JAVA OOP DAY05
1 根据周长计算不同形状图形的面积
1.1 问题
根据周长计算不同形状图形的面积，详细要求如下：
1. 计算多种图形的面积，并比较各种图形面积的最大值。
2. 使用抽象类及其子类的方式实现本案例。
3. 本案例以圆形和正方形为例。
注：正方形的面积公式为：0.0625*c*c。圆形的面积公式为：0.0796*c*c,其中，c表示图形的周长。
1.2 方案
分析问题中的描述，可以得出如下解决方案：
1. 定义两个类Square和Circle，分别表示正方形和圆形。
2. 正方形和圆形都有周长，我们可以使用c属性来表示；要计算正方形和圆形的面积，我们定义area方法来实现。即，分别在Square类和Circle类中定义c属性和area方法，并根据各自图形的公式计算对应的面积。
3. 案例问题中要求计算各种图形的面积，并找出最大值。在此，我们需要找到一种类型，该类型为Square类和Circle类的父类，使用该类型的数组来存储所有图形。因此，定义Shape类，该类为Square和Circle类的父类，并将Square类和Circle类的共有属性放入Shape类中定义。
4. 又因为父类（Shape）的引用不能直接调用子类（Square或Circle）的方法（area方法），因此，将area方法抽取到父类Shape中。在父类Shape中，不知道具体是哪种图形，因此area方法不知如何实现，在此，将该方法定义抽象方法，那么Shape类也要定义为抽象类。这样，也形成了子类（Square或Circle）重写父类（Shape）的area方法。
5. 最后，我们就可以定义如下方法来实现求面积的最大值：
public static void maxArea(Shape[] shapes) {
Shape s0 = shapes[0];
double max = s0.area();
int maxIndex = 0;
for (int i = 1; i < shapes.length; i++) {
double area = shapes[i].area();
if (area > max) {
max = area;
maxIndex = i;
}
}
System.out.println("数组中索引为"+maxIndex+"的图形的面积最大，面积为："+max);
}
以上方法中，参数shapes为Shape[]数组类型，该参数中可以存储正方形、圆形、或是其它图形。
1.3 步骤
实现此案例需要按照如下步骤进行。
步骤一：定义类Square和Circle
定义两个类Square和Circle，分别表示正方形和圆形，Square类代码如下所示：
public class Square {
}
Circle类代码如下所示：
public class Circle {
}
步骤二：定义c属性和area方法
分别在Square类和Circle类中定义c属性和area方法，并根据各自图形的公式计算对应的面积，Square类代码如下所示：
public class Square {
#cold_boldprivate double c;
#cold_bold public Square(double c) {
#cold_bold this.c = c;
#cold_bold }
#cold_bold /**
#cold_bold * 计算正方形的面积
#cold_bold */
#cold_bold public double area() {
#cold_bold return 0.0625*c*c;
#cold_bold }
}
Circle类代码如下所示：
public class Circle {
#cold_boldprivate double c;
#cold_bold public Circle(double c) {
#cold_bold this.c = c;
#cold_bold }
#cold_bold /**
#cold_bold * 计算圆形的面积
#cold_bold */
#cold_bold public double area() {
#cold_bold return 0.0796*c*c;
#cold_bold }
}
步骤三：定义父类Shape并抽取属性和方法
定义父类Shape，将子类Square和Circle中共有属性c和方法area抽取到父类Shape中，并重构Square类和Circle类，Shape类代码如下所示：
public abstract class Shape {
protected double c;
public abstract double area();
}
Square类代码如下所示：
#cold_boldpublic class Square extends Shape {
public Square(double c) {
this.c = c;
}
/**
* 计算正方形的面积
*/
public double area() {
return 0.0625*c*c;
}
}
Circle类代码如下所示：
#cold_boldpublic class Circle extends Shape {
public Circle(double c) {
this.c = c;
}
/**
* 计算圆形的面积
*/
public double area() {
return 0.0796*c*c;
}
}
步骤四：计算各种图形面积的最大值
新建类TestShape，在该类中新建方法maxArea方法，该方法实现计算多种图形面积的最大值，代码如下所示：
public class TestShape{
public static void maxArea(Shape[] shapes) {
double max = shapes[0].area();
int maxIndex = 0;
for (int i = 1; i < shapes.length; i++) {
double area = shapes[i].area();
if (area > max) {
max = area;
maxIndex = i;
}
}
System.out.println("数组中索引为"+maxIndex+"的图形的面积最大，面积为："+max);
}
}
步骤五：测试
在TestShape类中，测试maxArea方法能否计算出各种图形面积的最大值，代码如下所示：
public class TestShape {
