Java類和對象的設計
      
    
      
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        2025-04-04
		    
      
    
                    
      目錄

      一、實驗目的
      二、實驗代碼
      1.定義一個類MyProgram，包含兩個屬性：
      2. 在Vehicle類的基礎上創建一個Tractor(拖拉機)類
      3. 組合實現汽車類
      4. 有圖形接口Shape，參照圓Circle類補充完整正方形Square和三角形Triangle類，并分析運行結果。
      5. USB接口程序設計
      6.this關鍵字主要有三個應用：
      7.請簡述static關鍵字的作用
      8.請簡述super關鍵字的作用
      9.請簡述final關鍵字的作用
      每文一語
      一、實驗目的
      1. 掌握面向對象的編程思想、類與對象；
      2. 掌握類的封裝性、繼承性和多態性的作用；
      3. 掌握成員變量和成員方法的特性、構造方法、toString方法、equals方法的使用；
      4. 掌握this、super、final、static等關鍵字的使用；
      5. 掌握接口及接口對象的使用；
      6. 掌握包的定義與使用；
      7. 掌握四種訪問控制權限private、default、protected、public。
      二、實驗代碼
      1.定義一個類MyProgram，包含兩個屬性：
      一個是private的整型屬性data、一個是private的String類型屬性str，封裝這兩個屬性的四個方法setData( )和getData( )、setStr( )和getStr( )；重寫toString方法（自定義格式）；重寫equals方法（屬性data和屬性str均相同才表示兩個對象相等）。并編寫測試程序，測試MyProgram類的使用。
      package 作業練習.test2;
      public class MyProgram {
      public static void main(String[] args) {
      Test t1=new Test();
      Test t2=new Test();
      t1.setStr("A");
      t2.setStr("B");
      t1.setData(1);
      t2.setData(2);
      System.out.println(t1.equals(t2));
      System.out.println(t1.toString());
      System.out.println(t2.toString());
      }
      }
      class Test{
      private String str;
      private int data;
      public String getStr() {
      return str;
      }
      public void setStr(String str) {
      this.str = str;
      }
      public int getData() {
      return data;
      }
      public void setData(int data) {
      this.data = data;
      }
      @Override
      public boolean equals(Object object) {
      Test test =(Test) object;
      if(test.getData()==this.getData()&&test.getStr() == this.getStr()) {
      return true;
      }
      else {
      return false;
      }
      }
      @Override
      public String toString() {
      return "str為"+this.getStr()+"\tdata為："+this.getData();
      }
      }
      2. 在Vehicle類的基礎上創建一個Tractor(拖拉機)類
      它不僅擁有journey、wheelNum、LoadNum、driveSpeed四個屬性和DriveAt()方法，而且還擁有自己的plough()方法，在該方法中要求能夠顯示journey、wheelNum、LoadNum三個屬性的值。請編寫測試類，調用DriveAt()、plough()方法。
      package 作業練習.test2;
      public class Vehicle {
      public float journey;
      public int wheelNum;
      public int loadNum;
      public int driveSpeed;
      public Vehicle() {
      journey = 100.3f;
      wheelNum = 4;
      loadNum = 1;
      }
      public void driveAt(int speed) {
      if (speed >= 60) {
      System.out.println("行車速度太快，容易造成事故");
      driveSpeed = 40;
      } else {
      System.out.println("你在安全行駛速度內行駛");
      driveSpeed = speed;
      }
      }
      }
      package 作業練習.test2;
      public class Tractor extends Vehicle {
      public void plough() {
      System.out.println("公里數："+this.journey);
      System.out.println("車速："+this.driveSpeed);
      System.out.println("承載量："+this.loadNum);
      }
      public static void main(String[] args) {
      Tractor t = new Tractor();
      t.plough();
      t.driveAt(80);
      t.plough();
      }
      }
      3. 組合實現汽車類
      問題描述：一輛Car有(has)四個輪子(Wheels)和一個發動機(Engine)。現在要求用組合方法設計類Car、類Wheel和類Engine。
      (1) 類Engine 有字符串屬性type記錄發動機的型號；
      有構造方法，可設置發動機的型號；
      有方法start()啟動引擎(輸出發動機型號和字符串“starts”的)。
