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中南大学计算机学院实验报告
课程名称 Java面向对象程序设计SSD3
实验项目名称 实验3《对象和类》
学生姓名 Xi_Chen123 专业班级 ******班 学号 **********
实验成绩 日期
实验学时： 2
每组人数： 1
实验类型： 1 （1：基础性 2：综合性 3：设计性 4：研究性）
实验要求： 1 （1：必修 2：选修 3：其它）
实验类别： 2 （1：基础 2：专业基础 3：专业 4：其它）
* 实验目的
* 设计类，并画出UML类图
* 实现UML中的类
* 使用类开发应用程序
二、实验内容
1、（P305, 9.1）【矩形类Rectangle】遵照9.2节中Circle类的例子，设计一个名为Rectangle的类表示矩形。这个类包括：
* 两个名为width和height的double型数据域，它们分别表示矩形的宽和高。width和height的默认值都为1。
* 创建默认矩形的无参构造方法。
* 创建width和height为指定值的矩形的构造方法。
* 一个名为getArea()的方法返回这个矩形的面积。
* 一个名为getPerimeter()的方法返回矩形周长。
画出该类的UML图并实现这个类。编写一个测试程序，创建两个Rectangle对象：一个矩形的宽为4高为40，另一个矩形的宽为3.5高为35.9。依次显示每个矩形的宽、高、面积和周长。
2. （P307, 9.8）【风扇类Fan】设计一个名为Fan的类表示一个风扇。这个类包括：
* 三个名为SLOW、MEDIUM和FAST而值为1、2、3的常量表示风扇的速度。
* 一个名为speed的int类型私有数据域表示风扇的速度（默认值为SLOW）。
* 一个名为on的boolean类型私有数据域表示风扇是否打开（默认值为false）。
* 一个名为radius的double类型私有数据域表示风扇的半径（默认值为5）。
* 一个名为color的String类型私有数据域表示风扇的颜色（默认值为blue）。
* 这四个数据域的访问器和修改器。
* 一个创建默认风扇的无参构造方法。
*
一个名为toString()的方法返回描述风扇的字符串。如果风扇是打开的，那么该方法在一个组合的字符串中返回风扇的速度、颜色和半径。如果风扇没有打开，该方法返回一个由“fan
is off”和风扇颜色、半径组成的字符串。
画出该类的UML图。实现这个类。编写一个测试程序，创建两个Fan对象。将第一个对象设置为最大速度、半径为10、颜色为yellow、状态为打开。将第二个对象设置为中等速度、半径为5、颜色为blue、状态为关闭。通过调用它们的toString方法显示这些对象。
3.（P308，9.10*）【二次方程式】为二次方程式ax2+bx+c=0设计一个名为QuadraticEquation的类。这个类包括：
* 代表三个系数的私有数据域a、b、c。
* 一个参数为a、b、c的构造方法。
* a、b、c的三个get方法。
* 一个名为getDiscriminant()的方法返回判别式，b2-4ac。
* 一个名为getRoot1()和getRoot2()的方法返回等式的两个根。
这些方法只有在判别式为非负数时才有用。如果判别式为负，方法返回0。
画出该类的UML图。实现这个类。编写一个测试程序，提示用户输入a、b、c的值，然后显示判别式的结果。如果判别式为正数，显示两个根；如果判别式为0，显示一个根；否则，显示“The
equation has no roots”。
4.（P308,
9.13**）【位置类】设计一个名为Location的类，定位二维数组中的最大值及其位置。这个类包括公共的数据域row、column和maxValue，二维数组中的最大值及其下标用double型的maxValue以及int型的row和column存储。
编写下面的方法，返回一个二维数组中最大值的位置。
public static Location locateLargetst(double[][] a)
返回值是一个Location的实例。编写一个测试程序，提示用户输入一个二维数组，然后显示这个数组中的最大元素及下标。运行实例如下：
输入二维数组的行数和列数: 3 4
输入数组:
23.5 35 2 10
4.5 3 45 3.5
35 44 5.5 9.6
最大元素及其下标是: 45 在(1,2)
三、实验要求： <>
要求每个学生独立完成实验任务。
四、实验报告
1．在一周内完成本项目实验，在可视化平台上提交实验文档，包括：4个.java文件（分别对应以上4道题，不需要.class文件）打包成一个名为“实验3”的.rar或.zip文件，以及实验报告1份（格式与要求见下），
报告命名为“班级名（如“2101”）_学号_姓名_实验3.doc”。
2. 实验结果与分析
（包括运行结果截图、结果分析等）
实验一
实验二
实验三
实验四
3. 心得体会
（记录实验感受、上机过程中遇到的困难及解决办法、遗留的问题、意见和建议等。）
本次实验的难度略有提升，在编写过程中也有了较多的阻碍和小困难。在查询资料和与同学进行讨论之后，也都得到了较为合理的解决方案。
在编写实验一的过程中，整体较为顺利。在输出结果的过程中，由于double类型在计算过程中会产生精度损失，输出时非常难看，所以采用创建DecimalFormat实例的方法来对数据进行处理后再输出就可以得到正确的结果。
在编写实验二的过程中，最开始是打算分为两个文件进行编写，其中一个class单纯为Fan的类，另一个class为FanDemo，编写main函数对Fan进行输出。由于本次实验需要添加最终静态数据类型，该类型无法跨文件进行使用，所以最后放弃了这个想法，索性直接编写到同一个class中了。
实验三较为繁琐，但并不困难，最核心的思想就是将我们熟悉的公式用程序语言进行合理表达，把握好运算的优先级与括号省略规则就可以轻松编译。在完成了实验三的全部功能后，本以为万事大吉，然而程序却进行了警告：
（警告信息如下）
原因是在程序中没有使用get函数来获取a、b、c的值，因为在这个实验中，main函数和QuadraticEquation编写在同一个类中，可以直接调用私有数据成员，于是这三个get方法就被闲置下来，产生警告。于是我将该文件拆分成了两个类，使得get方法被“强行”使用了，解决了这个警告。
