss的实例以及多于最大组队人数的Person的实例。
  • 将Person的实例逐一加入SpiralAbyss的实例的组队同伴列表中，直到超过最大组队人数，添加失败并打印提示信息。
  • 打印当前组队同伴列表中所有同伴的名字。

Question5. shape #

阅读下面的二维形状类 Shape 的描述：

public abstract class Shape {
    protected double a;
    protected double b;

    public Shape() { this(0.0, 0.0); }
    public Shape(double a, double b) {
        this.a = a;
        this.b = b;
    }

    /** calcArea
    * 计算形状的面积
    * @return 面积
    */
    abstract public double calcArea();

    /* 其他必要的方法，比如 getter 和 setter */
}

你的任务是：

  • 编写 Rectangle 类，a 和 b 分别代表矩形两条边的长度（长和宽）；
  • 编写 Rhombus 类，a 和 b 分别代表两条菱形对角线的长度；
  • 编写 Ellipse 类，a 和 b 分别代表椭圆两个半轴（半长轴和半短轴）的长度；
  • 编写一个测试类，构造子类对象并测试

注意：

  • 上述三个类都继承自 Shape 类，都必须要 override 方法 calcArea；
  • a 和 b 都不能是负数，当通过 constructor 或者 setter 设定为负数时，将对应的值 置为 0.0，或 throw 异常；
  • a 和 b 的大小关系没有任何约束，没有“a 必须不小于 b”的说法。

我们知道属性不设置为 public 是为了保护数据，如果 a 和 b 在 Shape 中的访问权限被设置为 private，在不添加新的属性的情况下，子类想要实现自己的 calcArea()该怎么办？

Question6. 其实 OOP Lab 里面也可以写操作系统 #

操作系统中，有一个概念叫做文件系统。以 Windows 为例，其文件系统中的文件可以粗略地分为以下四种：

  • 文件夹（包含一个子目录）
  • 快捷方式（打开它等价于打开其所指向的文件）
  • 可执行文件（.exe 这种不需要借助其他程序就能直接运行的文件）
  • 不可执行文件（本身无法运行，需要借助其他程序（打开方式）才能正确使用）

以上四种，都是“文件”。所有文件的属性都有：

  • 名称（不能为空，字符集是 ASCII 可打印字符）
  • 创建时间（年月日时分秒）
  • 大小（以 byte 为单位，是整数）
  • 内容（字节序列）
  • 位置（直接包含此文件的文件夹）

文件夹：

不考虑 OS 层面的内存对齐，文件夹的大小等于其内部所有文件的大小的加和； 文件夹的额外属性是，他的直接子目录中包含的文件夹数和其他文件数； 打开文件夹，会切换当前的工作路径到该文件夹下，初始工作路径我们认为是 C 盘； 可以在文件夹中添加新的文件；

快捷方式：

本质是一个类型为.lnk 的文件； 快捷方式的额外属性是其指向的文件（可以是任何文件，包括快捷方式和文件夹）； 打开快捷方式，等价于打开其指向的文件；指向的文件被删除后，无法打开快捷方式； 注意，快捷方式的所有属性，都代表其本身，不代表其指向的文件；

可执行文件：

打开就是运行其内容。

不可执行文件：

没有给出打开方式的情况下，无法被正确打开。

任务：

抽象出上述文本中的属性、方法、继承和组合信息，编写多个类描述上述关系。 不用实现很具体的功能，甚至不用实现可以交互的程序，仅需写一些方法调用的示例代码运行，打印相关信息并截图。但是不能有逻辑硬伤和编译错误。

你可能需要回忆一下 C 中的结构体，学习一下 Java 中的 enum 类

考虑建立一个文件类包含它们共有的属性和方法，再通过继承文件类来优化代码。

Calendar October 13, 2022
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