Java面向对象编程实战——继承与多态

本文将介绍如何使用Java面向对象编程实现形状的周长与面积的计算，通过继承与多态来改进设计，使得代码更加简洁、易于维护。

定义抽象类Shape

首先，我们需要定义一个抽象类Shape，该类包含一个不可变静态常量double PI，以及两个抽象方法getPerimeter和getArea，分别用于计算形状的周长和面积。以下是Shape类的代码：

public abstract class Shape {
    public static final double PI = 3.14;

    public abstract double getPerimeter();
    public abstract double getArea();
}

定义Rectangle与Circle类

接下来，我们需要定义两个类Rectangle和Circle，它们都继承自Shape类，并实现getPerimeter和getArea方法。Rectangle类包含一个private width和一个private length属性，表示矩形的宽度和长度；Circle类包含一个private radius属性，表示圆的半径。以下是Rectangle和Circle类的代码：

public class Rectangle extends Shape {
    private int width;
    private int length;

    public Rectangle(int width, int length) {
        this.width = width;
        this.length = length;
    }

    public double getPerimeter() {
        return 2 * (width + length);
    }

    public double getArea() {
        return width * length;
    }

    public String toString() {
        return "Rectangle [width=" + width + ", length=" + length + "]";
    }
}

public class Circle extends Shape {
    private int radius;

    public Circle(int radius) {
        this.radius = radius;
    }

    public double getPerimeter() {
        return 2 * PI * radius;
    }

    public double getArea() {
        return PI * radius * radius;
    }

    public String toString() {
        return "Circle [radius=" + radius + "]";
    }
}

编写sumAllArea和sumAllPerimeter方法

为了计算形状数组中所有对象的面积和与周长和，我们可以编写两个静态方法sumAllArea和sumAllPerimeter。以下是sumAllArea和sumAllPerimeter方法的代码：

public static double sumAllArea(Shape[] shapes) {
    double sum = 0;
    for (Shape shape : shapes) {
        sum += shape.getArea();
    }
    return sum;
}

public static double sumAllPerimeter(Shape[] shapes) {
    double sum = 0;
    for (Shape shape : shapes) {
        sum += shape.getPerimeter();
    }
    return sum;
}

在main函数中使用

在main函数中，我们可以先输入一个整数n，表示要输入n个形状。然后，我们可以通过循环读入n行数据，根据输入的形状类型，创建一个Rectangle或Circle对象，并将其放入shapes数组中。接下来，我们可以分别调用sumAllArea和sumAllPerimeter方法，计算所有形状的面积和和周长和，并使用Arrays.toString方法输出所有形状的信息。最后，我们可以分别输出每个形状的类型与父类型。以下是main函数的代码：

import java.util.Arrays;
import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        int n = scanner.nextInt();
        Shape[] shapes = new Shape[n];
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            String type = scanner.next();
            if (type.equals("rect")) {
                int width = scanner.nextInt();
                int length = scanner.nextInt();
                shapes[i] = new Rectangle(width, length);
            } else if (type.equals("cir")) {
                int radius = scanner.nextInt();
                shapes[i] = new Circle(radius);
            }
        }

        double sumArea = sumAllArea(shapes);
        double sumPerimeter = sumAllPerimeter(shapes);
        System.out.println(sumPerimeter);
        System.out.println(sumArea);
        System.out.println(Arrays.toString(shapes));

        for (Shape shape : shapes) {
            System.out.println(shape.getClass() + "," + shape.getClass().getSuperclass());
        }
    }
}

以上代码中，我们先输入了整数n，然后通过循环读入n行数据，根据输入的形状类型，创建一个Rectangle或Circle对象，并将其放入shapes数组中。接下来，我们分别调用sumAllArea和sumAllPerimeter方法，计算所有形状的面积和和周长和，并使用Arrays.toString方法输出所有形状的信息。最后，我们使用for循环遍历shapes数组，分别输出每个形状的类型与父类型。

总结

本文介绍了如何使用Java面向对象编程实现形状的周长与面积的计算，通过继承与多态来改进设计，使得代码更加简洁、易于维护。通过学习本文介绍的方法，读者可以进一步掌握Java面向对象编程的基础知识，提高编程能力。

需要注意的是，在读入混合使用nextInt与nextLine的时候，可能会出现行尾回车换行问题，需要使用scanner.nextLine()将行尾回车换行读入并丢弃，以避免出现错误。

完整代码如下：

import java.util.Arrays;
import java.util.Scanner;

public abstract class Shape {
public static final double PI = 3.14;

public abstract double getPerimeter();
public abstract double getArea();
}

class Rectangle extends Shape {
private int width;
private int length;

public Rectangle(int width, int length) {
this.width = width;
this.length = length;
}

public double getPerimeter() {
return 2 * (width + length);
}

public double getArea() {
return width * length;
}

public String toString() {
return "Rectangle [width=" + width + ", length=" + length + "]";
}
}

class Circle extends Shape {
private int radius;

public Circle(int radius) {
this.radius = radius;
}

public double getPerimeter() {
return 2 * PI * radius;
}

public double getArea() {
return PI * radius * radius;
}

public String toString() {
return "Circle [radius=" + radius + "]";
}
}

public class Main {
public static double sumAllArea(Shape[] shapes) {
double sum = 0;
for (Shape shape : shapes) {
sum += shape.getArea();
}
return sum;
}

public static double sumAllPerimeter(Shape[] shapes) {
double sum = 0;
for (Shape shape : shapes) {
sum += shape.getPerimeter();
}
return sum;
}

public static void main(String[] args) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
int n = scanner.nextInt();
scanner.nextLine(); // 读入行尾回车换行

Shape[] shapes = new Shape[n];
for (int i = 0; i < n; i++) {
String type = scanner.next();
if (type.equals("rect")) {
int width = scanner.nextInt();
int length = scanner.nextInt();
shapes[i] = new Rectangle(width, length);
} else if (type.equals("cir")) {
int radius = scanner.nextInt();
shapes[i] = new Circle(radius);
}
scanner.nextLine(); // 读入行尾回车换行
}

double sumArea = sumAllArea(shapes);
double sumPerimeter = sumAllPerimeter(shapes);
System.out.println(sumPerimeter);
System.out.println(sumArea);
System.out.println(Arrays.toString(shapes));

for (Shape shape : shapes) {
System.out.println(shape.getClass() + "," + shape.getClass().getSuperclass());
}
}
}

Java面向对象编程实战——继承与多态

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