ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3 (часть 1)
НАСЛЕДОВАНИЕ. ПЕРЕОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕТОДОВ
Цель: изучить механизм наследования в ООП, научится использовать перегруженные и переопределённые методы.
Понятие и определение наследования
Наследование является одним из ключевых свойств системы, которое позволяет описать новый класс на основе уже существующего с частично или полностью заимствующейся функциональностью. Используя наследование, можно создать главный класс, который определяет свойства, общие для набора связанных элементов.
| Дерево |
| Дуб |
| Береза |
| Сосна |
| Ель |
Рис. 3.1 Графическая интерпретация наследовании
Класс Дерево обладает общими свойствами для подклассов Береза, Дуб, Сосна, Ель (рис. 3.1). В жизни такими свойствами выступают наличие ствола, ветвей, корней и т.д.
Класс, от которого происходит наследование, называется суперклассом (или родительским классом). Класс, который выполняет наследование, называется подклассом (или дочерним классом). На рис. 3.1 суперклассом выступает класс Дерево, а подклассами – Береза, Дуб, Сосна и Ель.
Класс (подкласс) может наследовать переменные и методы другого класса (суперкласса) при помощи ключевого слова extends. В таком случае определение подкласса будет выглядеть следующим образом:
Class SubClass extends SuperClass {
// тело класса SubClass;
}
Стоит обратить внимание на то, что в Java невозможно множественное наследование, т.е. можно расширить только один класс.
Использование ключевых слов this и super
Как уже было изучено ранее, ключевое слово this используется, если необходимо обратиться к элементам собственного класса. Оно предопределяет ссылку на объект текущего класса.
Пример 3.1 Использование ключевого слова this
class Rectangle {
private double width;
private double height;
Rectangle (double a, double b) {
this.width=a;
this.height=b;
}
}
Подкласс имеет доступ ко всем открытым переменным и методам (кроме private) родительского класса. Доступ осуществляется через ключевое слово super. Оно используется для вызова конструктора суперкласса (super()) или для доступа к члену суперкласса (super.).
При вызове конструктора слово super() всегда должно стоять на первом месте.
super(список_параметров); /* вызов конструктора суперкласса с передачей параметров или без нее*/
super.i = n; /* обращение к атрибуту суперкласса */
super.methodName(); /* вызов метода суперкласса */
Пример 3.2 Использование ключевого слова super
class Point{
protected int x, int y;
public Point (int x1, int y1){
x=x1;
y=y1;
}
}
class Circle extends Point{
int R;
public Circle(int x1, x2, R1){
super (x1,x2);
R=R1;
}
}
Переопределение методов
Если два метода с одинаковыми именами и возвращаемыми значениями находятся в одном классе, то списки их параметров должны отличаться. Такие методы являются перегруженными (overloading). Если метод подкласса совпадает с методом суперкласса (родительского класса), то метод подкласса (дочернего класса) переопределяет (overriding) метод суперкласса.
Переопределение методов является основой концепции динамического связывания, реализующей полиморфизм. Когда переопределенный метод вызывается через ссылку суперкласса, Java определяет, какую версию метода вызвать, основываясь на типе объекта, на который имеется ссылка. Таким образом, тип объекта определяет версию метода на этапе выполнения.
В следующем примере переопределяемый метод show() находится в двух классах Fruits и Apple.
Пример 3.3 Переопределение метода
public class Fruits {
private String name;
private int price;
public Fruits(int p, String str) {
name = str;
price = p;
}
public float getPrice(){
return price;
}
public String getName(){
return name;
}
void show(){
System.out.println("название: " + name+ ", цена: " + price);
}
}
public class Apple extends Fruits{
private boolean seed;
public Apple(int p, String str, boolean f) {
super(p, str);
seed = f;
}
void show(){
System.out.println("название:" + getName()+ ", цена: " +getPrice() + ", наличие семечек:" + seed);
}
}
public class ShowInformation {
public static void main(String[] args) {
Fruits fruit1 = new Fruits(5000, "апельсин");
Fruits fruit2 = new Apple(3000, "яблоко", true);
fruit1.show();
fruit2.show();
}
}
Результат выполнения программы:
название: апельсин, цена: 5000
название:яблоко, цена: 3000.0, наличие семечек: true
Объект fruit1 создается при помощи вызова конструктора класса Fruits, и, соответственно, при вызове метода show() вызывается версия метода из класса Fruits. При создании объекта fruit2 ссылка типа Fruits инициализируется объектом типа Apple. При таком способе инициализации ссылка на суперкласс получает доступ к методам, переопределенным в подклассе.