      (2)類Wheel有字符串屬性type記錄輪胎的型號，有整數類型屬性index記錄當前輪胎編號(1:front-left，2:front-right，3:back-left，4:back-right)；
      有構造方法，可設置輪胎的型號和編號；
      有方法roll()表示輪胎正在轉動(輸出輪胎型號、輪胎位置和“rolling”的字符串)。
      (3)類Car有字符串屬性model記錄轎車的型號，有屬性wheels[]和engine，分別是Wheel類對象數組和Engine類對象；
      有構造方法，參數是三個字符串，分別表示轎車的型號、輪胎型號和發動機的型號；
      有方法changeWheel()可以改變指定輪胎的型號；
      有方法start()，先輸出轎車型號和字符串“firing”，然后調用Engine的start()，再調用所有輪胎的roll()，最后顯示轎車型號和字符串“running”。
      (4)編寫測試程序測試上述所有方法。
      package 作業練習.test2;
      class Engine extends Car {
      String type ;
      public void Engine(String type) {
      this.type = type;
      }
      void start() {
      System.out.println(type + " starts");
      }
      }
      class Wheel extends Car {
      String type ;
      int index = 0;
      public void Wheel(String type, int index) {
      this.type = type;
      this.index = index;
      }
      void roll() {
      System.out.println("wheel" + index + " " + type + " rolling");
      }
      }
      public class Car {
      String model;
      static Wheel[] wheels;
      static Engine engine = new Engine();
      Car(String model, Wheel[] wheels, String eg) {
      this.model = model;
      this.wheels = wheels;
      engine.Engine(eg);
      }
      Car() {
      }
      public void changeWheel(int index, String str) {
      wheels[index - 1].Wheel(str, index);
      }
      void start() {
      System.out.println(model + " firing");
      engine.start();
      for (int i = 0; i < 4; i++) {
      wheels[i].roll();
      }
      }
      public static void main(String[] args) {
      Wheel[] wheels = new Wheel[4];
      String model = "瑪莎拉蒂";
      String engine = "FSI2.0L";
      for (int i = 1; i <= 4; i++) {
      wheels[i - 1] = new Wheel();
      wheels[i - 1].Wheel("德國馬牌", i);
      }
      Car car = new Car(model, wheels, engine);
      car.start();
      System.out.println("-----更改輪胎型號-----");
      car.changeWheel(2, "米其林");
      car.changeWheel(3, "倍耐力");
      car.start();
      }
      }
      4. 有圖形接口Shape，參照圓Circle類補充完整正方形Square和三角形Triangle類，并分析運行結果。
      package 作業練習.test2;
      interface Shape {
      void draw();
      void erase();
      }
      class Circle implements Shape {
      public void draw() {
      System.out.println("Circle.draw()");
      }
      public void erase() {
      System.out.println("Circle.erase()");
      }
      }
      class Square implements Shape {
      public void draw() {
      System.out.println("Square.draw()");
      }
      public void erase() {
      System.out.println("Square.draw()");
      }
      }
      class Triangle implements Shape {
      public void draw() {
      System.out.println("Triangle.draw()");
      }
      public void erase() {
      System.out.println("Triangle.draw()");
      }
      }
      public class Shapes {
      public static Shape randShape() {
      switch ((int) (Math.random() * 3)) {
      default:
      case 0:
      return new Circle();
      case 1:
      return new Square();
      case 2:
      return new Triangle();
      }
      }
      public static void main(String[] args) {
      Shape[] s = new Shape[9];
      for (int i = 0; i < s.length; i++)
      s[i] = randShape();
      for (int i = 0; i < s.length; i++)
      s[i].draw();
      }
      }
      5. USB接口程序設計
      通常人們使用的計算機上都有USB接口，鼠標、鍵盤、麥克風等都可以連接到USB接口中使用。在計算機啟動時，這些設備也隨之啟動；當計算機關閉時，這些設備也會隨之關閉。鼠標、鍵盤、麥克風等USB接口設備都啟動后，計算機才開機成功；當這些設備都關閉后，計算機才關機成功。
