(連載）Java基礎學習007

面向對象入門

基本概念
- 對象：①一切皆爲對象；②每個對象都是唯一的；③對象都屬於某個類；④對象都有屬性和行爲。
- 類：類是將一類對象共同的特徵抽取出來的結果，是對象的藍圖和模板。
四大支柱
- 抽象（abstraction）：尋找共性。定義類的過程就是一個抽象的過程，需要做數據抽象和行爲抽象。
- 封裝（encapsulation）：隱藏一切可以隱藏的複雜繁瑣的實現細節，只提供清晰簡單的接口（界面）。
- 繼承（inheritance）：從已有的類創建新類的過程。提供繼承信息的類叫父類（超類、基類），得到繼承信息的類叫子類（派生類、衍生類）。
- 多態（polymorphism）：執行相同的行爲卻做了不同的事情（產生了不同的結果）。
定義類
創建和使用對象
發現問題域中的類

從問題描述中找名詞和動詞，名詞會成爲類或者對象的屬性，動詞會成爲對象的方法。

類的結構

public class 類名 {
    // 屬性（數據抽象）

    // 構造器

    // 方法（行爲抽象）
}

創建和使用對象的語法

    類型 變量名 = new 構造器([參數列表]);
    變量名.方法([參數列表]);

練習1：寫一個類，模擬數字時鐘。

package com.lovoinfo;

import java.util.Calendar;

/**
 * 時鐘
 * @author jackfrued
 *
 */
public class Clock {
    private int hour;       // 時
    private int minute;     // 分
    private int second;     // 秒

    /**
     * 構造器
     */
    public Clock() {
        Calendar cal = Calendar.getInstance();
        hour = cal.get(Calendar.HOUR_OF_DAY);
        minute = cal.get(Calendar.MINUTE);
        second = cal.get(Calendar.SECOND);
    }

    /**
     * 構造器
     * @param hour 時
     * @param minute 分
     * @param second 秒
     */
    public Clock(int hour, int minute, int second) {
        this.hour = hour;
        this.minute = minute;
        this.second = second;
    }

    /**
     * 走字
     */
    public void go() {
        second += 1;
        if(second == 60) {
            second = 0;
            minute += 1;
            if(minute == 60) {
                minute = 0;
                hour += 1;
                if(hour == 24) {
                    hour = 0;
                }
            }
        }
    }

    /**
     * 顯示時間
     * @return 返回當前時間
     */
    public String display() {
        String str = "";
        if(hour < 10) {
            str += "0";
        }
        str += hour + ":";
        if(minute < 10) {
            str += "0";
        }
        str += minute + ":";
        if(second < 10) {
            str += "0";
        }
        str += second;
        return str;
    }

    /**
     * 調整小時
     * @param up true表示上調, false表示下調
     */
    public void setHour(boolean up) {
        if(up) {
            hour = (hour + 1) % 24;
        }
        else {
            hour -= 1;
            if(hour == -1) {
                hour = 23;
            }
        }
    }

    /**
     * 調整分鐘
     * @param up true表示上調, false表示下調
     */
    public void setMinute(boolean up) {
        if(up) {
            minute = (minute + 1) % 60;
        }
        else {
            minute -= 1;
            if(minute == -1) {
                minute = 59;
            }
        }
    }

    /**
     * 調整秒
     * @param up true表示上調, false表示下調
     */
    public void setSecond(boolean up) {
        if(up) {
            second = (second + 1) % 60;
        }
        else {
            second -= 1;
            if(second == -1) {
                second = 59;
            }
        }
    }
}

package com.lovoinfo;

public class Test03 {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Clock c = new Clock();
        while(true) {
            System.out.println(c.display());
            Thread.sleep(1000);
            c.go();
        }
    }
}

練習2：計劃修一個圓形的游泳池，半徑尚未確定，游泳池的外圍修建寬度爲3m的環形過道，過道的外圍修建一圈圍牆，已知圍牆的造價爲5元/m，過道的造價爲18元/m^2^，寫一個程序，輸入游泳池的半徑，計算出過道和圍牆的造價。

package com.lovoinfo;

// 1. 定義類（數據抽象[屬性]、行爲抽象[方法]、構造器）
/**
 * 圓
 * @author jackfrued
 *
 */
public class Circle {
    private double radius;  // 半徑

    /**
     * 構造器
     * @param radius 半徑
     */
    public Circle(double radius) {
        this.radius = radius;
    }

