实验3 类的多态性和接口

一、实验目的

理解面向对象的多态性。理解接口和实现接口的类的关系，掌握一个类实现多个接口的声明和使用方法。

二、实验内容

1.程序理解：

接口的应用

//接口的应用

//定义一个PCI接口：

interface PCI {

void start(); // 定义抽象方法start()

void stop(); // 定义抽象方法stop()

}

// 定义 NetworkCard类实现PCI接口

class NetworkCard implements PCI {

// 实现start()方法

public void start() {

System.out.println("send...");

}

// 实现stop()方法

public void stop() {

System.out.println("Network stop.");

}

}

// 定义 SoundCard类实现PCI接口

class SoundCard implements PCI {

// 实现start()方法

public void start() {

System.out.println("Du Du...");

}

// 实现stop()方法

public void stop() {

System.out.println("Sound stop.");

}

}

// 定义MainBoard类

// 将子类对象作为PCI参数传进来：

class MainBoard {

// 在这里传了一个接口参数p

// 定义一个userPCICard()方法，接收PCI类型的参数

public void userPCICard(PCI p) {

// 正是因为实现了PCI接口里面的方法，才能将对象传给这个引用变量

p.start(); // 调用传入对象的start()方法

p.stop(); // 调用传入对象的stop()方法

}

}

// 使用接口实现的子类对象

public class Example3 {

public static void main(String[] args) {

MainBoard mb = new MainBoard(); // 创建MainBoard类的实例对象

NetworkCard nc = new NetworkCard(); // 创建NetworkCard类的实例对象nc

mb.userPCICard(nc); // 调用MainBoard对象的userPCICard()的方法，将nc作为参数传入

SoundCard sc = new SoundCard(); // 创建NetworkCard类的实例对象sc

mb.userPCICard(sc); // 调用MainBoard对象的userPCICard()的方法，将sc作为参数传入

}

}

2.编程题：

(1)声明复数类Complex，成员变量包括double类型的实部real和double类型的虚部im，成员方法包括三个重载的构造方法：实部和虚部构造方法Complex(double real, double im)；无参构造方法 Complex()，该无参构造方法内部用this(0,0)调用前一个构造方法；只有实数部分的构造方法Complex(double real)，该构造方法内部用this(real,0)调用两个参数的构造方法。此外，该复数类的成员方法还包括复数加法、复数减法、字符串描述(重写Object的toString方法，输出a+bi的形式)、相等比较(判断两个复数是否相等，需要重写Object的equals方法)等方法。定义测试类，在main方法中进行相应的测试。(程序1)

(2)定义两个接口Area(声明getArea方法求面积)和Volume(声明getVolume方法求体积)，声明球类Globe，实现Area和Volume接口，计算球的表面积和体积。设计测试类，在main方法中进行相应的测试。(程序2)

(3)完成如下所示接口的继承和实现结构，定义测试类，在main方法中进行测试。(接口和类名字可以更改)(程序3)

(4)选做题： 设计一个程序，该程序通过使用父类类型变量引用不同的子类对象，从而实现类型的多态。

三、实验结果和分析

说明：请截图给出各个程序的运行结果，并做必要的分析。

(1)程序1运行结果

(2)程序2运行结果

(3)程序3运行结果

(4)程序4运行结果(如选做)

四、实验源代码

说明：请将各程序的源代码复制粘贴到这里。

(1)程序1源代码

import java.util.Scanner;

//定义复数类Complex

class Complex1 {

double real;

double im;

// 定义实部和虚部构造方法

Complex1(double real, double im) {

this.real = real;

this.im = im;

}

// 无参构造方法

Complex1() {

this(0, 0);

}

// 有实数部分的构造方法

Complex1(double real) {

this(real, 0);

}

// 定义复数加法的方法

public Complex1 add(Complex1 c) {

return new Complex1(this.real + c.real, this.im + c.im);

}

// 复数减法

public Complex1 minus(Complex1 c) {

return new Complex1(this.real - c.real, this.im - c.im);

}

// 字符串描述(重写Object的toString方法，输出a+bi的形式)

public String toString() {

if (im < 0)

return real + "" + im + "i";

else

return real + "+" + im + "i";

}

// 相等比较(判断两个复数是否相等，需要重写Object的equals方法)

public boolean equals(Object obj) {

Complex1 c = (Complex1) obj;

if (real == c.real && im == c.im) {

return true;

}

return false;

}

}

// 定义测试类

public class Example1 {

public static void main(String[] args) {

Scanner sc=new Scanner(System.in);

System.out.println("请输入第一个复数的实部和虚部：");

double a=sc.nextDouble();

double b=sc.nextDouble();

Complex1 c1 = new Complex1(a, b);// 创建Complex对象

System.out.println("请输入第二个复数的实部和虚部：");

double c=sc.nextDouble();

double d=sc.nextDouble();

/*

double result;

double d1 = 1.0;

double d2 = 1.0;

BigDecimal bd1 = new BigDecimal(Double.toString(d1));

BigDecimal bd2 = new BigDecimal(Double.toString(d2));

result = bd1.add(bd2).doubleValue(); // 加

result = bd1.subtract(bd2).doubleValue(); // 减

result = bd1.multiply(bd2).doubleValue(); // 乘

result = bd1.divide(bd2, 10, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue(); // 除，除不尽时保留10位后四舍五入