Стоит заметить, что статические методы могут быть переопределены в подклассе, но не могут быть полиморфными, так как их вызов не затрагивает объекты.
При объявлении совпадающих по сигнатуре полей в суперклассе и подклассах их значения не переопределяются и никак не пересекаются, то есть существуют в одном объекте независимо друг от друга. В этом случае задача извлечения требуемого значения определенного поля, принадлежащего классу в цепочке наследования, ложится на программиста.
Пример 3.4 Совпадение полей в суперклассе и подклассах
public class A {
int x = 1, y = 2;
public A() {
y = getX();
System.out.println("в классе A после вызова" + " getX() x=" + x + " y=" + y);
}
public int getX(){
System.out.println("в классе A");
return x;
}
}
public class B extends A{
int x = 3, y = 4;
public B() {
System.out.println("в классе B x=" + x + " y=" + y);
}
public int getX(){
System.out.println("в классе B");
return x;
}
}
public class DemoAB {
public static void main (String[] args) {
A objA = new B();
B objB = new B();
System.out.println("Вывод значения х из объекта А: " + objA.x);
System.out.println("Вывод значения х из объекта В: " + objB.x);
}
}
Результат выполнения программы:
в классе B
в классе A после вызова getX() x=1 y=0
в классе B x=3 y=4
в классе B
в классе A после вызова getX() x=1 y=0
в классе B x=3 y=4
Вывод значения х из объекта А: 1
Вывод значения х из объекта В: 3
Пример выполнения индивидуального задания
Создайте класс «Геометрическая фигура», содержащий следующую информацию: координаты центра на плоскости. Предусмотреть get методы и метод класса «расчет площади». Этот метод должны переопределять производные классы.
Создайте класс «Треугольник» производный от «Геометрическая фигура» содержит дополнительную информацию: сторона1, сторона2, сторона 3, тип.
Создайте класс «Прямоугольник» производный от «Геометрическая фигура» содержит дополнительную информацию: ширина, высота.
Создайте класс «Окружность» производный от «Геометрическая фигура» содержит дополнительную информацию: радиус.
Пример 3.5 Пример выполнения индивидуального задания:
public class GeomFig { //создание суперкласса
protected int x,y;
float square;
public GeomFig(int x1,int y1){
x=x1;
y=y1;
}
public GeomFig(){
x=5;
y=5;
}
public int GetDatax(){
return x;
}
public int GetDatay(){
return y;
}
public float FindSquare () { // метод расчета площади, который будет //переопределяться в подклассах
square=x*y;
return square;
}
}
public class Triangle extends GeomFig { //класс Triangle наследует класс GeomFig
private int a,b,c;
String type;
public Triangle (int x, int y,int a, int b, int c, String type) {
super(x,y); //вызов конструктора с параметрами из суперкласса
this.a=a;
this.b=b;
this.c=c;
this.type=type;
}
public Triangle (int x, int y) {
super(x,y);// вызов конструктора с параметрами из суперкласса
a=3;
b=5;
c=5;
type="isosceles";
}
public Triangle () {
super();//вызов конструктора без параметров из суперкласса
a=7;
b=7;
c=7;
type="equilateral";
}
public int GetDataa(){
return a;
}
public int GetDatab(){
return b;
}
public int GetDatac(){
return c;
}
public String Gettype(){
return type;
}
public float FindSquare (){ //переопределение метода расчета площади
square=(float) Math.sqrt(((a+b+c)/2)*(((a+b+c)/2)-a)*(((a+b+c)/2)-b)*(((a+b+c)/2)-c));
return square;
}
}
public class Rectangle extends GeomFig{ // класс Rectangle наследует класс GeomFig
private int width, height;
public Rectangle(int x, int y, int w, int h) {
super(x,y); //вызов конструктора с параметрами из суперкласса
width=w;
height=h;
}
public Rectangle (int x, int y, int w){
