学习目标
- 深入理解OO程序设计的特征：继承、多态；
- 熟练掌握Java语言中基于类、继承技术构造程序的语法知识；
- 利用继承定义类设计程序，能够设计开发含有1个主类、2个以上用户自定义类的应用程序。
实验部分：
1.实验目的与要求
（1）进一步理解4个成员访问权限修饰符的用途；
（2）掌握Object类的常用API用法；
（3）掌握ArrayList类用法与常用API；
（4）掌握枚举类使用方法；
（5）结合本章知识，理解继承与多态性两个面向对象程序设计特征，并体会其优点；
（6）熟练掌握Java语言中基于类、继承技术构造程序的语法知识（ch1-ch5）；
（7）利用已掌握Java语言程序设计知识，学习设计开发含有1个主类、2个以上用户自定义类的应用程序。
2、实验内容和步骤
实验1
Main.java
package TEST2; public class Main { public static void main(String[] args) { TEST2 test2 = new TEST2(); /*在下面分别调用 demo1 demo2 demo3 demo4 test1 test2 test3 test4方法 和t1 t2 t3 t3 e1 e2 e3 e4属性，好好理解继承和权限修饰符的用法与区别*/ String e2 = test2.e2; System.out.println(e2); String e3 = test2.e3; System.out.println(e3); String e4 = test2.e4; System.out.println(e4); String t2 = test2.t2; System.out.println(t2); String t3 = test2.t3; System.out.println(t3); String t4 = test2.t4; System.out.println(t4); test2.demo1(); test2.demo3(); test2.demo4(); test2.tese2(); test2.tese3(); test2.tese4();
TEST.1
package TEST2; public class TEST1 { private String t1 = "这是TEST1的私有属性"; public String t2 = "这是TEST1的公有属性"; protected String t3 = "这是TEST1受保护的属性"; String t4 = "这是TEST1的默认属性"; private void tese1() { System.out.println("我是TEST1用private修饰符修饰的方法"); } public void tese2() { System.out.println("我是TEST1用public修饰符修饰的方法"); } protected void tese3() { System.out.println("我是TEST1用protected修饰符修饰的方法"); } void tese4() { System.out.println("我是TEST1无修饰符修饰的方法"); } }
TEST.2
package TEST2; public class TEST2 extends TEST1{ private String e1 = "这是TEST2的私有属性"; public String e2 = "这是TEST2的公有属性"; protected String e3 = "这是TEST2受保护的属性"; String e4 = "这是TEST1的默认属性"; public void demo1() { System.out.println("我是TEST2用public修饰符修饰的方法"); } private void demo2() { System.out.println("我是TEST2用private修饰符修饰的方法"); } protected void demo3() { System.out.println("我是TEST2用protected修饰符修饰的方法"); } void demo4() { System.out.println("我是TEST2无修饰符修饰的方法"); } }
输出结果：
实验2
测试程序1
Equals.java
package equals; /** * This program demonstrates the equals method. * @version 1.12 2012-01-26 * @author Cay Horstmann */ public class EqualsTest { public static void main(String[] args) { // Employee alice1 = new Employee("Alice Adams", 75000, 1987, 12, 15); Employee alice2 = alice1; Employee alice3 = new Employee("Alice Adams", 75000, 1987, 12, 15); Employee bob = new Employee("Bob Brandson", 50000, 1989, 10, 1); System.out.println("alice1 == alice2: " + (alice1 == alice2)); System.out.println("alice1 == alice3: " + (alice1 == alice3)); System.out.println("alice1.equals(alice3): " + alice1.equals(alice3)); System.out.println("alice1.equals(bob): " + alice1.equals(bob)); System.out.println("bob.toString(): " + bob); Manager carl = new Manager("Carl Cracker", 80000, 1987, 12, 15); Manager boss = new Manager("Carl Cracker", 80000, 1987, 12, 15); boss.setBonus(5000); System.out.println("boss.toString(): " + boss); System.out.println("carl.equals(boss): " + carl.equals(boss)); System.out.println("alice1.hashCode(): " + alice1.hashCode()); System.out.println("alice3.hashCode(): " + alice3.hashCode()); System.out.println("bob.hashCode(): " + bob.hashCode()); System.out.println("carl.hashCode(): " + carl.hashCode()); } }
Employee.java