    /**
     * 獲得周長
     * @return 圓的周長
     */
    public double circumference() {
        return 2 * Math.PI * radius;
    }

    /**
     * 獲得面積
     * @return 圓的面積
     */
    public double area() {
        return Math.PI * radius * radius;
    }
}

package com.lovoinfo;

import java.util.Scanner;

public class Test01 {

    private static final double FUNIT = 5.5;    // 圍牆的單位造價
    private static final double CUNIT = 18;     // 過道的單位造價

    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.print("請輸入游泳池的半徑: ");
        double r = sc.nextDouble();

        // 2. 創建對象
        Circle c1 = new Circle(r);
        Circle c2 = new Circle(r + 3);

        // 3. 讓對象發生行爲（對象調用方法）求解問題
        System.out.printf("圍牆的造價爲: ￥%.2f元\n",
                c2.circumference() * FUNIT);
        System.out.printf("過道的造價爲: ￥%.2f元\n",
                (c2.area() - c1.area()) * CUNIT);

        sc.close();
    }
}

練習3：學生類和老師類。

package com.lovoinfo;

/**
 * 人（父類）
 * @author jackfrued
 *
 */
public class Person {
    protected String name;  // 姓名
    protected int age;      // 年齡

    /**
     * 構造器
     * @param name 姓名
     * @param age 年齡
     */
    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    /**
     * 吃飯
     */
    public void eat() {
        System.out.println(name + "在吃飯");
    }

    /**
     * 睡覺
     */
    public void sleep() {
        System.out.println(name + "在睡覺");
    }

    /**
     * 玩耍
     */
    public void play() {
    }
}

package com.lovoinfo;

/**
 * 學生（人的子類）
 * @author jackfrued
 *
 */
public class Student extends Person {
    private String grade;   // 年級

    /**
     * 構造器
     * @param name 姓名
     * @param age 年齡
     * @param grade 年級
     */
    public Student(String name, int age, String grade) {
        super(name, age);   // 調用父類構造器
        this.grade = grade;
    }

    /**
     * 學習
     * @param courseName 課程名稱
     */
    public void study(String courseName) {
        System.out.println(name + "在學習" + courseName);
    }

    /**
     * 玩耍（對父類中的play方法進行重新實現[重寫]）
     */
    public void play() {
        System.out.println(name + "在玩LOL");
    }

    @Override
    public String toString() {
        return name + " - " + age + " - " + grade;
    }

}

package com.lovoinfo;

/**
 * 老師（人的子類）
 * @author jackfrued
 *
 */
public class Teacher extends Person {
    private String title;   // 職稱

    /**
     * 構造器
     * @param name 姓名
     * @param age 年齡
     * @param title 職稱
     */
    public Teacher(String name, int age, String title) {
        super(name, age);
        this.title = title;
    }

    /**
     * 授課
     * @param courseName 課程名稱
     */
    public void teach(String courseName) {
        System.out.println(name + "正在教" + courseName);
    }

    /**
     * 玩耍（對父類中的play進行重新實現[重寫]）
     */
    public void play() {
        System.out.println(name + "在打麻將");
    }

    @Override
    public String toString() {
        return name + " - " + age + " - " + title;
    }
}

練習4：編程模擬銀行賬戶及其操作。

package com.lovoinfo;

/**
 * 銀行賬戶
 * @author jackfrued
 *
 */
public class Account {
    private String cardNumber;  // 卡號
    private String password;    // 密碼
    private double balance;     // 餘額

    /**
     * 構造器
     * @param cardNumber 卡號
     * @param password 初始密碼
     */
    public Account(String cardNumber, String password) {
        this.cardNumber = cardNumber;
        this.password = password;
        this.balance = 0.0;
    }

    /**
     * 驗證密碼
     * @param thyPassword 輸入的密碼
     * @return 驗證通過返回true否則返回false
     */
    public boolean verify(String thyPassword) {
        return password.equals(thyPassword);
    }

    /**
     * 取款
     * @param money 取款金額
     * @return 取款成功返回true否則返回false
     */
    public boolean withdraw(double money) {
        if(money > 0 && money <= balance) {
            balance -= money;
            return true;
        }
        return false;
    }

    /**
     * 存款
     * @param money 存款金額
     * @return 存款成功返回true否則返回false
     */
    public boolean deposit(double money) {
        if(money > 0) {
            balance += money;
            return true;
        }
        return false;
    }

