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| 作业学习目标 |
掌握类与对象的基础概念，理解类与对象的关系； 掌握对象与对象变量的关系； 掌握预定义类Date、LocalDate类的常用API； 掌握用户自定义类的语法规则，包括实例域、静态域、构造器方法、更改器方法、访问器方法、静态方法、main方法、方法参数的定义要求； 掌握对象的构造方法、定义方法及使用要求；（重点）； 理解重载概念及用法； 掌握包的概念及用法；
|
第一部分：总结第四章理论知识
1、面向对象程序设计概述：面向对象程序设计（OOP）是一种新的程序设计思维，这种方法更接近人类处理现实世界问题的自然表示方法。
（1）对象是面向对象编程的核心，是具体实体，具有明确定义的状态和行为。
（2)对象的三个主要特征：
1）行为:可以对对象施加哪些操作或者可以使用哪些方法；
2）状态：当施加那些操作或者方法时，对象应该如何应对；
3）标识:如何辨别具有相同行为和状态的不同对象。
2、类（class）
（1）类是具有相同属性和行为的一组对象的集合；
（2）类是描述对象的模板，它定义一类对象所拥有的数据和能完成的操作，在面向对象的程序设计中，类是构造程序的基本单位；
（3）每个类由一组结构化的数据（称作实例域）和在其上的一组操作构成。
3、如何识别类：
（1）过程化程序设计，必须从顶部的main函数开始编写程序；
（2）oop的思路，首先从设计类开始，然后在每个类里面添加方法；
（3）识别类简单规则是在问题分析过程中寻找名词，而类的方法则对应动词。
4、类和对象的关系：
（1）类是对象的原型，对象是类的实例，类是同类对象的抽象；
（2）所有属于同一个类的对象都具有相同的特征和操作。
5、类之间的关系：
（1） 依赖：如果一个类中的方法操作了另一个类的对象，那么这个类就依赖于另一个类；
（2）聚合：类A的对象包含类B的对象；
（3）继承：表示一个特定类和一个 一般类之间的关系。
一般来说， 如果类A继承了类B，那么类A 不仅有类B的方法与状态，还有属于自己的 状态与方法。
6、表达类关系的UML符号：
7、预定义类的使用：
（1）已学过的预定义类：Math类、math类、String类、Scanner类；
（2）要使用预定义类的方法，只需知道方法名和参数即可，无需了解它的内在实现过程；
（3）使用预定义类需要在程序开始处用import命令导入该类所在的包路经。
8、对象与对象变量：
（1）在oop中，要想使用对象，就必须首先构造对象，并初始化对象的状态，然后通过对象调用类中的方法；
（2）Java中，用构造器构造并初始化对象；
（3）构造器是类中一个特殊的方法，该方法与类名相同。不需要提供返回值；
（4）构造并初始化对象的格式：
new 构造器名（参数）
9、对象的初始化实例：
（1）Date类，定义在Java标准类库的Java.util包中；
（2）初始化Date类对象的实例：
new Date（）；
System.out.println(new Date())；
（3）可以在类中一个方法用于新创建的对象：String s = new Date（）.toString()；
10、对象变量：
（1）如果要多次使用初始化的变量，可将初始化后的变量放在一个对象变量中；
格式： Date birthday = new Date（）；
（2）对象变量保存对象后，可用对象变量引用对象；
System.out.println(birthday.toString());
（3）可将一个对象变量设置为NULL，表示该对象变量未引用任何对象。
11、更改器方法和访问器方法：
（1）一个类中对实例域进行修改的方法，更改器前面加set；
（2）一个类中对实例域进行访问的方法，前缀get。
12、用户自定义类：
（1）类的定义包括两部分内容：声明和类体
（2）类体由两部分构成：
一为实体域（或成员变量）定义；二为方法定义。
（3）域的定义：
1）实例域：类定义时实例域部分所定义的变量；
2）局部变量：方法体中定义的变量和方法的参数；
3）实例域的隐藏性：局部变量与实例域名字相同时，则实例域被隐藏，即在这个方法内暂时失效。
4）实例域的有效性：在整个类内部有效，而局部变量只在定义它的方法内有效。
5）私有实例域的更改器和访问器：有时需要获得或设置私有实例域的值，此时需提供下面三项内容：
a）一个私有的数据库；
b）一个共有的域访问器方法；
c）一个共有的域访问器方法；
6）final实例域：
可以将实例域定义为final，此类域构建对象时时必须进行初始化；即必须确保在构造器执行之前，这个域的值被设置，并且在后面的操作中，不能再对它的值进行修改，即该域无修改器。
final修饰符多用于基本数据类型域，或不可变类的域；
7）方法定义：
a）包括方法声明和方法体；
b）方法的声明：名字，类型和参数等属性的说明：方法的类型描述的数返回值类型；
c）方法体由局部变量和Java语句构成；一个类中可以有多个方法具有相同的名字，不同的类型，不同的参数，这种情况叫重载；
13、构造器：用来构造并初始化对象。
（1）构造器的名字必须要与它所在类名字相同；
（2）每个包可以由一个以上的构造器；
（3）构造器可以由一个，一个以上的参数；
（4）构造器没有返回值；
（5）构造器总是被new运算符调用；
14、（1）静态域：绝大多数面向对象程序设计语言中，静态域被称为类域。
如果将域定义为static，每个类中只有一个这样的域。而每个对象对于所有的实例域却都有自己的一份拷贝。
（2）main方法：main方法不对任何对象进行操作。静态的main方法将执行并创建程序所需要的对象。
