Java之面向对象编程实验与继承与多态实验（软件工程综合实践课程第一周作业）

Love The Way You Lie 2023-10-03 20:05 1阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  week\_1\_实验指导\_1（面向对象编程基础）：
 *   *  题目要求
     *  参考代码
     *  运行结果：
     *  项目结构：
 *  week\_2\_实验指导\_2（继承与多态实验）
 *   *  题目要求
     *  参考代码
     *  运行结果
     *  项目结构
     *  生成UML图

## week\_1\_实验指导\_1（面向对象编程基础）： ##

### 题目要求 ###

> 参考讲义，根据要求实现以下程序（课堂练习）  
> （1 ）创建一个普通项目，命名为“week1\_ 自己的学号\_1”  
> （2 ）设计一个 Cat 类  
> 程序需求: 编写一个 Cat 类，实现 1 个 shout()方法，该方法可以输出小猫的叫 声“喵”。  
> （3 ）实现有参构造函数 程序需求:  
> 修改以上程序，为 Cat 类声明一个字段 name 和一个有参的构造函数， 以便在实例化对象时，可以设置对象的名字；并使  
> shout()方法可以根据 name 的值输出 对象的名字，如“我的名字叫…，喵”，同时实现默认构造函数。  
> （4 ）实现方法重载：程序需求  
> 程序需求: 修改以上程序， 自行设计一个有参构造函数并调用。  
> （5 ）使用私有字段和 get/set 方法 程序需求:  
> 修改以上程序，利用私有字段和 get/set 方法实现能够控制猫的叫声 的功能，让它叫几声，它就叫几声，并且能够输出叫声，但是最多叫 10  
> 声。  
> （6 ）使用 static 关键字：程序需求 程序需求: 修改以上程序，设计一个静态变量和静态方法统计并显示生成的实例个数。  
> （7）完成以上程序并保存。

### 参考代码 ###

com.java.entity.Cat.java

package com.java.entity;
    
    /**
     * @projectName: x
     * @package: PACKAGE_NAME
     * @className: com.java.entity.Cat
     * @author: GCT
     * @description: TODO
     * @date: 2022/8/29 11:53
     * @version: 1.0
     */
    public class Cat {
        
        private String name;
        private String age;
    //    猫叫次数（默认为1次）
        private Integer times = 1;
    
    //    设计一个静态变量统计并显示生成的实例个数。
        private static int num = 0;
        
        public String getName() {
        
            return name;
        }
    
        public void setName(String name) {
        
            this.name = name;
        }
    
        public String getAge() {
        
            return age;
        }
    
        public void setAge(String age) {
        
            this.age = age;
        }
    
        public Integer getTimes() {
        
            return times;
        }
    
        public void setTimes(Integer times) {
        
            this.times = times;
        }
    
        //    设计一个静态方法统计并显示生成的实例个数。
        public static int getNum() {
        
            return num;
        }
    
        public static void setNum(int num) {
        
            Cat.num = num;
        }
    
        public Cat() {
        
            num++;
        }
    
    //    有参构造
        public Cat(String name) {
        
            this.name = name;
            num++;
        }
    
    //    自行设计一个有参构造函数并调用。
        public Cat(String name, String age) {
        
            this.name = name;
            this.age = age;
            num++;
        }
    
        /**
         * @param :
         * @return void
         * @author x
         * @description TODO
         * @date 2022/9/4 12:16
         * 实现 1 个 shout()方法，该方法可以输出小猫的叫
         * 声“喵”。并使 shout()方法可以根据 name 的值输出
         * 对象的名字，如“我的名字叫…，喵”
         *
         * 自行设计一个有参构造函数并调用。（同时输出名字，年龄（如果set了的话）和猫叫）
         *
         * 利用私有字段和 get/set 方法实现能够控制猫的叫声
         * 的功能，让它叫几声，它就叫几声，并且能够输出叫声，但是最多叫 10 声。
         */
        public void shout(){
        
            System.out.print("我的名字叫"+this.name+" ");
            for (int i = 0; i < Math.min(times,10); i++) {
        
