一，实验目的

设计类，并画出UML类图
实现UML中的类
使用类开发应用程序

二、实验内容

1、（P305, 9.1）【矩形类Rectangle】遵照9.2节中Circle类的例子，设计一个名为Rectangle的类表示矩形。这个类包括：

两个名为width和height的double型数据域，它们分别表示矩形的宽和高。width和height的默认值都为1。
创建默认矩形的无参构造方法。
创建width和height为指定值的矩形的构造方法。
一个名为getArea()的方法返回这个矩形的面积。
一个名为getPerimeter()的方法返回矩形周长。

画出该类的UML图并实现这个类。编写一个测试程序，创建两个Rectangle对象：一个矩形的宽为4高为40，另一个矩形的宽为3.5高为35.9。依次显示每个矩形的宽、高、面积和周长。

1.1该程序的UML图如下：

1.2对程序的测试结果如下:

由测试结果可知，该程序完全符合实验要求。

1.3心得体会

本程序中刚开始对默认值有点迷，因为在c++中类的成员变量是不能赋初始值的，但是java是允许的。这显示的java的方便和强大，对于这种细节方面的东西以后一定要不懂就查。

1.4源代码如下：

public class Rectangle {
    double width = 1;
    double heigth = 1;
    Rectangle( ){
     width = 1;
     heigth = 1;
    }
    Rectangle(double width,double heigth){
        this.heigth = heigth;
        this.width = width;
    }
    public  double getArea(){
        return  heigth * width;
    }
    public double getPerimeter(){
        return (heigth + width) * 2;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Rectangle rec1 = new Rectangle(4,40);
        Rectangle rec2 = new Rectangle(3.5,35.9);

        System.out.println("矩形1的宽为"+rec1.width+"  长为"+rec1.heigth+" 面积为："+rec1.getArea()+" 周长为"+rec1.getPerimeter());
        System.out.println("矩形2的宽为"+rec2.width+"  长为"+rec2.heigth+" 面积为："+rec2.getArea()+" 周长为"+rec2.getPerimeter());

    }

}

2. （P307, 9.8）【风扇类Fan】设计一个名为Fan的类表示一个风扇。这个类包括：

三个名为SLOW、MEDIUM和FAST而值为1、2、3的常量表示风扇的速度。
一个名为speed的int类型私有数据域表示风扇的速度（默认值为SLOW）。
一个名为on的boolean类型私有数据域表示风扇是否打开（默认值为false）。
一个名为radius的double类型私有数据域表示风扇的半径（默认值为5）。
一个名为color的String类型数据域表示风扇的颜色（默认值为blue）。
这四个数据域的访问器和修改器。
一个创建默认风扇的无参构造方法。
一个名为toString()的方法返回描述风扇的字符串。如果风扇是打开的，那么该方法在一个组合的字符串中返回风扇的速度、颜色和半径。如果风扇没有打开，该方法返回一个由“fan is off”和风扇颜色、半径组成的字符串。

画出该类的UML图。实现这个类。编写一个测试程序，创建两个Fan对象。将第一个对象设置为最大速度、半径为10、颜色为yellow、状态为打开。将第二个对象设置为中等速度、半径为5、颜色为blue、状态为关闭。通过调用它们的toString方法显示这些对象。

2.1该程序的UML图如下：

2.2对程序的测试结果如下:

由测试结果可知，该程序完全符合实验要求。

2.3心得体会

这个实验的UML类图有点把握不住，首先是常量在UML图中要怎么表示，常量是静态变量的一种，所以也要加下划线。另外发现IDEA是可以自动生成UML图的，可以根据那个图来画UML图就比较方便了。

2.4源代码如下：

public class Fan {
public final static int SLOW = 1;
final static int MEDIUM = 2;
final static int FAST = 3;
private int speed = SLOW;
private boolean on = false;
private double radius = 5;
public boolean isOn() {
return on;
}
public void setOn(boolean on) {
this.on = on;
}
public double getRadius() {
return radius;
}
public void setRadius(double radius) {
this.radius = radius;
}
public String getColor() {
return color;
}
public void setColor(String color) {
this.color = color;
}
public String color = "blue";
Fan(){}
@Override
public String toString() {
if(this.on)
return "fan{" +
"speed=" + speed +
", radius=" + radius +
", color='" + color + '\'' +
'}';
else
return "fan is off"+" and fan{"+
"speed=" + speed +
",radius=" + radius +
", color='" + color + '\'' +
'}';
}
public int getSpeed() {
return speed;
}
public void setSpeed(int speed) {
this.speed = speed;
}
public static void main(String[] args) {
Fan fan1 = new Fan();
fan1.setColor("yellow");
fan1.setSpeed(Fan.FAST);
fan1.setOn(true);
Fan fan2 = new Fan();
fan2.setColor("blue");
fan2.setSpeed(Fan.MEDIUM);
fan2.setOn(false);
System.out.println("显示fan1");
System.out.println(fan1.toString());
System.out.println("显示fan2");
System.out.println(fan2.toString());
}
}