（3）静态常量：静态变量用的少，但是静态常量用的多。
(4).静态方法：用修饰的方法叫静态方法或类方法,静态方法可通过类名或对象来调用,而其他方法只能通过对象来调用。静态方法不能操作对象,不能在静态方法中访问实例域。但静态方法可以访问自身类中的静态域。可以认为静态方法是没有this参数的方法,而在一个非静态方法中,this参数是表示这个对象/对象构造器的隐式参数。
15、对象的定义：使用一个类创建一个对象时，即创建了一个类的实例域。只有通过对象才可以访问该域的公共实例域，调用类中共有的方法；
16、类的导入：一个类可以直接使用它所在的包中的所有类，也可以使用来自其他包中的所有public类。
（1）静态导入：import语句不仅可以导入类，还增加了静态导入方法和静态域的功能；
（2）将类放如包中：首先用package语句指明报的名字，且该语句应为程序的第一条语句，然后才是定义类的语句；
（3）如果源文件不使用package语句指明包名，源文件的类将属于默认包。
（4）当一个源文件中使用了package语句时，那么这个包中所有的类文件的都必须放在与包名相匹配的目录中；
（5）当程序中所使用的类位于不同包时，起源问价和类文件必须如下组织；
17、包作用域：
（1）类中标记为public的部分可以被任意类使用；
（2）类中标记为private的部分只能在类中使用；
（3）如果没有为类、方法或实例域指定访问控制修饰符public或private，这部分可以被同一包中的所有方法访问；
（4）如果实例域不标记为private，将默认为包可见，这样做会破坏类的封装性。
18、类路径：
（1）类存储在文件系统的子目录中，类得路径必须与包名匹配；
（2）在命令行方式下，设置类路径，使用-classpath选项指定类路径。
第二部分：实验部分
实验名称：实验三 类与对象的定义及使用
1. 实验目的：
(1) 熟悉PTA平台线上测试环境；
(2) 理解用户自定义类的定义；
(3) 掌握对象的声明；
(4) 学会使用构造函数初始化对象；
(5) 使用类属性与方法的使用掌握使用；
(6) 掌握package和import语句的用途。
3. 实验步骤与内容：
实验1
采用个人账号登录https://pintia.cn/，使用绑定码620781加入PTA平台NWNU-2019CST1教学班（西北师范大学 计算机科学与工程学院 2018级计算机科学与技术），完成《2019秋季西北师范大学面向对象程序设计程序设计能力测试1》，测试时间50分钟。
实验1.1
公民身份证号码按照GB11643—1999《公民身份证号码》国家标准编制，由18位数字组成：前6位为行政区划分代码，第7位至14位为出生日期码，第15位至17位为顺序码，第18位为校验码。从键盘输入1个身份证号，将身份证号的年月日抽取出来，按年-月-日格式输出。注意：输入使用Scanner类的nextLine()方法，以免出错。
输入样例:
34080019810819327X
输出样例:
1981-08-19
程序代码：
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 |
import java.util.Scanner; public class test1 {
public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub Scanner in = new Scanner(System.in); System.out.println("please input your ID:"); String s1 = in.nextLine(); String s2,s3,s4; s2 = s1.substring(6, 10); s3 =s1.substring(10, 12); s4 = s1.substring(12, 14); System.out.println(s2+"-"+s3+"-"+s4); } } |
运行结果如图：
实验1.2
studentfile.txt文件内容是某班同学的学号与姓名，利用此文件编制一个程序，将studentfile.txt文件的信息读入到内存，并提供两类查询功能：（1）输入姓名查询学号；（2）输入学号查询姓名。要求程序具有友好人机交互界面。
编程建议：
（1）从文件中读入学生信息，可以编写如下函数：
public static void StudentsFromFile(String fileName))
（2）输入姓名查找学生学号，可以编写如下函数：
public static String findStudent(String name)
（3）输入学号查找学生姓名，可以编写如下函数：
public static String findStudent(String ID)
程序代码：
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 |
import java.io.BufferedReader; import java.io.FileReader; import java.io.IOException; import java.util.ArrayList; import java.util.Scanner;
public class Main { // private static Student students[];
private static ArrayList