                System.out.print("喵~");
            }
            if (this.age != null){
        
                System.out.println(" 我的年龄是："+this.age);
            }
            else{
        
                System.out.println();
            }
        }
    }

com.java.test.Test.java

package com.java.test;
    
    
    import com.java.entity.Cat;
    
    /**
     * @projectName: x
     * @package: PACKAGE_NAME
     * @className: com.java.test.Test
     * @author: GCT
     * @description: TODO
     * @date: 2022/8/29 12:03
     * @version: 1.0
     */
    public class Test {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            System.out.println("Hello Java !");
    
            Cat cat1 = new Cat("cat1");
            cat1.shout();
    
            Cat cat2 = new Cat("cat2", "7");
            cat2.shout();
    
            Cat cat3 = new Cat("cat3");
            cat3.setTimes(15);//设置为15，但最多只能叫 10 声
            cat3.shout();
    
            Cat cat4 = new Cat("cat4");
            cat4.setTimes(6);
            cat4.shout();
    
    //        输出生成的实例个数
            System.out.println("Cat实例数:"+Cat.getNum());
        }
    }

### 运行结果： ###

![在这里插入图片描述][e1fba11f818b4ed3989fd98c651a7731.png]

### 项目结构： ###

![在这里插入图片描述][404c02b417584305883364a5418e2f47.png]

## week\_2\_实验指导\_2（继承与多态实验） ##

### 题目要求 ###

> 1.  **继承**  
>     (1) 创建一个普通项目，命名为“week1\_ 自己的学号\_2”  
>     (2) 程序需求：建立 Dog 类 在实验 1 程序的基础上，仿照 Cat 类增加一个 Dog 类，也有 shout()方法，能够输出“我的名 字叫…. 汪！汪！”等功能。  
>     (3) 程序需求：建立 Animal 类 分析 Cat 和 Dog 类的程序，可以发现它们有非常相似的代码。请建立一个父类 Animal 类，把Cat 和 Dog 相同的代码尽量放到 Animal 类中。
> 2.  **多态**  
>     程序需求 分析以上程序，可以发现 Cat 和 Dog 类都有shout（）方法，只是叫的声音不同。请修改上述程序，为 Animal 类建立一个 shout()方法，然后让 Cat 和 Dog去重写这个 shout()方法，实现多态。
> 3.  **重构**  
>     (1) 程序需求  
>     在以上程序的基础上，增加牛和羊两种动物，而且都要叫出自己的声音。  
>     (2) 重构 Animal 类  
>     分析以上程序，可以发现四种动物的 shout()方法中，除了动物叫的声音不同外，几乎是相同的。请把该方法在 Animal类中实现，但是由于各种动物的叫声不同，需要增加一个方法 getSound()，在子类中获得各种动物的叫声。经过重构，所有的重复都放到父类中，子类变得非常简洁，而且容易修改。
> 4.  **抽象类**  
>     程序需求: 由于 Animal类根本不可能实例化也不需要实例化，所以可以把实例化没有任何意义的父类改成抽象类。请在以上程序的基础上，将 Animal 类改为抽象类，同时getSound（）也应改为抽象方法。
> 5.  **接口**  
>     程序需求: 在四种动物中，Cat 和 Dog 能捉老鼠，请将这个功能设计成接口，并分别由Cat 和 Dog 两种动 物继承实现。
> 6.  **UML 类图**  
>     总结以上程序中父类、接口、子类之间的继承关系，并画出相应的 UML 类图。UML 类图相关知识可参考实验资料文件夹中的“UML 类图.ppt” 也可使用 IDEA 中的自动绘制类图功能。

### 参考代码 ###

com.java.entity.Animal.java

package com.java.entity;
    