3.（P308，9.10*）【二次方程式】为二次方程式ax2+bx+c=0设计一个名为QuadraticEquation的类。这个类包括：

代表三个系数的私有数据域a、b、c。
一个参数为a、b、c的构造方法。
a、b、c的三个get方法。
一个名为getDiscriminant()的方法返回判别式，b2-4ac。
一个名为getRoot1()和getRoot2()的方法返回等式的两个根。

这些方法只有在判别式为非负数时才有用。如果判别式为负，方法返回0。

画出该类的UML图。实现这个类。编写一个测试程序，提示用户输入a、b、c的值，然后显示判别式的结果。如果判别式为正数，显示两个根；如果判别式为0，显示一个根；否则，显示“The equation has no roots”。

3.1该程序的UML图如下：

3.2对程序的测试结果如下:

1）当方程有两根时：

2）当方程没有根时：

3)当方程只有一个根时:

4)当二次项系数为零时，会提示用户输入错误：

由测试结果可知，对于所有情况，该程序都完全符合实验要求。

3.3心得体会

这次差一点就漏了二次项系数为零时的情况的，起初输入零时，程序运行直接异常，于是马上修改，最后得到正确的程序。

3.4源代码如下：

public class QuadraticEquation {
private double a;
private double c;
private double b;
public QuadraticEquation(double a, double c, double b) {
this.a = a;
this.c = c;
this.b = b;
}
public double getDiscriminant(){
return getB() * getB() - 4*getA()*getC();
}
public double getA() {
return a;
}
public double getRoot1(){
double t =getDiscriminant();
if(t < 0)
return 0;
else
return (-b + Math.sqrt(t)) / (2*a);
}
public double getRoot2(){
double t =getDiscriminant();
if(t < 0)
return 0;
else
return (-b - Math.sqrt(t)) / (2*a);
}
public double getC() {
return c;
}
public double getB() {
return b;
}
public void setABC(double a,double b,double c) {
this.a = a;
this.c= c;
this.b = b;
}
public static void main(String[] args) {
Scanner input =new Scanner(System.in);
System.out.print("请以此输入二次方程的二次项系数，一次项系数和常数项系数：");
double a =input.nextDouble();
double b =input.nextDouble();
double c =input.nextDouble();
if(a == 0)
{
System.out.print("二次项系数不为零，请重新输入:");
a =input.nextDouble();
}
QuadraticEquation equ =new QuadraticEquation(a,b,c);
double t = equ.getDiscriminant();
if(t > 0)
System.out.println("该方程有两根，分别为："+equ.getRoot1()+" "+equ.getRoot2());
else if(t == 0)
System.out.println("该方程有一个根，为："+equ.getRoot2());
else
System.out.println("该方程没有根");
}
}

4.（P308, 9.13**）【位置类】设计一个名为Location的类，定位二维数组中的最大值及其位置。这个类包括公共的数据域row、column和maxValue，二维数组中的最大值及其下标用double型的maxValue以及int型的row和column存储。

编写下面的方法，返回一个二维数组中最大值的位置。

public static Location locateLargetst(double[][] a)

返回值是一个Location的实例。编写一个测试程序，提示用户输入一个二维数组，然后显示这个数组中的最大元素及下标。运行实例如下：

输入二维数组的行数和列数: 3 4

输入数组:

23.5 35 2 10

4.5 3 45 3.5

35 44 5.5 9.6

最大元素及其下标是: 45 在(1,2)

4.1对程序的测试结果如下:

1）对于题目给定测试数据，程序运行结果为：

2）当在极端情况，即二维数组只含一个数时：

3）当二维数组中包含多个最大数据时，程序返回列标和行标之后最小的那个：

由测试结果可知，该程序完全符合实验要求。

4.2心得体会

通过这个程序，暴露并改变了我的一个错误观念：一个Java文件中是可以包含多个类的，但是public的那个类必须和文件名同名。以前并未注意到这个细节。

4.3源代码如下：

public class Location {
public int row;
public int column;
public double maxValue;
public Location(int row, int column, double maxValue) {
this.row = row;
this.column = column;
this.maxValue = maxValue;
}
public static Location locateLargetst(double[][] a){
int r = 0, c = 0;
double max = a[0][0];
for (int i = 0; i < a.length; i++) {
for (int j = 0; j < a[i].length; j++) {
if(max < a[i][j])
{
max = a[i][j];
r =i;
c = j;
}
}
}
Location loc1 = new Location(r,c,max);
return loc1;
}
public static void main(String[] args) {
Scanner input = new Scanner(System.in);
System.out.println("输入二维数组的行数和列数:");
int r =input.nextInt();
int c =input.nextInt();
double[][] a = new double [r][c];
System.out.println("输入数组：");
for (int i = 0; i < r; i++) {
for (int j = 0; j < c; j++) {
a[i][j] = input.nextDouble();
}
}
Location loc1 = locateLargetst(a);
System.out.println("最大元素的为："+loc1.maxValue+" 坐标为：（"+loc1.row+","+loc1.column+")");
}
}

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