super(x,y);// вызов конструктора с параметрами из суперкласса
width=w;
height=8;
}
public Rectangle() {
super();//вызов конструктора без параметров из суперкласса
width=7;
height=6;
}
public int GetDatawidth(){
return width;
}
public int GetDataheight(){
return height;
}
public float FindSquare (){
square=width*height;
return square;
}
}
public class Circle extends GeomFig {
int rad;
public Circle(int x, int y, int r){
super(x,y);// вызов конструктора с параметрами из суперкласса
rad=r;
}
public Circle(int x, int y){
super(x,y);// вызов конструктора с параметрами из суперкласса
rad=3;
}
public Circle(){
super();//вызов конструктора без параметров из суперкласса
rad=2;
}
public int GetDataRad(){
return rad;
}
public float FindSquare () { //переопределение метода расчета площади
square=(float) (3.14*rad*rad);
return square;
}
}
public class WriterInfo { // класс для вывода информации о классах на экран
public static void main(String[] args) {
Rectangle rect1= new Rectangle(1,2,3,4);
System.out.println("Rectangle 1 - Center:("+rect1.GetDatax()+", "+rect1.GetDatay()+") Weidth:"+rect1.GetDatawidth()+" Height:"+rect1.GetDataheight()+" Square:"+rect1.FindSquare()+"; ");
Rectangle rect2=new Rectangle(7,6,5);
System.out.println("Rectangle 2 - Center:("+rect2.GetDatax()+", "+rect2.GetDatay()+") Weidth:"+rect2.GetDatawidth()+" Height:"+rect2.GetDataheight()+" Square:"+rect2.FindSquare()+"; ");
Rectangle rect3=new Rectangle();
System.out.println("Rectangle 3 - Center:("+rect3.GetDatax()+", "+rect3.GetDatay()+") Weidth:"+rect3.GetDatawidth()+" Height:"+rect3.GetDataheight()+" Square:"+rect3.FindSquare()+"; ");
Circle circ1=new Circle(2,2,4);
System.out.println("Circle 1 - Center:("+circ1.GetDatax()+", "+circ1.GetDatay()+") Radius:"+circ1.GetDataRad()+" Square:"+circ1.FindSquare()+"; ");
Circle circ2=new Circle(4,1);
System.out.println("Circle 2 - Center:("+circ2.GetDatax()+", "+circ2.GetDatay()+") Radius:"+circ2.GetDataRad()+" Square:"+circ2.FindSquare()+"; ");
Circle circ3=new Circle();
System.out.println("Circle 3 - Center:("+circ3.GetDatax()+", "+circ3.GetDatay()+") Radius:"+circ3.GetDataRad()+" Square:"+circ3.FindSquare()+"; ");
Triangle trin1=new Triangle (4,5,6,7,8,"scalene");
System.out.println("Triangle 1 - Center:("+trin1.GetDatax()+", "+trin1.GetDatay()+") Side 1:"+trin1.GetDataa()+" Side 2:"+trin1.GetDatab()+" Side 3:"+trin1.GetDatac()+" Type:"+trin1.Gettype()+" Square:"+trin1.FindSquare()+"; ");
Triangle trin2=new Triangle(15,6);
System.out.println("Triangle 2 - Center:("+trin2.GetDatax()+", "+trin2.GetDatay()+") Side 1:"+trin2.GetDataa()+" Side 2:"+trin2.GetDatab()+" Side 3:"+trin2.GetDatac()+" Type:"+trin2.Gettype()+" Square:"+trin2.FindSquare()+"; ");
Triangle trin3=new Triangle();
System.out.println("Triangle 3 - Center:("+trin3.GetDatax()+", "+trin3.GetDatay()+") Side 1:"+trin3.GetDataa()+" Side 2:"+trin3.GetDatab()+" Side 3:"+trin3.GetDatac()+" Type:"+trin3.Gettype()+" Square:"+trin3.FindSquare()+"; ");
}
}
Результат выполнения программы:
Rectangle 1 - Center:(1, 2) Weidth:3 Height:4 Square:12.0;
Rectangle 2 - Center:(7, 6) Weidth:5 Height:8 Square:40.0;
Rectangle 3 - Center:(5, 5) Weidth:7 Height:6 Square:42.0;
Circle 1 - Center:(2, 2) Radius:4 Square:50.24;
Circle 2 - Center:(4, 1) Radius:3 Square:28.26;
Circle 3 - Center:(5, 5) Radius:2 Square:12.56;
Triangle 1 - Center:(4, 5) Side 1:6 Side 2:7 Side 3:8 Type:scalene Square:15.491934;
Triangle 2 - Center:(15, 6) Side 1:3 Side 2:5 Side 3:5 Type:isosceles Square:3.2426405;
Triangle 3 - Center:(5, 5) Side 1:7 Side 2:7 Side 3:7 Type:equilateral Square:16.431677;