实验二 Java类编程练习
实验目的
1． 掌握类及类的声明 2． 掌握对象的定义和使用 3． 掌握接口的定义与实现
实验导读
继承、封装和多态是Java面向对象的3大特性，它们是面向对象程序开发的重要环节。
继承机制的使用可以复用一些定义好的类，减少重复代码的编写。多态机制可以动态调整对象的调用，降低对象之间的依存关系。同时为了优化继承与多态，一些类除了继承父类还可以使用接口的形式，Java中的类可以同时实现多个接口，接口被用来建立类与类之间关联的标准。
1． 类的继承(extends)
继承可以理解为现实世界中的“是一种(is-a)”关系，实现继承是通过extends关键字在声明类的时候指定其父类，其声明格式如下：
[修饰符] class 类名 extends 父类名 继承某个父类而生成新的子类不但拥有父类的变量与方法，还可以为子类添加新的成员变量和成员方法，以增强父类的功能，也就是所谓的扩展。还可以使用super关键字引用父类的方法，然后再添加新的业务代码。甚至还可以在子类中为父类的某个方法定义多个重载方法，增加该类的灵活性。
2． 访问修饰符
Java中定义了private、public、protected和默认的访问修饰符，这些修饰符控制着对类和类的成员变量以及成员方法的访问规则。另外，还可以辅助static和final关键字定义特殊规则。
访问包位置 修饰符 本类 同包其他类 其他包的类 同包的子类 其他包的子类 Private 可见 不可见 不可见 不可见 不可见 类修饰符 protected 默认修饰符 可见 可见 不可见 可见 可见 可见 可见 不可见 可见 不可见 Public 可见 可见 可见 可见 可见 public是公有类型的权限修饰符，使用public修饰的类、成员变量和成员方法，其他类都可以访问，包括任意包中的任意类以及子类。
private是私有类型的权限修饰符，使用private修饰的成员变量和成员方法，只能在本类中被使用，在子类中是不可见的，并且对其他包的类也是不可见的。
protected是保护级别的权限修饰符，它保护成员不会被其他包或非子类访问。也就是说protected修饰的成员只能被子类和同一包中定义的其他类访问。
当不添加任何权限修饰符时，编译器会使用默认权限修饰符，该修饰符的权限级别
与protected类似，不同之处在于，其他包定义的子类无法访问父类默认权限修饰的成员。
3． 封装(encapsulation)
封装是指把对象的属性隐藏在对象的内部，不允许外部直接访问和修改。Java规范中的设置器和 访问器就是实现封装的标准方法，它们用于设置和获取对象的属性值。
设置器方法的命名一般以set作为方法名的前缀，以属性名作为后缀。
访问器方法的命名一般以get或is作为方法名称的前缀，以属性名作为后缀。对于boolean类型的属性，应该使用is前缀定义访问器 方法。例如：
public class Car {
private String color; private boolean running; public String getColor() { return color; }
public void setColor(String color) { this.color = color; }
public boolean isRunning() { return running; }
public void setRunning(boolean running) { this.running = running; } } 4． Object类
在Java中，所有的类都直接或间接继承了java.lang.Object类，它是所有类的父类。Object类中常用的两个方法为equals()和toString()方法。任何类都可以重写Object类中的方法。
5． 对象的上转型对象
假设B类是A类的子类或间接子类，当我们用子类B创建一个对象，并把这个对象的引用放到A类的对象中时：A a = new B(); 称这个A类对象a是子类对象b的上转型对象。
? 上转对象不能操作子类新增的成员变量（失掉了这部分属性）；不能使用子类新增
的方法（失掉了一些功能）。
? 上转型对象可以操作子类继承或隐藏成员变量，也可以使用子类继承的或重写的方
法。
? 上转型对象操作子类继承或重写的方法时，就是通知对应的子类对象去调用这些方
法。因此，如果子类重写了父类的某个方法后，对象的上转型对象调用这个方法时，一定是调用了这个重写的方法。
? 可以将对象的上转型对象再强制转换到一个子类对象，这时，该子类对象又具备了
子类所有属性和功能。
6． 多态(polymophism)
多态性就是指父类的某个方法被其子类重写时，可以各自产生自己的功能行为。 当一个类有很多子类时，并且这些子类都重写了父类中的某个方法。那么当我们把子类创建的对象的引用放到一个父类的对象中时，就得到了该对象的一个上转型对象，那么这个上转的对象在调用这个方法时就可能具有多种形态。多态性的实现：通过方法的重载(overloading)、覆盖(overriding)和接口来实现。
? 方法重载是Java实现面向对象的多态性机制的一种方式。同一个类中多个方法有
相同的名字，不同的参数列表，这种情况称为方法重载。返回类型不同并不足以构成方法重载。当重载方法被调用时，编译器根据参数的类型和数量来确定实际调用哪个重载方法的版本。
? 方法覆盖是Java实现多态性机制的另一种方式。在类层次结构中，如果子类中的
一个方法与父类中的方法有相同的方法名并具有相同数量和类型的参数列表，这种情况称为方法覆盖。当一个覆盖方法通过父类引用被调用，Java根据当前被引用对象的类型来决定执行哪个版本的方法。可以通过super关键字调用直属父类中被覆盖的方法版本。
参考代码：附录一 Java Code之多态。 7． 接口