    /**
     * 轉賬
     * @param other 轉入賬戶
     * @param money 轉出金額
     * @return 轉賬成功返回true否則返回false
     */
    public boolean transfer(Account other, double money) {
        if(this.withdraw(money)) {  // 如果當前賬戶扣款成功才能向轉入賬戶存錢
            boolean flag = other.deposit(money);
            if(!flag) { // 如果向轉入賬戶存錢不成功則應返還轉出金額
                this.deposit(money);
            }
            return flag;
        }
        return false;
    }

    /**
     * 查詢餘額
     * @return 賬戶餘額
     */
    public double getBalance() {
        return balance;
    }

    /**
     * 獲得卡號
     * @return 卡號
     */
    public String getCardNumber() {
        return cardNumber;
    }

    /**
     * 修改密碼
     * @param newPassword 新密碼
     */
    public void changePassword(String newPassword) {
        this.password = newPassword;
    }
}

練習5：雙色球隨機選號程序。

package com.lovoinfo;

/**
 * 球
 * @author jackfrued
 *
 */
public class Ball {
    private int number;     // 數字
    private boolean used;   // 是否被使用過

    /**
     * 構造器
     * @param number 球上面的數字
     */
    public Ball(int number) {
        this.number = number;
        // this.used = false;
    }

    /**
     * 球是否被使用過
     * @return 使用過返回true否則返回false
     */
    public boolean isUsed() {
        return used;
    }

    /**
     * 設置球有沒有被使用過
     * @param used true表示使用過false表示沒有使用過
     */
    public void setUsed(boolean used) {
        this.used = used;
    }

    /**
     * 獲得球上的號碼（如果號碼小於10前面要補0）
     * @return 號碼補0後的字符串
     */
    public String getNumber() {
        return number < 10? "0" + number : "" + number;
    }

    /**
     * 獲得球上的號碼
     * @return 號碼的數字
     */
    public int getNum() {
        return number;
    }
}

package com.lovoinfo;


/**
 * 雙色球選號機
 * @author jackfrued
 *
 */
public class LotteryMachine {
    private Ball[] redBalls = new Ball[33];     // 33個紅球 
    private Ball[] blueBalls = new Ball[16];    // 16個藍球

    // 裝入紅色球和藍色球
    public void load() {
        for(int i = 0; i < redBalls.length; i++) {
            redBalls[i] = new Ball(i + 1);  // 創建一顆球
        }

        for(int i = 0; i < blueBalls.length; i++) {
            blueBalls[i] = new Ball(i + 1);
        }
    }

    // 搖出6個紅色球
    public Ball[] getRedBalls() {
        Ball[] rBalls = new Ball[6];
        for(int i = 0; i < rBalls.length; i++) {
            Ball currentBall = null;
            do {
                int index = (int) (Math.random() * redBalls.length);
                currentBall = redBalls[index];
            } while(currentBall.isUsed());
            rBalls[i] = currentBall;
            currentBall.setUsed(true);
        }

        for(int i = 1; i < rBalls.length; i++) {
            for(int j = 0; j < rBalls.length - i; j++) {
                if(rBalls[j].getNum() > rBalls[j + 1].getNum()) {
                    Ball temp = rBalls[j];
                    rBalls[j] = rBalls[j + 1];
                    rBalls[j + 1] = temp;
                }
            }
        }

        return rBalls;
    }

    // 搖出1個藍色球
    public Ball getBlueBall() {
        return blueBalls[(int) (Math.random() * blueBalls.length)];
    }

    // 產生一個隨機號碼
    public String generateRandomNumber() {
        load(); // 裝入紅色球和藍色球
        Ball[] myRedBalls = getRedBalls();  // 搖出6個紅色球
        Ball myBlueBall = getBlueBall();    // 搖出1個藍色球

        String myNumber = "";
        for(int i = 0; i < myRedBalls.length; i++) {
            myNumber += myRedBalls[i].getNumber() + " ";
        }
        myNumber += "|";
        myNumber += " " + myBlueBall.getNumber();
        return myNumber;
    }
}

package com.lovoinfo;

import java.util.Scanner;

public class Test06 {

    public static void main(String[] args) {
        LotteryMachine lm = new LotteryMachine();

        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.print("機選幾注: ");
        int n = sc.nextInt();

        for(int i = 1; i <= n; i++) {
            System.out.println(lm.generateRandomNumber());
        }

        sc.close();
    }
}

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