SCAU 矩形类的定义与封装

客官°小女子只卖身不卖艺 2023-10-05 14:36 25阅读 0赞

内容要求:

一、实验目的

(1)理解对象和类，掌握用类创建对象模型。

(2)理解和掌握数据域封装，可见性修饰符的使用

(3)学习如何定义类和创建对象，理解对象引用变量的概念。

(4)理解构造方法的作用，并使用构造方法创建类的对象。

(5)初步了解UML类图

二、实验内容

按照如下步骤完成实验：

第1步，

编写一个名为Rectangle的类表示矩形，类放在shape包中。类的编写请按照下图所示的类图。

本题目中，假设所有的矩形对象的颜色是一致的，因此颜色使用静态成员。

其中，

静态数据域color的默认值是 “BLACK”;

方法getArea和getPerimeter分别计算矩形的面积和周长。

类图的简要解释说明：

上面是使用类图描述类的结构，类图是包含自上到下3个部分的矩形。最上面是“类名”，第2部分是“数据域”，第3部分是构造方法和方法。

数据域和方法前面的符号表示可见性修饰符。+ 表示 public , - 表示 private.

有下划线的数据域和方法是静态数据域和静态方法，使用static修饰。

第2步，

编写一个名为Utility的类，放在shape包中。其中按如下要求定义如下3个static方法：

(1) public static int compare(Rectangle rect1, Rectangle rect2)

功能：

如果rect1的面积比rect2的面积大，返回值为1

如果rect1的面积比rect2的面积小，返回值为-1

如果rect1的面积与rect2的面积相同，返回值为0

(2) public static void sort(Rectangle\[\] rectangles)

功能：

按照矩形的面积从大到小，对数组rectangles进行排序。排序算法可以是任何你学过的排序算法，如： 冒泡、选择、希尔、快排等。

(3) public static Rectangle getMaxRectangle(Rectangle\[\] rectangles)

功能：

在数组rectangles中找到并返回面积最大的矩形，如果有多个面积相同的最大矩形，返回数组中下标最小的矩形。

(4) public static void output(Rectangle\[\] rectangles)

功能：

按下标顺序依次输出数组rectangles中的所有矩形。

第一行输出：共有X个矩形对象，颜色是：XXXXX

以下每行输出一个矩形，矩形的输出格式是：\[宽, 高\] – 面积，均保留2位小数。

第3步，

编写一个名为Main的主类，放在main包中。在主类中调用Utility类定义的方法实现如下功能：

(1) 创建一个由10个矩形对象组成的数组，每个矩形的大小随机产生，颜色是默认值，矩形的宽度和高度的范围是\[0,100)。

(2) 输出这10个矩形；

(3) 输出面积最大的矩形，输出格式是：\[宽, 高\] – 面积，均保留2位小数。

(4) 对这10个矩形对象按面积进行降序排序；

(5) 修改矩形的颜色为"RED"；

(6) 输出排序之后10个矩形。

提交：打包为可以执行的JAR文档，其中要包含源程序文件。

**总结：  
1.因为包不同，所以我们需要导入包。  
`import shape.Rectangle;`  
`import shape.Utility;`  
2.static  
static关键字基本概念：  
方便在没有创建对象的情况下来进行调用。  
也就是说：被static关键字修饰的不需要创建对象去调用，直接根据类名就可以去访问。  
`private static String color = "BLACK";`  
`public static void setColor(String color) { Rectangle.color = color; }`  
`Rectangle.setColor("RED");`  
这样就是说在类数组中，我们只有一个颜色，也就是说，只要是同一个Class，我们的color成员是共用的。  
用法上，就是用类名直接访问就好了。  
具体的参考：[深入分析Java中的关键字static][Java_static]  
`public static void output(Rectangle[] rectangles)`  
`Utility.output(rec);`**

Rectangle类：

package shape;
    
    public class Rectangle {
        
        private double width;
        private double height;
        private static String color = "BLACK";
    
        public Rectangle() {
        
    
        }
    
        public Rectangle(double width, double height) {
        
            this.width = width;
            this.height = height;
        }
    
        public double getArea(){
        
            return width*height;
        }
    
        public double getPerimeter(){
        
            return (width+height)*2;
        }
    
        public double getWidth(){
        
            return width;
        }
    
        public void setWidth(double width){
        
            this.width = width;
        }
    
        public double getHeight(){
        
            return height;
        }
    
        public void setHeight(double height){
        
            this.height =height;
        }
    
        public static String getColor(){
        
            return color;
        }
    
        public static void  setColor(String color) {
        
            Rectangle.color = color;
        }
    }

Utility类：

package shape;
    
    public class Utility {
        
        public static int compare(Rectangle rect1, Rectangle rect2){
        
            return Double.compare(rect1.getArea(), rect2.getArea());
        }
    
        public static void sort(Rectangle[] rectangles) {
        
            for(int i=1;i<rectangles.length;i++)
                for (int j=0;j<rectangles.length-1;j++){
        
                    if(rectangles[j].getArea()<rectangles[j+1].getArea()){
        
                        double t1;
                        double t2;
                        t1 = rectangles[j].getHeight();
                        t2 = rectangles[j].getWidth();
                        rectangles[j].setWidth(rectangles[j+1].getWidth());
                        rectangles[j].setHeight(rectangles[j+1].getHeight());
                        rectangles[j+1].setHeight(t1);
                        rectangles[j+1].setWidth(t2);
                    }
                }
        }
    
        public static Rectangle getMaxRectangle(Rectangle[] rectangles){
        
            double area = rectangles[0].getArea();
            int j = 0;
            for(int i=1;i<rectangles.length;i++){
        
                if(rectangles[i].getArea()>area){
        
                    double t1;
                    double t2;
                    t1 = rectangles[i].getHeight();
                    t2 = rectangles[i].getWidth();
                    rectangles[i].setWidth(rectangles[j].getWidth());
                    rectangles[i].setHeight(rectangles[j].getHeight());
                    rectangles[j].setHeight(t1);
                    rectangles[j].setWidth(t2);
                    j=i;
                }
            }
            return rectangles[j];
        }
    
        public static void output(Rectangle[] rectangles){
        
            System.out.printf("共有%d个矩形对象,颜色是%s\n",rectangles.length,Rectangle.getColor());
            for (Rectangle rectangle : rectangles) {
        
                System.out.printf("[%.2f,%.2f] - [%.2f]\n", rectangle.getWidth(), rectangle.getHeight(), rectangle.getArea());
            }
    
        }
    }

Main类：

package com.company;
    
    import shape.Rectangle;
    import shape.Utility;
    
    public class Main {
        
    
        public static void main(String[] args) {
        
            Rectangle[] rec = new Rectangle[10];
            for(int i=0;i<10;i++){
        
                rec[i] = new Rectangle();
                rec[i].setWidth(Math.random()*100);
                rec[i].setHeight(Math.random()*100);
            }
            Utility.output(rec);
            Utility.sort(rec);
            Rectangle.setColor("RED");
            Utility.output(rec);
        }
    }

[Java_static]: https://baijiahao.baidu.com/s?id=1636927461989417537&wfr=spider&for=pc