package equals; import java.time.*; import java.util.Objects; public class Employee { 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()//返回这个类的名字 { return name; } public double getSalary() { return salary; } public LocalDate getHireDay() { return hireDay; } public void raiseSalary(double byPercent) { double raise = salary * byPercent / 100; salary += raise; } public boolean equals(Object otherObject)//比较两个对象是否相等，如果两个对象指向同一块储存区域方法返回true，否则返回false；在自定义类中，应该覆盖这个方法。 { // 快速测试对象是否相同 if (this == otherObject) return true; //如果显式参数为空必须返回false if (otherObject == null) return false; //如果类不匹配则它们不相等 if (getClass() != otherObject.getClass()) return false; //现在已知otherObject是一个非空雇员 Employee other = (Employee) otherObject; //测试字段是否具有相同值 return Objects.equals(name, other.name) && salary == other.salary && Objects.equals(hireDay, other.hireDay); } public int hashCode()//返回对象的散列码 { return Objects.hash(name, salary, hireDay); } public String toString()//返回描述该对象值的字符串，在自定义类中，应该覆盖这个方法。 { return getClass().getName() + "[name=" + name + ",salary=" + salary + ",hireDay=" + hireDay + "]";//对于getClass()来说，它可以在运行时获得类。 } }
Manager.java
package equals; public class Manager extends Employee //构建子类Manager继承父类Employ { private double bonus; public Manager(String name, double salary, int year, int month, int day) { super(name, salary, year, month, day); bonus = 0; } public double getSalary() { double baseSalary = super.getSalary(); return baseSalary + bonus; } public void setBonus(double bonus) { this.bonus = bonus; } public boolean equals(Object otherObject)//比较两个对象是否相等，如果两个对象指向同一块储存区域方法返回true，否则返回false；在自定义类中，应该覆盖这个方法。 { if (!super.equals(otherObject)) return false; Manager other = (Manager) otherObject; //检查this和other属于同一个类 return bonus == other.bonus; } public int hashCode()//返回对象的散列码 { return java.util.Objects.hash(super.hashCode(), bonus); } public String toString()//返回描述该对象值的字符串，在自定义类中，应该覆盖这个方法。 { return super.toString() + "[bonus=" + bonus + "]";//超类中使用了getClass().getName()，那么子类只要调用super.toString()就可以了。 } }
测试程序2：
ArrayListTest,java
package arrayList; import java.util.*; /** * This program demonstrates the ArrayList class. * @version 1.11 2012-01-26 * @author Cay Horstmann */ public class ArrayListTest { public static void main(String[] args) { //声明和构造一个保存Employee对象的数组列表，new ArrayList<>()将赋值一个类型为ArrayList<Employee>的变量，所以泛型类型为Employee。 ArrayList<Employee> staff = new ArrayList<>(); //用三个雇员对象填充数组 staff.add(new Employee("Carl Cracker", 75000, 1987, 12, 15)); staff.add(new Employee("Harry Hacker", 50000, 1989, 10, 1)); staff.add(new Employee("Tony Tester", 40000, 1990, 3, 15)); //将所有人的薪水增加5% for (Employee e : staff) e.raiseSalary(5); //打印所有雇员对象的信息 for (Employee e : staff) System.out.println("name=" + e.getName() + ",salary=" + e.getSalary() + ",hireDay=" + e.getHireDay()); } }
employee.java
package arrayList; import java.time.*; public class Employee { 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()//返回这个类的名字 { return name; } public double getSalary() { return salary; } public LocalDate getHireDay() { return hireDay; } public void raiseSalary(double byPercent) { double raise = salary * byPercent / 100; salary += raise; } }
输出结果：
测试程序3：
* This program demonstrates enumerated types.
