JAVA：定义一个抽象类Shape，计算各种子类图形的面积（简易详细版）

目录

• （一）定义一个抽象的形状类Shape
• （二）定义Shape的子类，即各种图形
• • （1）定义矩形
  • （2）定义平行四边形
  • （3）定义圆形
  • （4）定义三角形
• （三）定义一个计算类Operation
• （四）定义一个测试类测试
• （五）涉及到的一些基础知识
• • （1）关于抽象类和抽象方法
  • • 1.抽象类的作用是什么？
    • 2.抽象类的子类
    • 3.抽象类和抽象方法定义的格式
  • （2）关于多态
  • • 1.什么是多态？
    • 2.多态的表现形式
    • 3.多态的前提
    • 4.多态调用成员的特点
    • 5.多态的优劣

（一）定义一个抽象的形状类Shape

为什么要定义为抽象类？
因为要计算的形状面积各不相同，方法体是不确定的，所以方法定义为抽象方法，抽象方法所在的类必须为抽象类（而抽象类不一定有抽象方法）。

返回值类型也可以定义为其他的数据类型

public abstract class Shape {public abstract doubleCalculateArea();}

（二）定义Shape的子类，即各种图形

（1）定义矩形

步骤：
1.继承形状类Shape

2.此时会显示报错，因为需要重写父类的抽象方法
CalculateArea()
@Override下面的代码代表重写

1.定义成员变量—>矩形的参数，长和宽

2.创建空参构造和全参构造

完整代码：

public class Rectangle extends Shape {//参数int width;int length;//空参构造public Rectangle() {}//全参构造public Rectangle(int width, int length) {this.width = width;this.length = length;}//重写方法@Overridepublic double CalculateArea() {System.out.println("该矩形的面积是："+width*length);return width*length;}}

（2）定义平行四边形

步骤和矩形类的步骤大同小异，只需要将对应的变量修改即可

完整代码：

public class Parallelogram extends Shape {//参数int height;int base;//空参构造public Parallelogram() {}//全参构造public Parallelogram(int height, int base) {this.height = height;this.base = base;}//重写方法@Overridepublic double CalculateArea() {System.out.println("该平行四边形的面积是："+height*base);return height*base;}}

（3）定义圆形

注意参数pi不需要写在有参构造的参数里，只需要有半径就可以了。

完整代码：

public class Circle extends Shape {//参数int r;double pi=3.1415926;//空参构造public Circle() {}//有参构造public Circle(int r) {this.r = r;}//重写方法@Overridepublic double CalculateArea() {System.out.println("该圆形的面积是："+pi*r*r);return pi*r*r;}}

（4）定义三角形

完整代码：

public class Triangle extends Shape {//参数int base;int height;//空参构造public Triangle() {}//全参构造public Triangle(int base, int height) {this.base = base;this.height = height;}//重写方法@Overridepublic double CalculateArea() {System.out.println("该三角形的面积是："+base*height*0.5);return base*height*0.5;}}

（三）定义一个计算类Operation

定义一个计算类，类里面定义一个计算方法

注意：参数写为所有图形的父类Shape，这样不论传什么类型的图形变量都能够被接收，构成多态。

方法体里调用Shape类的计算面积方法

完整代码：

public class Operation {public void operate(Shape shape ){shape.CalculateArea();}}

（四）定义一个测试类测试

注意此处调用方法的写法：
更为详细的步骤：以矩形为例
首先new一个Rectangle类型的对象，赋值给左边Shape类型（父类）的变量s
然后调用operate方法，参数写s

 //调用方法//矩形Shape s=new Rectangle(5,6);o.operate(s);

简易的写法：省去赋值的过程，new出来的对象直接作为参数。

 //调用方法//矩形o.operate(new Rectangle(5,6));

完整代码：

public class test {public static void main(String[] args) {//创建一个计算器Operation o=new Operation();//调用方法//矩形o.operate(new Rectangle(5,6));//圆形o.operate(new Circle(4));//平行四边形o.operate(new Parallelogram(6,9));//三角形o.operate(new Triangle(12,7));}}

运行结果：

（五）涉及到的一些基础知识

（1）关于抽象类和抽象方法

1.抽象类的作用是什么？

①抽取共性时而无法确定具体的方法体，就把方法定义为抽象的，所以抽象类不能实例化（没有方法体）。
②父类会强制子类重写，并且必须按照父类的格式，比如父类无参子类必须无参，否则报错。
③抽象方法所在的类，必须定义为抽象类。但是抽象类中不一定有抽象方法。
④抽象类可以有构造方法，在实例化子类的对象的时候，无论父类是否为抽象类，子类都会默认在自己的构造方法的里调用父类的构造方法，初始化一个子类会优先初始化它的父类。

2.抽象类的子类

子类要么重写抽象类中的所有抽象方法，要么自己本身就是抽象类。

3.抽象类和抽象方法定义的格式

①定义抽象方法：
修饰符 abstract 返回值类型 方法名 (参数列表);
特别注意：没有方法体，以分号结束

声明抽象方法的限制：不能是static/private/final修饰的方法

②定义抽象类：
修饰符 abstract class 类名{}

（2）关于多态

1.什么是多态？

同类型的对象，表现出的不同形态。

比如同为人类（Person类），而张三是学生类（Student类），李四是老师类（Teacher类），那么人类就是学生类和老师类共同的父类。

2.多态的表现形式

父类类型 对象名称= 子类对象；

创建对象：
父类类型 对象名称=new 子类对象();

例如：Person p=new Student();

3.多态的前提

①有继承关系
②有父类引用指向子类对象
③有方法的重写

4.多态调用成员的特点

①变量调用，编译看左边，运行看右边。

javac编译代码的时候，会看左边的父类中有没有这个变量，如果有，则编译成功，如果没有则直接编译失败。
例如：Person p=new Student();
sout(p.name)
此时输出的就是父类的name变量的值，而不是Student类

②方法调用：编译看左边，运行看右边。

javac编译代码的时候，会看左边的父类中有没有这个方法，如果有，则编译成功。
原因：子类对父类的方法进行了重写，那么在虚方法表中会把父类的方法进行覆盖。

5.多态的优劣

①多态的优势

在多态形势下，右边对象可以实现解耦合，便于扩展和维护。
在方法中，使用父类类型的变量作为参数，则可以接受所有子类的对象。

②多态的弊端

不能使用子类特有的功能

③解决多态不能实现子类特有功能的方法

将变量的类型强制转换为子类类型
例如：
Person p=new Student();
Student s=(Student)p;

转换的时候可以用instanceof关键词进行判断，比如用if语句判断是学生类还是老师类，然后实现具体的功能。

注意不能随意转换，比如Person类型的Student对象只能转换为Student类型的Studentd对象，而不能转换为Teacher类型的。