Java 实验案例（多态）

实验任务

• 任务一：图形面积周长计算小程序
• 任务二：饲养员喂养动物程序

实验内容：

任务一： 图形面积周长计算

任务目的：

1. 掌握多态的含义及应用场合
2. 掌握上转型对象和多态的实现
3. 掌握abstract关键字的使用

任务描述：

　　设计一个小程序，可以计算圆形和长方形的面积及周长，其中

定义抽象类 图形类为圆形和长方形的父类，在图形类中定义抽象方

法获取面积方法和获取周长方法。定义面积和周长计算器，可以计

算不同图形的面积和周长。程序要具备良好的可扩展性和可维护性

程序运行结果参考如下图片：

 

实施步骤：

任务分析：

　　定义父类Shape作为抽象类，并在类中定义抽象方法求周长和面积

　　定义Shape子类圆形（circle），具有半径属性和常量PI，同时必须实现父类中的抽象方法

　　定义Shape子类长方形（rectangle），具有长和宽的属性，同时必须实现父类的抽象方法

　　创建图形面积周长计算器（ShapeCalculate），具有计算不同图形面积和周长的方法。

　　创建测试类TestShape类，在其main（）方法中对ShapeCalculate计算面积和周长方法进行测试

代码实现：

/* 抽象类：几何图形 */

public abstract class Shape {    // 抽象方法： 获取面积    public abstract double getArea();        // 抽象方法：获取周长    public abstract double getPerimeter();}

 /* 子类 Circle类 */

public class Circle extends Shape {        private double radius = 0;    // 圆的半径    private final static double PI = 3.14;    // 常量，圆周率        // 有参构造，初始化圆半径    public Circle(double radius) {           this.radius = radius;    }    // 求圆面积    public double getArea() {        return PI*radius*radius;    }    // 求圆周长    public double getPerimeter() {        return 2*radius*PI;    }}

/* 子类Rectangle */

public class Rectangle extends Shape {    private double length = 0;    // 长方形的长    private double width = 0;     // 长方形的宽        // 有参构造，初始化长方形的长和宽    public Rectangle(double length, double width) {        super();        this.length = length;        this.width = width;    }    public double getArea() {        return this.length*this.width;    }    public double getPerimeter() {        return 2*(this.length+this.width);    }}

/* 面积周长计算器 */

public class ShapeCaculate {    // 可以计算任意shape子类的面积    public void calArea (Shape shape) {        System.out.println(shape.getArea());    }        // 可以计算任意shape子类的周长    public void calPerimeter(Shape shape) {        System.out.println(shape.getPerimeter());    }}

/* 测试类 */

public class TestShape {    public static void main(String[] args) {                // 创建图形计算器        ShapeCaculate sc = new ShapeCaculate();                // 创建长方形和圆形对象        Shape rectangle = new Rectangle(3, 4);         // <-------多态        Circle circle = new Circle(3);                // 求长方形和圆形的面积        System.out.println("求长方形的面积：");        sc.calArea(rectangle);        System.out.println("求圆形的面积：");        sc.calArea(circle);                // 求长方形和圆形的周长        System.out.println("求长方形的周长：");        sc.calPerimeter(rectangle);        System.out.println("求圆形的周长：");        sc.calPerimeter(circle);    }}

 

 

任务二：饲养员喂养动物

任务目的：

1. 掌握多态的含义及应用场合。
2. 掌握上转型对象和多态的实现
3. 体会多态带来的好处
4. 掌握instanceof运算符的使用

实施步骤：

　　在Java实验案例（继承）任务三中，饲养员每拿一种食物喂养相应的动物都需要

建立相应的方法，程序的可扩展性和可维护性较差，通过多态可以对程序进行优化，

修改feed（）方法的参数为父类的类型，使程序具有较好的可扩展性和可维护性。

代码实现：

动物父类

 

public class Animal {    public void eat(Food food) {        System.out.println("吃饭时间到了！");        System.out.println(this + "喜欢吃" +food);    }}

 

Animal子类Dog类

public class Dog extends Animal {    // 重写Animal从Object中继承的toString（）方法    public String toString() {        return "Dog";    }        // 新增算算术方法    public void arithmetic() {        System.out.println(this+"算算术表演！");    }}

Animal子类Cat类

public class Cat extends Animal {    // 从写Animal从Object中继承的toString方法    public String toString() {        return "Cat";    }        // 新增跳环方法    public void jumpRing() {        System.out.println(this+"开始表演跳环！");    }}

食物Food类

public class Food {    private int weight;  // 食物重量    public Food(int weight) {        this.weight = weight;    }        public int getWeight() {        return weight;    }}

Bone子类

public class Bone extends Food {    public Bone(int weight) {    // 调用父类的构造方法        super(weight);    }        public String toString() {           return "Bone";    }}

Fish子类

public class Fish extends Food {    public Fish(int weight) {        super(weight);    }        public String toString() {        return "Fish";    }}

饲养员Feeder类

public class Feeder {    private String name;    public Feeder(String name) {        this.name = name;    }        public void feed(Animal a, Food f) {        a.eat(f);        System.out.println("饲养员"+name+"拿着"+f.getWeight()+"克"+f+"喂养"+a+"。");    }        public void perform(Animal a) {        if (a instanceof Dog){            ((Dog) a).arithmetic();        }                if(a instanceof Cat) {            Cat c = (Cat) a;            c.jumpRing();        }    }}

测试类

public class TestFeed {    public static void main(String[] args) {        Feeder fd = new Feeder("张三");        Dog dog = new Dog();        Bone bone = new Bone(500);        fd.feed(dog, bone);        System.out.println("-----------------");        fd.feed(new Cat(), new Fish(100));                fd.perform(dog);        fd.perform(new Cat());    }}

 运行结果如下图：