接口是特殊的类，只有方法的原型，方法的实现在其子类中具体定义。Java不支持多继承性，即一个类只能有一个父类。单继承性使得Java简单，易于管理程序。为了克服单继承的缺点，Java使用了接口，一个类可以实现多个接口。
一个类通过使用关键字implements 声明自己使用一个或多个接口。如果使用多个接口，用逗号隔开接口名。如：
class A implements Printable,Addable 如果一个类使用了某个接口，那么这个类必须实现该接口的所有方法，即为这些方法提供方法体。接口只关心功能，并不关心功能的具体实现。
接口回调是指：可以把实现某一接口的类创建的对象的引用赋给该接口声明的接口变量中。那么该接口变量就可以调用被类实现的接口中的方法。实际上，当接口变量调用被类实现的接口中的方法时，就是通知相应的对象调用接口的方法。
参考代码：附录四 和接口有关的匿名类 8． 内部类
Java支持在一个类中声明另一个类，这样的类称作内部类，而包含内部类的类成为内部类的外嵌类。 内部类的外嵌类的成员变量在内部类中仍然有效，内部类中的方法也可以调用外嵌类中的方法。内部类的类体中不可以声明类变量和类方法。外嵌类的类体中可以用内部类声明对象，作为外嵌类的成员。
参考代码：附录二 内部类的用法 9． 匿名类
? 和类有关的匿名类
当使用类创建对象时，程序允许我们把类体与对象的创建组合在一起，也就是说，类创建对象时，除了构造方法还有类体，此类体被认为是该类的一个子类去掉类声明后的类体，称作匿名类。匿名类就是一个子类，由于无名可用，所以不可能用匿名类声明对象，但却可以直接用匿名类创建一个对象。
匿名类一定是内部类，匿名类可以继承父类的方法也可以重写父类的方法，匿名类可以访问外嵌类中的成员变量和方法，匿名类的类体中不可以声明static成员变量和static方法。匿名类的主要用途就是向方法的参数传值。
参考代码：附录三 和类有关的匿名类 ? 和接口有关的匿名类
Java允许直接用接口名和一个类体创建一个匿名对象，此类体被认为是实现了接口的类去掉类声明后的类体，称作匿名类。
参考代码：附录四 和接口有关的匿名类
实验内容
1. 对象的创建和使用
编写一个圆环类Ring的Java程序。圆环类有3个数据成员，分别是内半径innerRadius，外半径outerRadius和颜色color，这些属性通过get和set方法进行封装。另外，圆环类中的getArea方法可以返回其面积。把程序中的代码补充完整，并查看结果。
public class Ring {
private double innerRadius; private double outerRadius; public String color;
public Ring(double iRadius, double oRadius, String c) {
//初始化数据成员 【补充代码…】 }
//用get和set方法封装数据成员 【补充代码…】
public double getArea() {
【补充代码…】 }
public static void main(String[] args) { Ring ring = new Ring(5,8,\
System.out.println(\圆环的内半径: \+ ring.getInnerRadius( ));
System.out.println(\圆环的外半径: \+ ring.getOuterRadius( ));
System.out.println(\圆环的颜色: \
System.out.println(\圆环的面积: \
ring.setInnerRadius(4);
【补充代码】 //设置圆环ring的外半径为6 ring.setColor(\
System.out.println(\圆环的内半径: \+ ring.getInnerRadius( ));
System.out.println(\圆环的外半径: \+ ring.getOuterRadius( ));
System.out.println(\圆环的颜色: \
System.out.println(\圆环的面积: \ } } 思考：
1) 将程序中的语句Ring ring = new Ring(5,8,\改成Ring ring = new
Ring();修改后编译运行，此时有错误发生吗？分析错误的原因。
2) 接着为程序添加一个如下所示的默认构造函数，观察程序运行是否还有上述错误发生？
public Ring() {
innerRadius = 1.0; outerRadius = 2.0; color = \ }
3) 如果在输出圆环的面积时要求保留两位小数，程序如何修改？
4) 请为圆环类Ring在添两个方法以便能返回内圆和外圆的周长，然后在主函数
main（）中分别创建两个对象ring1，ring2以显示周长。
//答案： public class Ring{ private double innerRadius; private double outerRadius; public String color; public Ring(double iRadius, double oRadius, String c) { innerRadius = iRadius; outerRadius =oRadius; //初始化外半径 color = c; } public double getInnerRadius( ) { return innerRadius; //返回内半径 } public double getOuterRadius( ) { return outerRadius; //返回外半径 } public void setInnerRadius(double iRadius) { innerRadius = iRadius; }