public static void main(String[] args) { list = new ArrayList<>(); Scanner in = new Scanner(System.in); try { readFile("studentfile.txt"); System.out.println("请选择操作，1按姓名，2按学号，3退出"); int i; while ((i = in.nextInt()) != 3) { switch (i) { case 1: System.out.println("请输入姓名"); String name = in.next(); Student student = findStudentByName(name); if (student == null) { System.out.println("没找到"); } else { System.out.println(student.toString()); } System.out.println("请选择操作，1按姓名，2按学号，3退出"); break; case 2: System.out.println("请输入学号"); String id = in.next(); Student student1 = findStudentById(id); if (student1 == null) { System.out.println("没找到"); } else { System.out.println(student1.toString());
} System.out.println("请选择操作，1按姓名，2按学号，3退出"); break;
default: System.out.println("输入有误"); System.out.println("请选择操作，1按姓名，2按学号，3退出"); break; }
} } catch (IOException e) { // TODO 自动生成的 catch 块 e.printStackTrace(); }finally { in.close(); }
}
public static void readFile(String path) throws IOException { FileReader reader = new FileReader(path); BufferedReader br = new BufferedReader(reader); String result; while ((result = br.readLine()) != null) { Student student = new Student(); student.setName(result.substring(13)); student.setID(result.substring(0,12)); list.add(student); } br.close(); }
public static Student findStudentByName(String name) { for (Student student : list) { if (student.getName().equals(name)) { return student; } } return null;
}
public static Student findStudentById(String Id) { for (Student student : list) { if (student.getID().equals(Id)) { return student; } } return null;
} }
class Student { private String name; private String ID;
public String getName() { return name; }
public void setName(String name) { this.name = name; }
public String getID() { return ID; }
public void setID(String iD) { ID = iD; }
@Override public String toString() { // TODO 自动生成的方法存根 return "姓名是：" + name + "学号是：" + ID; } } |
运行结果如下：
实验2 导入第4章示例程序并测试。
测试程序1：
编辑、编译、调试运行程序4-2（教材104页）；
结合程序运行结果，掌握类的定义与类对象的用法，并在程序代码中添加类与对象知识应用的注释；
尝试在项目中编辑两个类文件（Employee.java、 EmployeeTest.java ），编译并运行程序。
参考教材104页EmployeeTest.java，设计StudentTest.java，定义Student类，包含name（姓名）、sex（性别）、javascore（java成绩）三个字段，编写程序，从键盘输入学生人数，输入学生信息，并按以下表头输出学生信息表：
姓名 性别 java成绩
实验2 测试程序1（10分）
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1
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58
59
60
61
62
63
|
import
java.time.*;
/**
* This program tests the Employee class.