#cold_bold public static void main(String[] args) {
#cold_bold Shape[] shapes = new Shape[2];
#cold_bold shapes[0] = new Circle(4);//数组中的第一个元素为圆形对象，周长为4
#cold_bold shapes[1] = new Square(4);//数组中的第二个元素为正方形对象，周长为4
#cold_bold maxArea(shapes);
#cold_bold }
public static void maxArea(Shape[] shapes) {
double max = shapes[0].area();
int maxIndex = 0;
for (int i = 1; i < shapes.length; i++) {
double area = shapes[i].area();
if (area > max) {
max = area;
maxIndex = i;
}
}
System.out.println("数组中索引为"+maxIndex+"的图形的面积最大，面积为："+max);
}
}
步骤六：运行
运行TestShape类，控制台输出结果如下所示：
数组中索引为0的图形的面积最大，面积为：1.2736
观察上述输出结果，可以看出，shapes[0]表示的是圆形，周长相同的情况下，圆形的面积更大些。
1.4 完整代码
本案例中，Square类的完整代码如下所示：
public class Square extends Shape {
public Square(double c) {
this.c = c;
}
/**
* 计算正方形的面积
*/
public double area() {
return 0.0625*c*c;
}
}
Circle类的完整代码如下所示：
public class Circle extends Shape {
public Circle(double c) {
this.c = c;
}
/**
* 计算圆形的面积
*/
public double area() {
return 0.0796*c*c;
}
}
Shape类的完整代码如下所示：
public abstract class Shape {
protected double c;
public abstract double area();
}
TestShape类的完整代码如下所示：
public class TestShape {
public static void main(String[] args) {
Shape[] shapes = new Shape[2];
shapes[0] = new Circle(4);//数组中的第一个元素为圆形对象，周长为4
shapes[1] = new Square(4);//数组中的第二个元素为正方形对象，周长为4
maxArea(shapes);
}
public static void maxArea(Shape[] shapes) {
double max = shapes[0].area();
int maxIndex = 0;
for (int i = 1; i < shapes.length; i++) {
double area = shapes[i].area();
if (area > max) {
max = area;
maxIndex = i;
}
}
System.out.println("数组中索引为"+maxIndex+"的图形的面积最大，面积为："+max);
}
}
2 银行卡系统（实现银联接口）
2.1 问题
本例要求实现银行卡系统的银联接口，详细要求如下：
1. 银联接口，用于描述银联统一制定的规则，该接口提供检测密码方法、取钱方法以及查询余额方法。
2. 工商银行接口，用于描述工商银行发行的卡片功能，在满足银联接口的规则基础上，增加了在线支付功能。
3. 农业银行接口，用于描述中国农业银行发行的卡片功能，在满足银联接口的规则基础上，增加了支付电话费的功能。另外，农行的卡的卡内余额，允许最多透支2000。
4. 实现工商银行接口和农业银行接口，并进行测试。
工行卡的控制台交互效果如图-1所示：
图-1
农行卡的控制台交互效果如图-2所示：
图-2
从图-2中可以看出，农行卡的卡内余额可以为负数。
2.2 步骤
实现此案例需要按照如下步骤进行。
步骤一：定义银联接口
首先，定义名为UnionPay的银联接口，用于描述银联统一制定的规则；然后，在该接口中定义getBalance方法表示获取余额功能、定义drawMoney表示取钱功能、定义checkPwd表示检查密码功能，代码如下所示：
/**
* 接口：用于描述银联统一制定的规则
*/
public interface UnionPay {
/**查看余额*/
public double getBalance();
/**取钱*/
public boolean drawMoney(double number);
/**检查密码*/
public boolean checkPwd(String input);
}
步骤二： 定义工商银行接口
定义名为ICBC的接口表示工商银行接口，用于描述中国工商银行发行的卡片功能，该接口需要满足银联接口的功能，因此，继承银联接口；该接口在具备银联接口的功能基础上，要求增加在线支付功能，所以，在该接口中定义payOnline方法，表示此功能，代码如下所示：
/**
* 接口：用于描述工商银行发行的卡片功能，在满足
* 银联的规则基础上，添加自己特有的功能
*/
public interface ICBC extends UnionPay {
/**增加的在线支付功能*/
public void payOnline(double number);
}
步骤三：定义农业银行接口
定义名为ABC的接口表示农业银行接口，用于描述中国农业银行发行的卡片功能，该接口需要满足银联接口的功能，因此，需要继承银联接口；该接口在具备银联接口的功能基础上，要求增加支付电话费功能，所以，在该接口中定义payTelBill方法，表示此功能，代码如下所示：
/**
* 接口：用于描述中国农业银行发行的卡片功能，在满足
* 银联的规则基础上，添加自己特有的功能
*/
public interface ABC extends UnionPay {
/**增加支付电话费的功能*/
public boolean payTelBill(String phoneNum,double sum);