    /**
     * @projectName: x
     * @package: com.java.entity
     * @className: Animal
     * @author: GCT
     * @description: TODO
     * @date: 2022/9/3 18:24
     * @version: 1.0
     * Cat,Dog,Cow,Goat的父类 Animal 类
     * 将 Animal 类改为抽象类
     */
    abstract class Animal {
        
        private String name;
        private String age;
        private Integer times = -1;
        private String Sound;
    
        public String getName() {
        
            return name;
        }
    
        public void setName(String name) {
        
            this.name = name;
        }
    
        public String getAge() {
        
            return age;
        }
    
        public void setAge(String age) {
        
            this.age = age;
        }
    
        public Integer getTimes() {
        
            return times;
        }
    
        public void setTimes(Integer times) {
        
            this.times = times;
        }
    
        public Animal() {
        }
    
        public Animal(String name) {
        
            this.name = name;
        }
    
        public Animal(String name, String age) {
        
            this.name = name;
            this.age = age;
        }
        
        /**
         增加一个方法 getSound()，
         在子类中获得各种动物的叫声
         */
    //    getSound（）改为抽象方法。
        abstract public String getSound();
    
    //    获取子类的种类，用于设置默认叫几下（狗默认叫2下，其他默认叫一下）
        abstract public String getType();
    
        public void shout(){
        
    //        设置默认叫几下（狗默认叫2下，其他默认叫一下）
            if (this.getTimes() == -1 && this.getType().equals("dog")){
        //按照题目要求，狗默认叫两次
                this.setTimes(2);
            }
            else if (this.getTimes() == -1){
        
                this.setTimes(1);
            }
            System.out.print("我的名字叫"+this.getName()+" ");
            for (int i = 0; i < Math.min(this.getTimes(),10); i++) {
        
                System.out.print(this.getSound());
            }
            if (this.getAge() != null){
        
                System.out.println(" 我的年龄是："+this.getAge());
            }
            else{
        
                System.out.println();
            }
        }
    }

com.java.entity.Cat.java

package com.java.entity;
    
    /**
     * @projectName: x
     * @package: PACKAGE_NAME
     * @className: com.java.entity.Cat
     * @author: GCT
     * @description: TODO
     * @date: 2022/8/29 11:53
     * @version: 1.0
     */
    public class Cat extends Animal implements catchMouse{
        
    
        private static int num = 0;
    
        public static int getNum() {
        
            return num;
        }
    
        public static void setNum(int num) {
        
            Cat.num = num;
        }
    
        public Cat() {
        
            num++;
        }
    
        public Cat(String name) {
        
            super(name);
            num++;
        }
    
        public Cat(String name, String age) {
        
            super(name,age);
            num++;
        }
    
        @Override
        public String getSound() {
        
            return "喵~";
        }
    
        @Override
        public String getType() {
        
            return "cat";
        }
    
    //    Cat实现捉老鼠接口
        @Override
        public void catchMice() {
        
            System.out.println("我是"+this.getName()+", 我在抓老鼠");
        }
    }

com.java.entity.Dog.java

package com.java.entity;
    
    /**
     * @projectName: x
     * @package: com.java.entity
     * @className: Dog
     * @author: GCT
     * @description: TODO
     * @date: 2022/9/3 18:16
     * @version: 1.0
     */
    public class Dog extends Animal implements catchMouse{
        
    
        public Dog() {
        
        }
    
        public Dog(String name) {
        
            super(name);
        }
    
        public Dog(String name, String age) {
        
            super(name,age);
        }
    
        @Override
        public String getSound() {
        
            return "汪！";
        }
    
        @Override
        public String getType() {
        
            return "dog";
        }
    
        //    Dog实现捉老鼠接口
        @Override
        public void catchMice() {
        
            System.out.println("我是"+this.getName()+", 我在抓老鼠");
        }
    
    //    shout()方法，能够输出“我的名字叫…. 汪！汪！”等功能。（继承了父类的shout方法，所以可以去掉了）
    //    public void shout(){
        
    //        if (this.getTimes() == -1){//按照题目要求，默认叫两次
    //            this.setTimes(2);
    //        }
    //        System.out.print("我的名字叫"+this.getName()+" ");
    //        for (int i = 0; i < Math.min(this.getTimes(),10); i++) {
        
    //            System.out.print("汪!");
    //        }
    //        if (this.getAge() != null){
        
    //            System.out.println(" 我的年龄是："+this.getAge());
    //        }
    //        else{
        
