java实验：矩形类的定义与封装

内容要求:

一、实验目的

(1)理解对象和类，掌握用类创建对象模型。

(2)理解和掌握数据域封装，可见性修饰符的使用

(3)学习如何定义类和创建对象，理解对象引用变量的概念。

(4)理解构造方法的作用，并使用构造方法创建类的对象。

(5)初步了解UML类图

二、实验内容

按照如下步骤完成实验：

第1步，编写一个名为Rectangle的类表示矩形，类放在shape包中。类的编写请按照下图所示的类图。

本题目中，假设所有的矩形对象的颜色是一致的，因此颜色使用静态成员。静态数据域color的默认值是 "BLACK";方法getArea和getPerimeter分别计算矩形的面积和周长。

类图的简要解释说明：

上面是使用类图描述类的结构，类图是包含自上到下3个部分的矩形。最上面是“类名”，第2部分是“数据域”，第3部分是构造方法和方法。

数据域和方法前面的符号表示可见性修饰符。+ 表示 public , - 表示 private.

有下划线的数据域和方法是静态数据域和静态方法，使用static修饰。

第2步，编写一个名为Utility的类，放在shape包中。其中按如下要求定义如下3个static方法：

(1) public static int compare(Rectangle rect1, Rectangle rect2)

功能：

如果rect1的面积比rect2的面积大，返回值为1

如果rect1的面积比rect2的面积小，返回值为-1

如果rect1的面积与rect2的面积相同，返回值为0

(2) public static void sort(Rectangle[] rectangles)

功能：

按照矩形的面积从大到小，对数组rectangles进行排序。排序算法可以是任何你学过的排序算法，如：冒泡、选择、希尔、快排等。

(3) public static Rectangle getMaxRectangle(Rectangle[] rectangles)

功能：

在数组rectangles中找到并返回面积最大的矩形，如果有多个面积相同的最大矩形，返回数组中下标最小的矩形。

(4) public static void output(Rectangle[] rectangles)

功能：

按下标顺序依次输出数组rectangles中的所有矩形。

第一行输出：共有X个矩形对象，颜色是：XXXXX

以下每行输出一个矩形，矩形的输出格式是：[宽, 高] – 面积，均保留2位小数。

第3步，编写一个名为Main的主类，放在main包中。在主类中调用Utility类定义的方法实现如下功能：

(1) 创建一个由10个矩形对象组成的数组，每个矩形的大小随机产生，颜色是默认值，矩形的宽度和高度的范围是[0,100)。

(2) 输出这10个矩形；

(3) 输出面积最大的矩形，输出格式是：[宽, 高] – 面积，均保留2位小数。

(4) 对这10个矩形对象按面积进行降序排序；

(5) 修改矩形的颜色为"RED"；

(6) 输出排序之后10个矩形。

代码示例如下：

package shape;public class Rectangle {private double width;private double height;private static String color="BLACK";public Rectangle(){}//无参构造public Rectangle(double width, double height) {//有参构造this.width = width;this.height = height;}public double Area(){//获取面积return this.width*this.height;}public double getPerimeter(){//获取周长return 2*(this.height+this.width);}public double getWidth() {return width;}public void setWidth(double width) {this.width = width;}public double getHeight() {return height;}public void setHeight(double height) {this.height = height;}public static String getColor() {return color;}public static void setColor(String color) {Rectangle.color = color;}
}

package shape;public class Utility {public static int compare(Rectangle rect1,Rectangle rect2){if(rect1.Area()>rect2.Area())return 1;else if(rect1.Area()==rect2.Area())return 0;else return -1;}/*功能：
如果rect1的面积比rect2的面积大，返回值为1
如果rect1的面积比rect2的面积小，返回值为-1
如果rect1的面积与rect2的面积相同，返回值为0*/public static void sort(Rectangle[] rectangles){for(int i=0;i<rectangles.length;i++)for(int j=i+1;j<rectangles.length;j++){if(rectangles[i].Area()<rectangles[j].Area()){Rectangle temp;temp=rectangles[i];rectangles[i]=rectangles[j];rectangles[j]=temp;}}}/*功能：
按照矩形的面积从大到小，对数组rectangles进行排序。*/public static Rectangle getMaxRectangle(Rectangle[] rectangles){double area=rectangles[0].Area();int arr=0;for(int i=1;i<rectangles.length;i++){if(rectangles[i].Area()>area){area=rectangles[i].Area();arr=i;}}System.out.printf("[%.2f,%.2f]-%.2f\n",rectangles[arr].getWidth(),rectangles[arr].getHeight(),area);return rectangles[arr];}/*功能：
在数组rectangles中找到并返回面积最大的矩形，如果有多个面积相同的最大矩形，返回数组中下标最小的矩形。*/public static void output(Rectangle[] rectangles){System.out.printf("共有X个矩形对象，颜色是：%s\n",Rectangle.getColor());for(int i=0;i<rectangles.length;i++){System.out.printf("[%.2f,%.2f]-%.2f\n",rectangles[i].getWidth(),rectangles[i].getHeight(),rectangles[i].Area());}}
}/*功能：
按下标顺序依次输出数组rectangles中的所有矩形。*/

package Main;import shape.Rectangle;
import shape.Utility;public class Main {public static void main(String[] args) {Rectangle[] rectangles=new Rectangle[10];for(int i=0;i<10;i++){rectangles[i]=new Rectangle((double)(Math.random()*100),(double)(Math.random()*100));}//(1) 创建一个由10个矩形对象组成的数组，每个矩形的大小随机产生，颜色是默认值，矩形的宽度和高度的范围是[0,100)。Utility.output(rectangles);//(2) 输出这10个矩形；Utility.getMaxRectangle(rectangles);//(3) 输出面积最大的矩形，输出格式是：[宽, 高] – 面积，均保留2位小数。Utility.sort(rectangles);//(4) 对这10个矩形对象按面积进行降序排序；Rectangle.setColor("RED");//(5) 修改矩形的颜色为"RED"；Utility.output(rectangles);//(6) 输出排序之后10个矩形。}
}