创建超类和子类 Java 问题答案

【问题标题】：创建超类和子类 Java 问题
【发布时间】：2022-01-23 16:32:53
【问题描述】：

我在大学时开始学习 Java，我们有一项任务要求我们使用超类的形状和扩展形状的子类。

这是完整的问题：

创建一个超类“Shape”，从中派生两个子类“Square”和“Rectangle”，其中包含计算正方形面积和矩形面积的函数。此外，函数“toString”显示正方形和矩形信息。从 square 派生出另一个子类“Cube”，其中包含计算其面积的函数和显示立方体信息的函数“toString”。”

我们需要做的是使用类计算形状。我应该从哪里开始或继续解决任务？

我认为我应该从这里开始，但需要一些指导

public class Shapes {
  class Shape {

  }

  class Rectangle extends Shape {

  }

  class Square extends Shape {

  }
}

【问题讨论】：

嗨！请说清楚。您要计算什么？
“计算形状”是什么意思？有什么具体的计算吗？
一个好的开始是阅读完整的作业，因为我非常怀疑它只是说“使用类计算形状”，因为这甚至没有任何意义。具体计算什么？地区？周长？
请edit您的问题包含额外的详细信息（如果您从说明中复制它，最好将其格式化为报价）。此外，阅读How do I ask and answer homework questions? 可能有助于了解与作业相关的问题的预期内容。

标签： java class

【解决方案1】：

首先，Shape 类应该是abstract，因为您不会创建此类的任何特定对象，您只会将其用作“画布”。这个类必须有一个抽象方法，我们称之为getArea()，你必须在你的子类中重写它以适应每种形状的指定要求。

toString() 方法属于Object 类，由于Java 中的每个类都从Object 扩展而来，因此您无需定义任何内容，只需覆盖此方法即可在每个子类中返回所需的String .

根据您发布的定义，Cube 类将是Square 的组合（立方体由正方形组成，但它不是正方形），所以我将它从Shape 和将其定义为List 或6 个Square 的数组，因此Cube 的getArea() 将是其中每个Square 区域的总和。

【讨论】：

【解决方案2】：

抛开问题的质量：

您有一个包含方法calculateSomething() 的Shape 类。 Shape 没有定义特定的形状，所以很可能您可以返回 -1 或 0？

现在，我们可以确定 Shape 类的方法没有为我们提供任何真实的值/信息。即使你创建了一个Shape shape = new Shape() 对象并调用它的方法，它对我们一点帮助也没有。

相反，它为我们提供了一个方法，每个子类都必须重写该方法才能获得预期的结果。

这是什么意思以及它是如何工作的？

为了让您不必总是为每个类和对象执行Rectangle rect = new Rectangle()，矩形成为了 Shape 类的子类。

这使您可以稍后执行Shape rect = new Rectangle()。这样做的最大好处是您创建了一个抽象机制，这意味着您有很多形状，无论是矩形还是三角形等，但最终它们都是 Shape 对象。

所以以后你可以这样做：

Shape rect = new Rectangle();
Shape triangle = new Triangle();
rect.calculate();
triangle.calculate();

而不是更细致：

Rectangle rect = new Rectangle();
Triangle triangle = new Triangle();
rect.calculate();
triangle.calculate();

前者可进一步用于：

// Putting all the objects in a list
List<Shape> shapes = new ArrayList<>();

// Create objects and add them
Shape rect = new Rectangle();
Shape triangle = new Triangle();
shapes.add(rect);
shapes.add(triangle);

正如您自己所见，处理和遍历所有元素均为 Shape 类型/类的列表更容易。

// Basic example
for (Shape shape : shapes)
    shape.calculateSomething();

想象一下，如果你有一百种不同的形状，除了矩形和三角形。后一种方法在不使用继承的情况下，很快就会在不断的维护和代码更改试验中消耗您的项目。

通过其他方式利用继承，您可以根据需要增加 Shape 类的数量，并且过去适用于 Shape 的相同方法仍然适用于所有未来的新对象。

它在实践中是如何工作的？如何创建子类？

如您所知，您可以通过extend 关键字链接您的课程。但这仅仅是开始。

为了能够利用继承，您必须在子类中覆盖您选择的方法。

以前面的例子为例：

Shape rect = new Rectangle();
rect.calculate();

但这提出了一个问题，当Shape 类从它返回-1 或0 并且rect 变量现在是Shape 类型时，如何获得calculate() 方法的正确值？

您可以轻松地通过@Override 标记覆盖父类的方法，并在子类上再次实现相同的方法，但计算方式不同。示例：

class Shape {
    
    public void calculate() { return 0; }
}

class Rectangle extends Shape {
     
    @Override
    public void calculate() { return 2; }
}

注意方法的名称、变量等必须相同。

现在的情况是：

Shape rect = new Rectangle();
rect.calculate();

calculate() 方法将返回数字 2。这是因为即使rect 对象的类型是Shape，它也是Rectangle。每个矩形都是一个形状。所以当你尝试调用想要的方法时，程序就知道选择了 Rectangle 类的重写方法，因为本质上它是一个 Rectangle，被抽象的 Shape 所覆盖。

这适用于任意数量的 Shape 子类，每个子类都有自己独特的方法实现。

另请注意，Rectangle 子类可以有自己的私有字段，用于其他方法：

class Rectangle extends Shape {
    private int height;
    private int width;

    // constructor
    public Rectangle(int h, int w) {
         this.height = h;
         this.width = w;
    }

    @Override
    public void calculate() { 
            return this.w * this.h; 
    }
}

因此，要回答您的问题，您只需根据需要覆盖每个类所需的方法。如果一个方法没有被覆盖，则运行原来的Shape父类。

我希望这能为您对抽象和继承的困惑带来一点启发。

PS： 我知道您可能会感到困惑，但是那里有数百个答案和论坛来解释这个确切的事情，而这就是我们所有人的学习方式。不幸的是，这需要时间，但如果你自己看一些东西，你就会有更深入的理解。我敢肯定，您已经尝到了在这里提出的“错误”或“不好”的定义，并且考虑到需要材料，您将来会更容易自己研究它。我只是想与您联系，因为我一直在您的位置上，并相信我可以通过我的方法有所作为。

如果您有任何其他要添加或要更正的内容，随时欢迎在 cmets 部分中提出。

编辑： 正如另一个回答的人所提到的，Shape 类可以而且应该是一个抽象类。我只是假设你希望它是一个普通的。

【讨论】：