      讀所編寫的USB接口程序，該程序模擬了計算機的開機和關機過程，寫出運行結果。
      package 作業練習.test2.USB接口;
      public class Computer {
      private USB[] usbArr=new USB[4];
      //向計算機上連接一個USB設備
      public void add(USB usb){
      //遍歷所有的插槽
      for(int i=0;i
      //如果發現一個空的
      if(usbArr[i]==null){
      usbArr[i]=usb;
      break;
      }
      }
      }
      //計算的開機功能
      public void powerOn(){
      //遍歷所有的插槽
      for(int i=0;i
      //如果發現有設備
      if(usbArr[i]!=null){
      //將USB設備啟動
      usbArr[i].turnOn();
      }
      }
      System.out.println("計算機開機成功！！！");
      }
      //計算的關機功能
      public void powerOff(){
      //遍歷所有的插槽
      for(int i=0;i
      //如果發現有設備
      if(usbArr[i]!=null){
      //將USB設備關閉
      usbArr[i].turnOn();
      }
      }
      System.out.println("計算機關機成功！！！");
      }
      }
      package 作業練習.test2.USB接口;
      public class KeyBoard implements USB {
      @Override
      public void turnOn() {
      System.out.println("鍵盤啟動了......");
      }
      @Override
      public void turnOff() {
      System.out.println("鍵盤關閉了......");
      }
      }
      package 作業練習.test2.USB接口;
      public class Mic implements USB {
      @Override
      public void turnOn() {
      System.out.println("麥克風啟動了......");
      }
      @Override
      public void turnOff() {
      System.out.println("麥克風關閉了......");
      }
      }
      package 作業練習.test2.USB接口;
      public class Mouse implements USB {
      @Override
      public void turnOn() {
      System.out.println("鼠標啟動了......");
      }
      @Override
      public void turnOff() {
      System.out.println("鼠標關閉了......");
      }
      }
      package 作業練習.test2.USB接口;
      Java類和對象的設計
      public class Test {
      public static void main(String[] args) {
      //實例化計算機對象
      Computer computer=new Computer();
      //向計算機中添加鼠標、麥克風、鍵盤
      computer.add(new Mouse());
      computer.add(new Mic());
      computer.add(new KeyBoard());
      //啟動計算機
      computer.powerOn();
      //關閉計算機
      computer.powerOff();
      }
      }
      package 作業練習.test2.USB接口;
      public interface USB {
      void turnOn();//啟動
      void turnOff();//關閉
      }
      6.this關鍵字主要有三個應用：
      (1)this調用本類中的屬性，也就是類中的成員變量；
      (2)this調用本類中的其他方法；
      (3)this調用本類中的其他構造方法，調用時要放在構造方法的首行。
      7.請簡述static關鍵字的作用
      static是一個修飾符，用于修飾類的成員方法、類的成員變量，另外可以編寫static代碼塊來優化程序性能。
      static修飾的方法一般稱作靜態方法，由于靜態方法不依賴于任何對象就可以進行訪問，因此對于靜態方法來說，是沒有this的，因為它不依附于任何對象，既然都沒有對象，就談不上this了。并且由于這個特性，在靜態方法中不能訪問類的非靜態成員變量和非靜態成員方法，因為非靜態成員方法/變量都必須依賴具體的對象才能夠被調用。static塊可以優化程序性能，是因為它的特性：只會在類被初次加載的時候執行一次。
      8.請簡述super關鍵字的作用
      super用于在 派生類中調用父類的重名方法，或者引用重名的變量。super被用在派生類中，就是為了明確調用父類的方法。
      class base
      {
      int a = 100;
      }
      class sup1 extends base
      {
      int a = 200;
      void show()
      {
      System.out.println(a);
      System.out.println(a);
      }
      public static void main(String[] args)
      {
      new sup1().show();
      }
      }
      9.請簡述final關鍵字的作用
      final關鍵字可以用于三個地方。用于修飾類、類屬性和類方法。
      被final關鍵字修飾的類不能被繼承，被final關鍵字修飾的類屬性和類方法不能被覆蓋（重寫）；
      對于被final關鍵字修飾的類屬性而言，子類就不能給他重新賦值了，如果重新賦值，會報錯
      每文一語
      一個人活得幸不幸福，一要看是不是能睡著，二要看是不是能醒來
      今日幸運色是粉色喲！粉粉的快樂你也可以擁有自己的快樂......
      AI Java
      
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