}
步骤四：定义工商银行接口的实现类
首先，定义为名ICBCImpl的类 ，该类实现ICBC接口；另外，分析问题中的取钱功能，需要对余额信息进行存储，插入卡片以后需要输入密码后才能进行取钱，因此，在ICBCImpl类中定义double类型属性money表示账户余额以及String类型属性pwd表示卡片的密码，代码如下所示：
/**
* 类：用于描述工商银行实际发行的卡片
* 该卡片具有的功能来自于继承的已经符合银联规范的ICBC接口
*/
public class ICBCImpl implements ICBC {
private double money;
private String pwd;
public ICBCImpl(double money,String pwd){
this.money = money;
this.pwd = pwd;
}
}
步骤五：实现检查密码、获取余额、取款、在线支付功能
在ICBCImpl类实现checkPwd方法、getBalance方法、drawMoney方法以及payOnline方法，代码如下所示：
/**
* 类：用于描述工商银行实际发行的卡片
* 该卡片具有的功能来自于继承的已经符合银联规范的ICBC接口
*/
public class ICBCImpl implements ICBC {
private double money;
private String pwd;
public ICBCImpl(double money,String pwd){
this.money = money;
this.pwd = pwd;
}
#cold_bold @Override
#cold_bold public double getBalance() {
#cold_bold return money;
#cold_bold }
#cold_bold
#cold_bold @Override
#cold_bold public boolean drawMoney(double number) {
#cold_bold if(number <= money){
#cold_bold money -=number;
#cold_bold return true;
#cold_bold }
#cold_bold return false;
#cold_bold
#cold_bold }
#cold_bold
#cold_bold @Override
#cold_bold public void payOnline(double number) {
#cold_bold if(number < money){
#cold_bold money-=number;
#cold_bold }
#cold_bold }
#cold_bold
#cold_bold @Override
#cold_bold public boolean checkPwd(String input) {
#cold_bold if(pwd.equals(input))
#cold_bold return true;
#cold_bold else
#cold_bold return false;
#cold_bold }
}
以上四个方法的实现逻辑为：
取钱功能的实现为在当前余额的基础上减去要取的金额，如drawMoney方法的实现。
在线付款功能的实现为当前余额的基础上减去要支付的金额，如payOnline方法的实现。
检查密码功能的实现为检查卡的密码与用户输入的密码是否相等，如果相等返回true，否则返回false，如checkPwd方法的实现。
获取余额功能的实现为类ICBCImpl，类中money属性即表示余额，将其返回即可，如getBalance方法的实现。
步骤六：定义农业银行接口的实现类
实现农业银行接口的过程与实现工行接口的过程类似，实现的过程中注意，农行卡的卡内余额可以透支2000，代码如下所示：
/**
* 类：用于描述农业银行实际发行的卡片
* 该卡片具有的功能来自于继承的已经符合银联规范的ABC接口
*/
public class ABCImpl implements ABC {
/**卡内余额，允许最多透支2000*/
private double balance;
/**账号密码*/
private String password;
public ABCImpl(double balance,String password){
this.balance = balance;
this.password = password;
}
@Override
public double getBalance() {
return balance;
}
@Override
public boolean drawMoney(double number) {
if((balance-number) >= -2000){
balance-=number;
return true;
}
return false;
}
@Override
public boolean checkPwd(String input) {
if(password.equals(input)){
return true;
}else{
return false;
}
}
@Override
public boolean payTelBill(String phoneNum, double sum) {
if(phoneNum.length() == 11 && (balance-sum)>=-2000){
balance-=sum;
return true;
}
return false;
}
}
步骤七：测试
新建TestUnionPay类，测试银联接口提供的方法，是否成功实现，代码如下所示：
import java.util.Scanner;
/**
* 测试实现接口后的类的方法调用
*/
public class TestUnionPay {
public static void main(String[] args) {
UnionPay icbc = new ICBCImpl(2000,"123456");
Scanner input = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入密码：");
if(icbc.checkPwd(input.next())){
System.out.println("请输入金额：");