在编写实验四的过程中，第一个较为陌生的知识就是二维数组。二维数组是通过通过两个维度来找到数组中对应的元素，在平时存储数据中较为少见，但在平面图、行列式、矩阵等方面使用较多。首先就是在对二维数组中录入数据的过程，如何达到图例中那样按照行与列的形式输入呢？我使用了Scanner中的实例调用的方法next()，其好处在于空格键和回车键都可以作为元素分割的标识符，缺点在于分割的元素为String类型，无法直接存储到double类型的数组中。所以我再运用了Double类中的double
parseDouble(String s);方法，将录入的String元素转化为double类型。部分程序如下：
第二个就是对于二维数组的遍历，我们该如何按照行与列逐个遍历二维数组呢？通过网络查询与同学交流，我知道了如下信息：二维数组的数组名可以调用length方法，获取二维数组的行数，譬如：num.length；在第i行，二维数组的数组名+[i]可以调用length方法，获取该行的列数，譬如：num[i].length。参考程序如下：
总而言之，本次实验难度略有提升，还有一部分问题是对类与对象的使用还是有些生疏，比如编写出了出现警告的程序。在日后的学习中还需要继续加强和改进，继续练习相关的程序题目，达到更高层次的编程水平
4.【附源程序】（除了单独的.java文件，也请复制到实验文档里，方便批阅者评阅）
实验一
package com.xc3; import java.text.DecimalFormat; public class Rectangle {
private double width=1; private double height=1; //无参构造方法 public Rectangle(){ }
//带参构造方法 public Rectangle(double width,double height){ this.height=height;
this.width=width; } //获取width public double getWidth(){ return width; }
//获取height public double getHeight(){ return height; } //获取area public double
getArea(){ return height*width; } //获取perimeter public double getPerimeter(){
return 2*(height+width); } public static void main(String[] args) {
//创建两个Rectangle对象 Rectangle r1=new Rectangle(4,40); Rectangle r2=new
Rectangle(3.5,35.9); //显示结果 DecimalFormat df=new DecimalFormat("0.00");
System.out.println("width:"+r1.getWidth()+" height:"+r1.getHeight()+"
area:"+r1.getArea()+" perimeter:"+r1.getPerimeter());
System.out.println("width:"+r2.getWidth()+" height:"+r2.getHeight()+"
area:"+df.format(r2.getArea())+" perimeter:"+df.format(r2.getPerimeter())); } }
实验二
package com.xc3; public class Fan { final static int SLOW=1; final static int
MEDIUM=2; final static int FAST=3; private int speed=SLOW; private boolean
on=false; private double radius=5; private String color="blue"; public Fan() {
} public int getSpeed() { return speed; } public void setSpeed(int speed) {
this.speed = speed; } public boolean isOn() { return on; } public void
setOn(boolean on) { this.on = on; } public double getRadius() { return radius;
} public void setRadius(double radius) { this.radius = radius; } public String
getColor() { return color; } public void setColor(String color) { this.color =
color; } public String toString() { if (isOn()) { return "The speed of the fan
is " + getSpeed() + ", the radius of the fan is " + getRadius() + ", the color
of the fan is " + getColor(); } else { return "The fan is off"; } } //main
public static void main(String[] args) { //创建对象 Fan f1=new Fan(); Fan f2=new
Fan(); //设置对象 f1.setSpeed(FAST); f1.setRadius(10); f1.setColor("yellow");
f1.setOn(true); f2.setSpeed(MEDIUM); f2.setRadius(5); f2.setColor("blue");
