JAVA第四五次大作业及期中考试总结

21201411-李英涵

继承与多态blog2

前言：

期中考试的题目还可以，因为给了类图，但是难度也逐渐升高。

pta中的四的第一题和第三题较为简单，因为第一题的正则表达式（可以去编程胶囊学习）所以会入手更快一点，第三题主要是类的方法。

pta5很难，是五边形多了许多方法，同时这周也有高等数学考试，时间关系导致得分较低。

这几次题目的知识点主要有类设计，继承与多态，容器类等。，面对对象中Java中的继承与多态是核心，使用继承可以有效实现代码复用，避免重复代码的出现。当两个类具有相同的特征（属性）和行为（方法）时，可以将相同的部分抽取出来放到一个类中作为父类，其它两个类继承这个父类。

7-1 点与线（类设计）

设计一个类表示平面直角坐标系上的点Point，私有属性分别为横坐标x与纵坐标y，数据类型均为实型数，除构造方法以及属性的getter与setter方法外，定义一个用于显示信息的方法display(),用来输出该坐标点的坐标信息，格式如下：(x,y)，数值保留两位小数。为简化题目，其中，坐标点的取值范围设定为(0,200]。若输入有误，系统则直接输出Wrong Format设计一个类表示平面直角坐标系上的线Line，私有属性除了标识线段两端的点point1、point2外，还有一个字符串类型的color，用于表示该线段的颜色，同样，除构造方法以及属性的getter与setter方法外，定义一个用于计算该线段长度的方法getDistance(),还有一个用于显示信息的方法display(),用来输出线段的相关信息，输出格式如下：

```
The line's color is:颜色值
The line's begin point's Coordinate is:
(x1,y1)
The line's end point's Coordinate is:
(x2,y2)
The line's length is:长度值
```

输入格式:

分别输入线段的起点横坐标、纵坐标、终点的横坐标、纵坐标以及颜色，中间可用一个或多个空格、tab或者回车分隔。

输出格式:

The line's color is:颜色值

The line's begin point's Coordinate is:

(x1,y1)

The line's end point's Coordinate is:

(x2,y2)

The line's length is:长度值

输入样例1:

在这里给出一组输入。例如：

5

9.4

12.3

84

Red

输出样例1:

在这里给出相应的输出。例如：

The line's color is:Red

The line's begin point's Coordinate is:

(5.00,9.40)

The line's end point's Coordinate is:

(12.30,84.00)

The line's length is:74.96

输入样例2:

在这里给出一组输入。例如：

80.2356

352.12

24.5

100

Black

输出样例2:

在这里给出相应的输出。例如：

Wrong Format

源码：

踩坑心得

保留两位小数：String.format("%.2f", data)，其中data为double类型；

7-2 点线面问题重构（继承与多态）

在“点与线（类设计）”题目基础上，对题目的类设计进行重构，以实现继承与多态的技术性需求。

对题目中的点Point类和线Line类进行进一步抽象，定义一个两个类的共同父类Element（抽象类），将display()方法在该方法中进行声明（抽象方法），将Point类和Line类作为该类的子类。
再定义一个Element类的子类面Plane，该类只有一个私有属性颜色color，除了构造方法和属性的getter、setter方法外，display()方法用于输出面的颜色，输出格式如下：The Plane's color is:颜色
在主方法内，定义两个Point（线段的起点和终点）对象、一个Line对象和一个Plane对象，依次从键盘输入两个Point对象的起点、终点坐标和颜色值（Line对象和Plane对象颜色相同），然后定义一个Element类的引用，分别使用该引用调用以上四个对象的display()方法，从而实现多态特性。示例代码如下：
```
      element = p1;//起点Point

      element.display();

      element = p2;//终点Point

      element.display();

      element = line;//线段

      element.display();

      element = plane;//面

      element.display();
```
类结构如下图所示。

输入格式:

分别输入线段的起点横坐标、纵坐标、终点的横坐标、纵坐标以及颜色，中间可用一个或多个空格、tab或者回车分隔。

输出格式:

(x1,y1)

(x2,y2)

The line's color is:颜色值

The line's begin point's Coordinate is:

(x1,y1)

The line's end point's Coordinate is:

(x2,y2)

The line's length is:长度值

The Plane's color is:颜色值

输入样例1:

在这里给出一组输入。例如：

5

9.4

12.3

84

Red

输出样例1:

在这里给出相应的输出。例如：

(5.00,9.40)

(12.30,84.00)

The line's color is:Red

The line's begin point's Coordinate is:

(5.00,9.40)

The line's end point's Coordinate is:

(12.30,84.00)

The line's length is:74.96

The Plane's color is:Red

输入样例2:

在这里给出一组输入。例如：

5

9.4

12.3

845

Black

输出样例2:

在这里给出相应的输出。例如：

Wrong Format

改动：增加新类

根据题目要求增加新的类即可

7-3 点线面问题再重构（容器类）

在“点与线（继承与多态）”题目基础上，对题目的类设计进行重构，增加容器类保存点、线、面对象，并对该容器进行相应增、删、遍历操作。

在原有类设计的基础上，增加一个GeometryObject容器类，其属性为ArrayList<Element>类型的对象（若不了解泛型，可以不使用<Element>）
增加该类的add()方法及remove(int index)方法，其功能分别为向容器中增加对象及删除第index - 1（ArrayList中index>=0）个对象

在主方法中，用户循环输入要进行的操作（choice∈[0,4]），其含义如下：

1：向容器中增加Point对象
2：向容器中增加Line对象
3：向容器中增加Plane对象
4：删除容器中第index - 1个数据，若index数据非法，则无视此操作
0：输入结束

示例代码如下：

   choice = input.nextInt();

    while(choice != 0) {

        switch(choice) {

        case 1://insert Point object into list

          ...

            break;

        case 2://insert Line object into list

            ...

            break;

        case 3://insert Plane object into list

            ...

            break;

        case 4://delete index - 1 object from list

            int index = input.nextInt();

            ...

        }

        choice = input.nextInt();

    }

输入结束后，按容器中的对象顺序分别调用每个对象的display()方法进行输出。
类图如下所示：

输入格式:

switch(choice) {

            case 1://insert Point object into list

              输入“点”对象的x，y值

                break;

            case 2://insert Line object into list

                输入“线”对象两个端点的x，y值

                break;

            case 3://insert Plane object into list

                输入“面”对象的颜色值

                break;

            case 4://delete index - 1 object from list

                输入要删除的对象位置（从1开始）

                ...

            }

输出格式:

Point、Line、Plane的输出参考题目2
删除对象时，若输入的index超出合法范围，程序自动忽略该操作

输入样例:

在这里给出一组输入。例如：

1

3.4

5.6

2

4.4

8.0

0.98

23.888

Red

3

Black

1

9.8

7.5

3

Green

4

3

0

输出样例:

在这里给出相应的输出。例如：

(3.40,5.60)

The line's color is:Red

The line's begin point's Coordinate is:

(4.40,8.00)

The line's end point's Coordinate is:

(0.98,23.89)

The line's length is:16.25

(9.80,7.50)

The Plane's color is:Green

这个在考试中没有做出来之后询问了朋友用了ArrayList数组来做的.

7-2 点线形系列4-凸四边形的计算

用户输入一组选项和数据，进行与四边形有关的计算。
以下四边形顶点的坐标要求按顺序依次输入，连续输入的两个顶点是相邻顶点，第一个和最后一个输入的顶点相邻。
选项包括：
1：输入四个点坐标，判断是否是四边形、平行四边形，判断结果输出true/false，结果之间以一个英文空格符分隔。
2：输入四个点坐标，判断是否是菱形、矩形、正方形，判断结果输出true/false，结果之间以一个英文空格符分隔。若四个点坐标无法构成四边形，输出"not a quadrilateral"
3：输入四个点坐标，判断是凹四边形（false）还是凸四边形(true)，输出四边形周长、面积，结果之间以一个英文空格符分隔。若四个点坐标无法构成四边形，输出"not a quadrilateral"
4：输入六个点坐标，前两个点构成一条直线，后四个点构成一个四边形或三角形，输出直线与四边形（也可能是三角形）相交的交点数量。如果交点有两个，再按面积从小到大输出四边形(或三角形)被直线分割成两部分的面积（不换行）。若直线与四边形或三角形的一条边线重合，输出"The line is coincide with one of the lines"。若后四个点不符合四边形或三角形的输入，输出"not a quadrilateral or triangle"。
后四个点构成三角形的情况：假设三角形一条边上两个端点分别是x、y，边线中间有一点z，另一顶点s：
1）符合要求的输入：顶点重复或者z与xy都相邻，如x x y s、x z y s、x y x s、s x y y。此时去除冗余点，保留一个x、一个y。
2) 不符合要求的输入：z 不与xy都相邻，如z x y s、x z s y、x s z y
5：输入五个点坐标，输出第一个是否在后四个点所构成的四边形（限定为凸四边形，不考虑凹四边形）或三角形（判定方法见选项4）的内部（若是四边形输出in the quadrilateral/outof the quadrilateral，若是三角形输出in the triangle/outof the triangle）。如果点在多边形的某条边上，输出"on the triangle或者on the quadrilateral"。若后四个点不符合四边形或三角形，输出"not a quadrilateral or triangle"。