double num = Double.parseDouble(input.next());
if(icbc.drawMoney(num)){
System.out.println("取钱成功，卡余额为："+icbc.getBalance());
}
else{
System.out.println("取钱失败");
}
}else{
System.out.println("密码错误");
}
input.close();
}
}
查看上述代码，可以看出以上代码是采用ICBCImpl类来实例化银联接口UnionPay的，当然，也可以使用ABCImpl来实例化银联接口UnionPay，此时，卡内余额是可以透支2000元的。
2.3 完整代码
本案例中，UnionPay接口的完整代码如下所示：
/**
* 接口：用于描述银联统一制定的规则
*/
public interface UnionPay {
/**查看余额*/
public double getBalance();
/**取钱*/
public boolean drawMoney(double number);
/**检查密码*/
public boolean checkPwd(String input);
}
ICBC接口的完整代码如下所示：
/**
* 接口：用于描述工商银行发行的卡片功能，在满足
* 银联的规则基础上，添加自己特有的功能
*/
public interface ICBC extends UnionPay {
/**增加的在线支付功能*/
public void payOnline(double number);
}
ABC接口的完整代码如下所示：
/**
* 接口：用于描述中国农业银行发行的卡片功能，在满足
* 银联的规则基础上，添加自己特有的功能
*/
public interface ABC extends UnionPay {
/**增加支付电话费的功能*/
public boolean payTelBill(String phoneNum,double sum);
}
ICBCImpl类的完整代码如下所示：
/**
* 类：用于描述工商银行实际发行的卡片
* 该卡片具有的功能来自于继承的已经符合银联规范的ICBC接口
*/
public class ICBCImpl implements ICBC {
private double money;
private String pwd;
public ICBCImpl(double money,String pwd){
this.money = money;
this.pwd = pwd;
}
@Override
public double getBalance() {
return money;
}
@Override
public boolean drawMoney(double number) {
if(number <= money){
money -=number;
return true;
}
return false;
}
@Override
public void payOnline(double number) {
if(number < money){
money-=number;
}
}
@Override
public boolean checkPwd(String input) {
if(pwd.equals(input))
return true;
else
return false;
}
}
ABCImpl类的完整代码如下所示：
/**
* 类：用于描述农业银行实际发行的卡片
* 该卡片具有的功能来自于继承的已经符合银联规范的ABC接口
*/
public class ABCImpl implements ABC {
/**卡内余额，允许最多透支2000*/
private double balance;
/**账号密码*/
private String password;
public ABCImpl(double balance,String password){
this.balance = balance;
this.password = password;
}
@Override
public double getBalance() {
return balance;
}
@Override
public boolean drawMoney(double number) {
if((balance-number) >= -2000){
balance-=number;
return true;
}
return false;
}
@Override
public boolean checkPwd(String input) {
if(password.equals(input)){
return true;
}else{
return false;
}
}
@Override
public boolean payTelBill(String phoneNum, double sum) {
if(phoneNum.length() == 11 && (balance-sum)>=-2000){
balance-=sum;
return true;
}
return false;
}
}
TestUnionPay类的完整代码如下所示：
import java.util.Scanner;
/**
* 测试实现接口后的类的方法调用
*/
public class TestUnionPay {
public static void main(String[] args) {
UnionPay icbc = new ICBCImpl(2000,"123456");
Scanner input = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入密码：");
if(icbc.checkPwd(input.next())){
System.out.println("请输入金额：");
double num = Double.parseDouble(input.next());
if(icbc.drawMoney(num)){
System.out.println("取钱成功，卡余额为："+icbc.getBalance());
}
else{
System.out.println("取钱失败");
}
}else{
System.out.println("密码错误");
}
input.close();
}
}