*/

Complex1 c2 = new Complex1(c, d);// 创建Complex对象

System.out.println("("+c1.toString()+")+("+c2.toString()+")=" + (c1.add(c2)));// 调用add方法并打印

System.out.println("("+c1.toString()+")-("+c2.toString()+")=" + c1.minus(c2));// 调用minus方法并打印

if(c1.equals(c2))//调用toString方法

System.out.println(c1.toString()+"="+c2.toString());

else

System.out.println(c1.toString()+"≠"+c2.toString());

}

}

(2)程序2源代码

import java.util.Scanner;

import java.text.DecimalFormat;

//定义了Area接口

interface Area {

double getArea(); // 定义抽象方法getArea()

}

// 定义了Volume接口

interface Volume {

double getVolume(); // 定义抽象方法getVolume()

}

// 声明球类Globe，实现，计算球的表面积和体积

// Globe类实现了Area和Volume接口

class Globe implements Area, Volume {

double r;

public Globe(double r) {

this.r = r;

}

// 实现getArea()方法

public double getArea() {

return 4 * Math.PI * r * r;

}

// 实现getVolume()方法

public double getVolume() {

return 0.75 * Math.PI * r * r * r;

}

}

// 定义测试类

public class Example4 {

public static void main(String[] args) {

Scanner sc = new Scanner(System.in);

DecimalFormat df = new DecimalFormat("0.00");

System.out.println("请输入球的半径：(单位：cm)");

double rad = sc.nextDouble();

Globe globe = new Globe(rad);// 创建Globe类对象实例

System.out.println("此球的表面积为" + df.format(globe.getArea())+"cm2");// 调用Dog类的getArea()方法

System.out.println("此球的体积为" + df.format(globe.getVolume())+"cm3");// 调用Dog类的getVolume()方法

}

}

(3)程序3源代码

import java.util.Scanner;

import java.text.DecimalFormat;

//定义了平面图形PlaneGraphics接口

interface PlaneGraphics {

double area(); // 定义求面积的抽象方法area()

double perimeter(); // 定义求周长的抽象方法perimeter()

}

// 定义了立体图形SolidGraphics接口

interface SolidGraphics {

double volume(); // 定义求体积的抽象方法volume()

}

// 定义长方形Rectangle类实现平面图形PlaneGraphics接口

class Rectangle implements PlaneGraphics {

double a, b;

// 定义了两个参数的构造函数

public Rectangle(double a, double b) {

this.a = a;

this.b = b;

}

// 实现求面积的抽象方法area()

public double area() {

return a * b;

}

// 实现求周长的抽象方法perimeter()

public double perimeter() {

return 2 * (a + b);

}

}

// 定义长方体Cuboid类继承长方形Rectangle类的同时实现立体图形SolidGraphics接口

class Cuboid extends Rectangle implements SolidGraphics {

double c;

// 定义了三个参数的构造函数

public Cuboid(double a, double b, double c) {

super(a, b);

this.c = c;

}

// 实现求表面积的抽象方法area()

public double area() {

return 2 * (a * b + b * c + a * c);

}

// 实现求体积的抽象方法volume()

public double volume() {

return a * b * c;

}

}

// 定义测试类

public class Example6 {

public static void main(String[] args) {

Scanner sc = new Scanner(System.in);

DecimalFormat df = new DecimalFormat("0.00");

System.out.println("请输入长方形的长和宽：(单位：cm)");

double recLength = sc.nextDouble();

double recWidth = sc.nextDouble();

// 创建Rectangle类对象

Rectangle rectangle = new Rectangle(recLength, recWidth);

System.out.println("此长方形的面积为：" + df.format(rectangle.area())+"cm2");

System.out.println("此长方形的周长为：" + df.format(rectangle.perimeter())+"cm");

System.out.println("请输入长方体的长、宽、高：(单位：cm)");

double cubLength = sc.nextDouble();

double cubWidth = sc.nextDouble();

double cubHeight = sc.nextDouble();

// 创建Cuboid类对象

Cuboid cuboid = new Cuboid(cubLength, cubWidth, cubHeight);

System.out.println("此长方体的表面积为：" + df.format(cuboid.area())+"cm2");

System.out.println("此长方体的体积为：" + df.format(cuboid.volume())+"cm3");

}

}

(4)程序4源代码(如选做)

//定义接口Plan

interface Plan {

void eat(); // 定义抽象eat()方法

void play(); // 定义抽象play()方法

}

// 定义Saturday类实现Plan接口

class Saturday implements Plan {

// 实现抽象eat()方法

public void eat() {

System.out.println(" 吃甜品");

}

// 定义抽象play()方法

public void play() {

System.out.println(" 骑自行车");

}

}

// 定义Sunday类实现Plan接口

class Sunday implements Plan {

// 实现抽象eat()方法

public void eat() {

System.out.println(" 吃寿司");

}

// 定义抽象play()方法

public void play() {

System.out.println(" 爬山");

}

}

// 定义测试类

public class Example9 {

public static void main(String[] args) {

weekend(new Saturday());

weekend(new Sunday());

}

// 定义静态的weekend()方法，接收一个Plan类型的参数

public static void weekend(Plan p) {

// 判断所属类型进而使用其特有方法

if (p instanceof Saturday) {

System.out.println("星期六：");

} else {

System.out.println("星期天：");

}

p.eat();

p.play();

}

}