* @version 1.13 2018-04-10
* @author Cay Horstmann
*/
public
class
EmployeeTest
//带有public修饰的EmployeeTest类，其包含了main方法
{
public
static
void
main(String[] args)
{
// fill the staff array with three Employee objects
Employee[] staff =
new
Employee[
3
];
//构造了一个Employee数组，并填入了三个雇员对象
staff[
0
] =
new
Employee(
"Carl Cracker"
,
75000
,
1987
,
12
,
15
);
staff[
1
] =
new
Employee(
"Harry Hacker"
,
50000
,
1989
,
10
,
1
);
staff[
2
] =
new
Employee(
"Tony Tester"
,
40000
,
1990
,
3
,
15
);
// raise everyone's salary by 5%
for
(Employee e : staff)
//利用Employee类的raiseSalary方法将每个雇员的薪水提高5%
e.raiseSalary(
5
);
// print out information about all Employee objects
for
(Employee e : staff)
System.out.println(
"name="
+ e.getName() +
",salary="
+ e.getSalary() +
",hireDay="
+ e.getHireDay());
//调用getName方法、getSalary方法以及getHireDay方法将每个雇员的信息打印出来
}
}
class
Employee
//Employee类
{
private
String name;
//三个雇员对象的私有实例域
private
double
salary;
private
LocalDate hireDay;
public
Employee(String n,
double
s,
int
year,
int
month,
int
day)
{
name = n;
salary = s;
hireDay = LocalDate.of(year, month, day);
}
public
String getName()
{
return
name;
}
public
double
getSalary()
{
return
salary;
}
public
LocalDate getHireDay()
{
return
hireDay;
}
public
void
raiseSalary(
double
byPercent)
{
double
raise = salary * byPercent /
100
;
salary += raise;
}
}
|
运行结果如下：
（2）
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1
2
3
4
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6
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8
9
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31
32
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35
36
37
38
39
|
import
java.time.LocalDate;
public
class
Employee {
private
String name;
//实例域定义
private
double
salary;
//实例域定义
private
LocalDate hireDay;
//实例域定义
public
Employee(String n,
double
s,
int
year,
int
month,
int
day)
//构造器的定义
{
name = n;
salary = s;
hireDay = LocalDate.of(year, month, day);
}
public
String getName()
//实例域name的访问器方法
{
return
name;
}
public
double
getSalary()
//实例域Salary的访问器方法
{
return
salary;
}
public
LocalDate getHireDay()
////实例域HireDay的访问器方法
{
return
hireDay;
}
public
void
raiseSalary(
double
byPercent)
{
double
raise = salary * byPercent /
100
;
salary += raise;
}
}
|
运行结果如下：
（3）代码如下：
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1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
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16
17
18
19
20
21
|
public
class
EmployeeTest
{
public
static
void
main(String[] args)
{
// 用三个employee对象填充staff数组
Employee[] staff =
new
Employee[
3
];
staff[
0
] =
new
Employee(
"Carl Cracker"
,
75000
,
1987
,
12
,
15
);
staff[
1
] =
new
Employee(
"Harry Hacker"
,
50000
,
1989
,
10
,
1
);
staff[
2
] =
new
Employee(
"Tony Tester"
,
40000
,
1990
,
3
,
15
);
// raise everyone's salary by 5% 给每人涨5%的工资
for
(Employee e : staff)
//进行foreach循环
e.raiseSalary(
5
);
// print out information about all Employee objects
for
(Employee e : staff)
System.out.println(
"name="
+ e.getName() +
",salary="
+ e.getSalary() +
",hireDay="
