詳解Java語言中的抽象類與繼承

2022-10-22 14:00:10

一、實驗目的

1、掌握抽象類的設計；

2、掌握抽象方法方法的實現；

3、熟悉類的向下向上轉型，以及子類範例化父類別物件的基本要求；

4、掌握通過類的繼承實現抽象類。

二、實驗要求

（一）編寫一個Shape抽象類，其中包含有：

1個成員變數：表示長度，資料型別為double。當類為Circle時，表示半徑；當類為Square時，表示其邊長； 2個抽象方法area()、perimeter()，分別用於計算圖形的面積、周長。

public abstract class Shape{
    private double length;  // 定義一個私有的成員變數

    public double getLength() { // 定義一個方法 getLength() 返回長度值
        return length;
    }

    public void setLength(double length) {  // 定義一個方法 setLength() 獲得長度值
        this.length = length;
    }
    public abstract double area();  // 定義一個抽象方法 area()，求面積
    public abstract  double perimeter();    // 定義一個抽象方法，求周長
}

（二）設計類Circle（圓形）和類Square（正方形），實現抽象類Shape中的所有抽象方法，其中計算圓的面積、周長時，π可以直接參照Math.PI。

class Circle extends Shape{ // 定義一個實現抽象類 Circle 圓形，繼承自抽象類 Shape
    @Override
    public double area() {  // 實現抽象類中的 area() 方法
        return Math.PI * getLength() * getLength(); // 返回圓的面積
    }

    @Override
    public double perimeter() { // 實現抽象類中的 perimeter() 方法
        return 2 * Math.PI * getLength();   // 返回圓的周長
    }
}

class Square extends Shape{ // 定義一個實現抽象類 Square 方形，繼承自抽象類 Shape
    @Override
    public double area() {  // 實現抽象類中的 area() 方法
        return getLength() * getLength();   // 返回方形的面積
    }

    @Override
    public double perimeter() { // 實現抽象類中的 perimeter() 方法
        return 4 * getLength(); // 返回方形的邊長
    }
}

（三）建立一個包含main方法的Test類，測試相關的類和抽象類。

class Test{ // 定義一個測試類
    public static void main(String[] args) {    // 主入口函數
        Shape circle = new Circle();    // 定義一個Shape 型別的circle物件，用Circle類進行範例化
        circle.setLength(3);    // 傳入引數
        System.out.println("圓的半徑為：" + circle.getLength());
        System.out.println("圓的面積為：" + circle.area());
        System.out.println("圓的周長為：" + circle.perimeter());

        Shape square = new Square();    // 定義一個Shape 型別的square物件，用Square類進行範例化
        square.setLength(3);    // 傳入引數
        System.out.println("正方形的邊長為為：" + square.getLength());
        System.out.println("正方形的面積為：" + square.area());
        System.out.println("正方形的周長為：" + square.perimeter());
    }
}

全部程式碼展示

package experiment11.java;

public abstract class Shape{
    private double length;  // 定義一個私有的成員變數

    public double getLength() { // 定義一個方法 getLength() 返回長度值
        return length;
    }

    public void setLength(double length) {  // 定義一個方法 setLength() 獲得長度值
        this.length = length;
    }
    public abstract double area();  // 定義一個抽象方法 area()，求面積
    public abstract  double perimeter();    // 定義一個抽象方法，求周長
}

class Circle extends Shape{ // 定義一個實現抽象類 Circle 圓形，繼承自抽象類 Shape
    @Override
    public double area() {  // 實現抽象類中的 area() 方法
        return Math.PI * getLength() * getLength(); // 返回圓的面積
    }

    @Override
    public double perimeter() { // 實現抽象類中的 perimeter() 方法
        return 2 * Math.PI * getLength();   // 返回圓的周長
    }
}

class Square extends Shape{ // 定義一個實現抽象類 Square 方形，繼承自抽象類 Shape
    @Override
    public double area() {  // 實現抽象類中的 area() 方法
        return getLength() * getLength();   // 返回方形的面積
    }

    @Override
    public double perimeter() { // 實現抽象類中的 perimeter() 方法
        return 4 * getLength(); // 返回方形的邊長
    }
}

class Test{ // 定義一個測試類
    public static void main(String[] args) {    // 主入口函數
        Shape circle = new Circle();    // 定義一個Shape 型別的circle物件，用Circle類進行範例化
        circle.setLength(3);    // 傳入引數
        System.out.println("圓的半徑為：" + circle.getLength());
        System.out.println("圓的面積為：" + circle.area());
        System.out.println("圓的周長為：" + circle.perimeter());

        Shape square = new Square();    // 定義一個Shape 型別的square物件，用Square類進行範例化
        square.setLength(3);    // 傳入引數
        System.out.println("正方形的邊長為為：" + square.getLength());
        System.out.println("正方形的面積為：" + square.area());
        System.out.println("正方形的周長為：" + square.perimeter());
    }
}