f2.setOn(false); //显示对象 System.out.println(f1.toString());
System.out.println(f2.toString()); } }
实验三
QuadraticEquation类
package com.xc3.QE; public class QuadraticEquation { private double a; private
double b; private double c; public QuadraticEquation() { } public
QuadraticEquation(double a, double b, double c) { this.a = a; this.b = b;
this.c = c; } public double getA() { return a; } public double getB() { return
b; } public double getC() { return c; } public double getDiscriminant(){ return
b * b - 4 * a * c; } public double getRoot1(){ if(getDiscriminant()>=0) {
return (-1 * b + Math.sqrt(b * b - 4 * a * c)) / 2 * a; } return 0; } public
double getRoot2(){ if(getDiscriminant()>=0) { return (-1 * b - Math.sqrt(b * b
- 4 * a * c)) / 2 * a; } return 0; } }
QuadraticEquationDemo类
package com.xc3.QE; import java.util.Scanner; public class
QuadraticEquationDemo { public static void main(String[] args) { //输入数据
System.out.println("Please input the a,b,c of the number."); Scanner sc=new
Scanner(System.in); double a=sc.nextDouble(); double b=sc.nextDouble(); double
c=sc.nextDouble(); QuadraticEquation qe=new QuadraticEquation(a,b,c); //显示判别式结果
double result=qe.getDiscriminant(); System.out.println("The result of
Discriminant is: "+result); //显示结果 if(result<0){ //若判别式小于0
System.out.println("The equation has no roots"); }else if(result==0){ //若判别式等于0
System.out.println("The result of root is: "+qe.getRoot1()); }else{ //若判别式大于0
System.out.println("The result of root1 is: "+qe.getRoot1()+", the root2 is:
"+qe.getRoot2()); } } }
实验四
package com.xc3; import java.util.Scanner; public class Location { private int
row; private int colum; private double maxValue; public Location() { } public
Location(int row, int colum, double maxValue) { this.row = row; this.colum =
colum; this.maxValue = maxValue; } public int getRow() { return row; } public
int getColum() { return colum; } public double getMaxValue() { return maxValue;
} public static void main(String[] args) { //输入行数和列数
System.out.print("请输入二维数组的行数和列数："); Scanner sc=new Scanner(System.in); int
row=sc.nextInt(); int colum=sc.nextInt(); //创建数组并输入数据
System.out.println("输入数组："); double[][] num=new double[row][colum]; for(int
i=0;i<row;i++){ for(int j=0;j<colum;j++){
num[i][j]=Double.parseDouble(sc.next()); } } //计算数据 Location
l=locateLargest(num); //输出结果 System.out.print("最大元素及其下标是："+l.getMaxValue()+"
在（"+l.getRow()+","+l.getColum()+")"); } public static Location
locateLargest(double[][] a){ int row=0; int colum=0; double
maxValue=a[row][colum]; for(int i=0;i<a.length;i++){ for(int
j=0;j<a[i].length;j++){ if(a[i][j]>maxValue){ maxValue=a[i][j]; row=i; colum=j;
} } } return new Location(row,colum,maxValue); } }