+ e.getHireDay());
}
}
|
运行结果如下：
l 参考教材104页EmployeeTest.java，设计StudentTest.java，定义Student类，包含name（姓名）、sex（性别）、javascore（java成绩）三个字段，编写程序，从键盘输入学生人数，输入学生信息，并按以下表头输出学生信息表：
姓名 性别 java成绩
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
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16
17
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19
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21
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24
25
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28
29
30
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33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
|
public
class
StudentTest {
public
static
void
main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
Student[] staff =
new
Student[
3
];
//构造了一个Employee数组，并填入了三个雇员对象
staff[
0
] =
new
Student(
"lulanxi"
,
"female"
,
99
);
staff[
1
] =
new
Student(
"luhaonan"
,
"male"
,
98
);
staff[
2
] =
new
Student(
"luyuxuan"
,
"male"
,
97
);
for
(Student e : staff)
System.out.println(
"name="
+ e.getName() +
",sex="
+ e.getSex() +
",javascore="
+ e.getJavascore());
//调用getName方法、getSex方法以及getJavascore法将每个雇员的信息打印出来
}
}
class
Student
//Employee类
{
private
String name;
//三个雇员对象的私有实例域
private
String sex;
private
int
javascore;
public
Student(String n, String s,
int
score)
{
name = n;
sex = s;
javascore = score;
}
public
String getName()
{
return
name;
}
public
String getSex()
{
return
sex;
}
public
int
getJavascore()
{
return
javascore;
}
}
|
运行结果如下：
实验2 测试程序2（5分）
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1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
|
/**
* This program demonstrates static methods.
* @version 1.02 2008-04-10
* @author Cay Horstmann
*/
public
class
StaticTest
{
public
static
void
main(String[] args)
{
// fill the staff array with three Employee objects
Employee[] staff =
new
Employee[
3
];
//构造了一个Employee数组，并填入了三个雇员对象
staff[
0
] =
new
Employee(
"Tom"
,
40000
);
staff[
1
] =
new
Employee(
"Dick"
,
60000
);
staff[
2
] =
new
Employee(
"Harry"
,
65000
);
// print out information about all Employee objects
for
(Employee e : staff)
{
e.setId();
System.out.println(
"name="
+ e.getName() +
",id="
+ e.getId() +
",salary="
+ e.getSalary());
////调用getName方法、getId方法以及getSalary方法将每个雇员的信息打印出来
}
int
n = Employee.getNextId();
// calls static method 通过类名调用这个方法，只需要访问类的静态域
System.out.println(
"Next available id="
+ n);
//将其输出在控制台上
}
}
class
Employee
//Employee类
{
private
static
int
nextId =
1
;
//静态方法访问自身的静态域
private
String name;
//私有域
private
double
salary;
private
int
id;
public
Employee(String n,
double
s)
{
name = n;
salary = s;
id =
0
;
}
public
String getName()
{
return
name;
}
public
double
getSalary()
{
return
salary;
}
public
int
getId()
{
return
id;
}
public
void
setId()
{
id = nextId;
// set id to next available id
nextId++;
}
public
static
int
getNextId()
{
return
nextId;
// returns static field
}
public
static
void
main(String[] args)
// unit test
{
Employee e =
new
Employee(
"Harry"
,
50000
);
System.out.println(e.getName() +
" "
+ e.getSalary());
//输出在控制台上
|