    //            System.out.println();
    //        }
    //
    //
    //    }
    }

com.java.entity.Cow.java

package com.java.entity;
    
    /**
     * @projectName: ...
     * @package: com.java.entity
     * @className: Cow
     * @author: GCT
     * @description: TODO
     * @date: 2022/9/3 19:37
     * @version: 1.0
     */
    public class Cow extends Animal{
        
        public Cow() {
        
        }
    
        public Cow(String name) {
        
            super(name);
        }
    
        public Cow(String name, String age) {
        
            super(name, age);
        }
    
        @Override
        public String getSound() {
        
            return "哞~";
        }
    
        @Override
        public String getType() {
        
            return "cow";
        }
    }

com.java.entity.Goat.java

package com.java.entity;
    
    /**
     * @projectName: ...
     * @package: com.java.entity
     * @className: Goat
     * @author: GCT
     * @description: TODO
     * @date: 2022/9/3 19:37
     * @version: 1.0
     */
    public class Goat extends Animal{
        
        public Goat() {
        
        }
    
        public Goat(String name) {
        
            super(name);
        }
    
        public Goat(String name, String age) {
        
            super(name, age);
        }
    
        @Override
        public String getSound() {
        
            return "咩~";
        }
    
        @Override
        public String getType() {
        
            return "goat";
        }
    }

com.java.entity.catchMouse.java

package com.java.entity;
    /**
     * @param null:
     * @return null
     * @author 86139
     * @description TODO
     * @date 2022/9/4 12:30
     * 在四种动物中，Cat 和 Dog 能捉老鼠，请将这个功能设计成接口，并分别由 Cat 和 Dog 两种动物继承实现
     */
    public interface catchMouse {
        
        public void catchMice();
    }

com.java.test.Test.java

package com.java.test;
    
    import com.java.entity.Cat;
    import com.java.entity.Cow;
    import com.java.entity.Dog;
    import com.java.entity.Goat;
    
    /**
     * @projectName: ...
     * @package: com.java.test
     * @className: Test
     * @author: GCT
     * @description: TODO
     * @date: 2022/9/3 18:22
     * @version: 1.0
     */
    public class Test {
        
        public static void main(String[] args) {
        
            Dog dog1 = new Dog("dog1");
            dog1.shout();//按照题目要求，默认叫两次
            dog1.catchMice();
    
            Dog dog2 = new Dog("dog2");
            dog2.setTimes(14);
            dog2.setAge("23");
            dog2.shout();
            dog2.catchMice();
    
            Cat cat1 = new Cat("cat1", "18");
            cat1.setTimes(5);
            cat1.shout();
            cat1.catchMice();
            System.out.println("Cat实例数:"+Cat.getNum());
    
            Cow cow1 = new Cow("cow1");
            cow1.setTimes(6);
            cow1.shout();
    
            Goat goat1 = new Goat("goat1");
            goat1.setTimes(9);
            goat1.shout();
        }
    }

### 运行结果 ###

![在这里插入图片描述][2861820a956a4fb1870d5443620c33b8.png]

### 项目结构 ###

![在这里插入图片描述][d338536603db4a8c9c288c6197e960d9.png]

### 生成UML图 ###

![在这里插入图片描述][eb0cbe49e36841af801751be43356e5f.png]  
UML图如下图所示：  
![在这里插入图片描述][fb95a4c531274eec97795af7dac6009d.png]  
如果想显示更详细的UML图可以右键在show Categories中选择想要显示的内容  
![在这里插入图片描述][a5034f546af74f1684a2419f8e1da363.png]

> 参考文章：[IDEA生成类图插件UML（超详细）][IDEA_UML]

[e1fba11f818b4ed3989fd98c651a7731.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/e1fba11f818b4ed3989fd98c651a7731.png
[404c02b417584305883364a5418e2f47.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/404c02b417584305883364a5418e2f47.png
[2861820a956a4fb1870d5443620c33b8.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/2861820a956a4fb1870d5443620c33b8.png
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[IDEA_UML]: https://blog.csdn.net/weixin_44701426/article/details/124598053?spm=1001.2014.3001.5506