Java_SSD3_实验3《对象和类》

一 ，实验目的

1. 设计类，并画出UML类图
2. 实现UML中的类
3. 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：

1. 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。
2. 创建默认矩形的无参构造方法。
3. 创建width和height为指定值的矩形的构造方法。
4. 一个名为getArea()的方法返回这个矩形的面积。
5. 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());

    }

}

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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：

1. 三个名为SLOW、MEDIUM和FAST而值为1、2、3的常量表示风扇的速度。
2. 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）。
3. 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）。
4. 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）。
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）。
6. 这四个数据域的访问器和修改器。
7. 一个创建默认风扇的无参构造方法。
8. 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：

 

1. public class Fan {  
2.     public final static int SLOW = 1;  
3.     final static int MEDIUM = 2;  
4.     final static int FAST = 3;  
5.     private int speed = SLOW;  
6.     private boolean on = false;  
7.     private double radius = 5;  
8.      
9.     public boolean isOn() {  
10.         return on;  
11.     }  
12.     public void setOn(boolean on) {  
13.         this.on = on;  
14.     }  
15.     public double getRadius() {  
16.         return radius;  
17.     }  
18.     public void setRadius(double radius) {  
19.         this.radius = radius;  
20.     }  
21.   
22.     public String getColor() {  
23.         return color;  
24.     }  
25.   
26.     public void setColor(String color) {  
27.         this.color = color;  
28.     }  
29.   
30.     public  String color = "blue";  
31.     Fan(){}  
32.   
33.     @Override  
34.     public String toString() {  
35.         if(this.on)  
36.         return "fan{" +  
37.                 "speed=" + speed +  
38.                 ", radius=" + radius +  
39.                 ", color='" + color + '\'' +  
40.                 '}';  
41.         else  
42.             return "fan is off"+" and fan{"+  
43.                     "speed=" + speed +  
44.                     ",radius=" + radius +  
45.                     ", color='" + color + '\'' +  
46.                     '}';  
47.     }  
48.   
49.     public int getSpeed() {  
50.         return speed;  
51.     }  
52.   
53.     public void setSpeed(int speed) {  
54.         this.speed = speed;  
55.     }  
56.   
57.     public static void main(String[] args) {  
58.         Fan fan1 = new Fan();  
59.         fan1.setColor("yellow");  
60.         fan1.setSpeed(Fan.FAST);  
61.         fan1.setOn(true);  
62.   
63.         Fan fan2 = new Fan();  
64.         fan2.setColor("blue");  
65.         fan2.setSpeed(Fan.MEDIUM);  
66.         fan2.setOn(false);  
67.   
68.         System.out.println("显示fan1");  
69.         System.out.println(fan1.toString());  
70.         System.out.println("显示fan2");  
71.          System.out.println(fan2.toString());  
72.   
73.     }  
74. }  

---

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：

1. 代表三个系数的私有数据域a、b、c。
2. 一个参数为a、b、c的构造方法。
3. a、b、c的三个get方法。
4. 一个名为getDiscriminant()的方法返回判别式，b2-4ac。
5. 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：

1. public class QuadraticEquation {  
2.     private double a;  
3.     private double c;  
4.     private double b;  
5.   
6.     public QuadraticEquation(double a, double c, double b) {  
7.         this.a = a;  
8.         this.c = c;  
9.         this.b = b;  
10.     }  
11.   
12.     public double getDiscriminant(){  
13.         return getB() * getB() - 4*getA()*getC();  
14.     }  
15.     public double getA() {  
16.         return a;  
17.     }  
18.     public double getRoot1(){  
19.         double t =getDiscriminant();  
20.         if(t < 0)  
21.             return 0;  
22.         else  
23.             return (-b + Math.sqrt(t)) / (2*a);  
24.     }  
25.     public double getRoot2(){  
26.         double t =getDiscriminant();  
27.         if(t < 0)  
28.             return 0;  
29.         else  
30.             return (-b - Math.sqrt(t)) / (2*a);  
31.     }  
32.   
33.     public double getC() {  
34.         return c;  
35.     }  
36.   
37.     public double getB() {  
38.         return b;  
39.     }  
40.   
41.     public void setABC(double a,double b,double c) {  
42.         this.a = a;  
43.         this.c= c;  
44.         this.b = b;  
45.     }  
46.   
47.     public static void main(String[] args) {  
48.         Scanner input =new Scanner(System.in);  
49.         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：");  
50.         double a =input.nextDouble();  
51.         double b =input.nextDouble();  
52.         double c =input.nextDouble();  
53.         if(a == 0)  
54.         {  
55.             System.out.print("二次项系数不为零，请重新输入:");  
56.             a =input.nextDouble();  
57.         }  
58.         QuadraticEquation equ =new QuadraticEquation(a,b,c);  
59.   
60.         double t = equ.getDiscriminant();  
61.         if(t > 0)  
62.             System.out.println("该方程有两根，分别为："+equ.getRoot1()+" "+equ.getRoot2());  
63.         else if(t == 0)  
64.             System.out.println("该方程有一个根，为："+equ.getRoot2());  
65.         else  
66.             System.out.println("该方程没有根");  
67.   
68.     }  
69. }  

 

---

 

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：

1. public class Location {  
2.     public int row;  
3.     public int column;  
4.     public double maxValue;  
5.   
6.     public Location(int row, int column, double maxValue) {  
7.         this.row = row;  
8.         this.column = column;  
9.         this.maxValue = maxValue;  
10.     }  
11.   
12.     public static Location locateLargetst(double[][] a){  
13.   
14.         int r = 0, c = 0;  
15.         double max = a[0][0];  
16.         for (int i = 0; i < a.length; i++) {  
17.             for (int j = 0; j < a[i].length; j++) {  
18.                 if(max < a[i][j])  
19.                 {  
20.                     max = a[i][j];  
21.                     r =i;  
22.                     c = j;  
23.                 }  
24.             }  
25.         }  
26.         Location loc1 = new Location(r,c,max);  
27.         return loc1;  
28.     }  
29.   
30.     public static void main(String[] args) {  
31.         Scanner input = new Scanner(System.in);  
32.         System.out.println("输入二维数组的行数和列数:");  
33.         int r =input.nextInt();  
34.         int c =input.nextInt();  
35.         double[][] a = new double [r][c];  
36.         System.out.println("输入数组：");  
37.         for (int i = 0; i < r; i++) {  
38.             for (int j = 0; j < c; j++) {  
39.                 a[i][j] = input.nextDouble();  
40.             }  
41.         }  
42.         Location loc1 = locateLargetst(a);  
43.         System.out.println("最大元素的为："+loc1.maxValue+"  坐标为：（"+loc1.row+","+loc1.column+")");  
44.   
45.   
46.     }  
47.   
48. }