* @version 1.0 2004-05-24
* @author Cay Horstmann
*/
public class EnumTest
{
public static void main(String[] args)
{
Scanner in = new Scanner(System.in);
System.out.print("Enter a size: (SMALL, MEDIUM, LARGE, EXTRA_LARGE) ");
String input = in.next().toUpperCase();//全部字符转换成大写；
Size size = Enum.valueOf(Size.class, input);//toString能够返回枚举常量名，toString的逆方法是静态方法valueOF
System.out.println("size=" + size);
System.out.println("abbreviation=" + size.getAbbreviation());
if (size == Size.EXTRA_LARGE)//比较两个枚举类型的值时，不要调用equals，直接用“==”
System.out.println("Good job--you paid attention to the _.");
}
}
{
SMALL("S"), MEDIUM("M"), LARGE("L"), EXTRA_LARGE("XL");
public String getAbbreviation() { return abbreviation; }
}
输出结果：
总结：通过书本和网上查询，我总结了本节实验中主要的知识点
一，Object是Java所有类的始祖，Java中的每个类是由它扩展而来的，即Object类是所有类的父类，位于java.lang包中，数组也是Object类的子类。
Object类的常用方法有：toString()， equals()，hashCode()。
equals()通常用来进行比较，在Object类中，它进行了引用的比较，只有引用相同时会返回true。但是这样并不是我们想要的比较的情况，比如字符串的比较是比较每个字符是否相同，那么在String类中就会对equals()方法进行重写。
toString()默认在Object类中输出当前运行时类和一个HashCode。对于自己写的类，可以将类中的所有属性进行输出，当重写了toString()方法后，直接使用System.out.println()中传对象名，即可默认调用对象的toString()方法。
二，ArrayList就是动态数组，可以动态的增加和减少元素，灵活的设置数组的大小，基本的ArrayList，善于随机访问元素，但插入和删除元素较慢。且ArrayList不是线程安全的，一般在单线程中使用。
add(e)在list最后添加元素；add(index, e)在索引位置添加元素e；remove(int index)按索引删；remove(Object o)按元素内容删；set(index, e)将e放在index位置上，替换原来元素；indexOf(e)查找e出现的第一个位置并返回下标；indexOf(e)查找e出现的第一个位置并返回下标；size()返回list中元素个数；
三，Java 中的枚举类型采用关键字enum来定义，比较两个枚举类型值时，不用equals，直接用“==”。所有枚举类都是Enum类的子类。其中toString方法能够返回枚举常量名。每个枚举类都有一个静态values方法，它将返回一个包含全部枚举值的数组。枚举值并不是整数或其他类型，是被声明的枚举类的自身实例。枚举类不能有public修饰的构造函数。枚举值隐含都是由public、static、final修饰的。
四，多态：指允许不同类的对象对同一消息做出响应，即同一消息可以根据发送对象的不同而采用多种不同的行为方式。实现多态的技术称为：动态绑定，是指在执行期间判断所引用对象的实际类型，根据其实际的类型调用其相应的方法。多态存在的三个必要条件：要有继承；要有重写；父类引用指向子类对象。Java中多态的实现方式：接口实现，继承父类进行方法重写，同一个类中进行方法重载。
此外，我还查到，类与类之间的关系除了继承关系之外，还有依赖、关联、聚合、组合、实现等。
一，实现关系
实现指的是一个class类实现interface接口（可以是多个）的功能，实现是类与接口之间最常见的关系。在Java中此类关系通过关键字implements明确标识，在设计时一般没有争议性。在UML类图设计中，实现用一条带空心三角箭头的虚线表示，从类指向实现的接口。
二，依赖关系
简单的理解，依赖就是一个类A使用到了另一个类B，而这种使用关系是具有偶然性的、临时性的、非常弱的，但是类B的变化会影响到类A。比如某人要过河，需要借用一条船，此时人与船之间的关系就是依赖。表现在代码层面，为类B作为参数被类A在某个method方法中使用。在UML类图设计中，依赖关系用由类A指向类B的带箭头虚线表示。
三，关联关系
关联体现的是两个类之间语义级别的一种强依赖关系，比如我和我的朋友，这种关系比依赖更强、不存在依赖关系的偶然性、关系也不是临时性的，一般是长期性的，而且双方的关系一般是平等的。关联可以是单向、双向的。表现在代码层面，为被关联类B以类的属性形式出现在关联类A中，也可能是关联类A引用了一个类型为被关联类B的全局变量。在UML类图设计中，关联关系用由关联类A指向被关联类B的带箭头实线表示，在关联的两端可以标注关联双方的角色和多重性标记。
四，聚合关系
聚合是关联关系的一种特例，它体现的是整体与部分的关系，即has-a的关系。此时整体与部分之间是可分离的，它们可以具有各自的生命周期，部分可以属于多个整体对象，也可以为多个整体对象共享。比如计算机与CPU、公司与员工的关系等，比如一个航母编队包括海空母舰、驱护舰艇、舰载飞机及核动力攻击潜艇等。表现在代码层面，和关联关系是一致的，只能从语义级别来区分。在UML类图设计中，聚合关系以空心菱形加实线箭头表示。
五，组合关系
组合也是关联关系的一种特例，它体现的是一种contains-a的关系，这种关系比聚合更强，也称为强聚合。它同样体现整体与部分间的关系，但此时整体与部分是不可分的，整体的生命周期结束也就意味着部分的生命周期结束，比如人和人的大脑。表现在代码层面，和关联关系是一致的，只能从语义级别来区分。在UML类图设计中，组合关系以实心菱形加实线箭头表示。
继承、实现这两种关系，它们体现的是一种类和类、或者类与接口间的纵向关系。其他的四种关系体现的是类和类、或者类与接口间的引用、横向关系，是比较难区分的，有很多事物间的关系要想准确定位是很难的。前面也提到，这四种关系都是语义级别的，所以从代码层面并不能完全区分各种关系，但总的来说，后几种关系所表现的强弱程度依次为：组合>聚合>关联>依赖。
多态是指程序中定义的引用变量所指向的具体类型和通过该引用变量发出的方法调用在编程时并不确定，而是在程序运行期间才确定，即一个引用变量倒底会指向哪个类的实例对象，该引用变量发出的方法调用到底是哪个类中实现的方法，必须在由程序运行期间才能决定。因为在程序运行时才确定具体的类，这样，不用修改源程序代码，就可以让引用变量绑定到各种不同的类实现上，从而导致该引用调用的具体方法随之改变，即不修改程序代码就可以改变程序运行时所绑定的具体代码，让程序可以选择多个运行状态，这就是多态性。