输入格式:

基本格式：选项+":"+坐标x+","+坐标y+" "+坐标x+","+坐标y。点的x、y坐标之间以英文","分隔，点与点之间以一个英文空格分隔。

输出格式:

基本输出格式见每种选项的描述。
异常情况输出：
如果不符合基本格式，输出"Wrong Format"。
如果符合基本格式，但输入点的数量不符合要求，输出"wrong number of points"。
注意：输出的数据若小数点后超过3位，只保留小数点后3位，多余部分采用四舍五入规则进到最低位。小数点后若不足3位，按原始位数显示，不必补齐。例如：1/3的结果按格式输出为 0.333，1.0按格式输出为1.0

选项1、2、3中，若四边形四个点中有重合点，输出"points coincide"。
选项4中，若前两个输入线的点重合，输出"points coincide"。

输入样例1:

选项1，点重合。例如：

1:-1,-1 -1,-1 1,2 1,-2

输出样例:

在这里给出相应的输出。例如：

points coincide

输入样例2:

不符合基本格式。例如：

1:-1,-1 1,2 -1,1 ++1,0

输出样例:

在这里给出相应的输出。例如：

Wrong Format

输入样例3:

选项1，输入点数量不对。例如：

1:-1,-1 -1,2

输出样例:

在这里给出相应的输出。例如：

wrong number of points

输入样例4:

选项1，正确输入判断。例如：

1:-1,-1 -1,1 1,2 1,-2

输出样例:

在这里给出相应的输出。例如：

true false

输入样例5:

选项2，输入点不构成四边形。例如：

2:10,10 1,1 0,0 1,20

输出样例:

在这里给出相应的输出。例如：

not a quadrilateral

输入样例6:

选项2，正方形。例如：

2:0,0 0,80 80,80 80,0

输出样例:

在这里给出相应的输出。例如：

true true true

输入样例7:

选项2。例如：

2:0,0 -10,80 0,160 -10,80

输出样例:

在这里给出相应的输出。例如：

not a quadrilateral

输入样例8:

选项3，凸四边形。例如：

3:-1,-1 -1,1 1,2 1,-2

输出样例:

在这里给出相应的输出。例如：

true 10.472 6.0

输入样例9:

选项3，。例如：

3:0,0 -10,100 0,99 10,100

输出样例:

在这里给出相应的输出。例如：

false 221.097 990.0

代码如下：

先利用check方法（正则表达式）检查一下输入进来的字符串，然后根据第一位是什么数字进入Switch后执行对应的方法，

7-1 点线形系列5-凸五边形的计算-1

用户输入一组选项和数据，进行与五边形有关的计算。
以下五边形顶点的坐标要求按顺序依次输入，连续输入的两个顶点是相邻顶点，第一个和最后一个输入的顶点相邻。
选项包括：
1：输入五个点坐标，判断是否是五边形，判断结果输出true/false。
2：输入五个点坐标，判断是凹五边形（false）还是凸五边形(true)，如果是凸五边形，则再输出五边形周长、面积，结果之间以一个英文空格符分隔。若五个点坐标无法构成五边形，输出"not a pentagon"
3：输入七个点坐标，前两个点构成一条直线，后五个点构成一个凸五边形、凸四边形或凸三角形，输出直线与五边形、四边形或三角形相交的交点数量。如果交点有两个，再按面积从小到大输出被直线分割成两部分的面积（不换行）。若直线与多边形形的一条边线重合，输出"The line is coincide with one of the lines"。若后五个点不符合五边形输入，若前两点重合，输出"points coincide"。

以上3选项中，若输入的点无法构成多边形，则输出"not a polygon"。输入的五个点坐标可能存在冗余，假设多边形一条边上两个端点分别是x、y，边线中间有一点z，另一顶点s：
1）符合要求的输入：顶点重复或者z与xy都相邻，如：x x y s、x z y s、x y x s、s x y y。此时去除冗余点，保留一个x、一个y。
2) 不符合要求的输入：z不与xy都相邻，如：z x y s、x z s y、x s z y

输入格式:

基本格式：选项+":"+坐标x+","+坐标y+" "+坐标x+","+坐标y。点的x、y坐标之间以英文","分隔，点与点之间以一个英文空格分隔。

输出格式:

输入样例1:

选项1，点重合。例如：

1:-1,-1 1,2 -1,1 1,0

输出样例:

在这里给出相应的输出。例如：

wrong number of points

踩坑心得：

1.期中考试的最后一道题：泛型和Obeject类目前还在学习中

2.所有数值均保留两位小数，建议可用String.format("%.2f", data)方法。

改进建议：计算几何方面知识有所欠缺，例如第五次作业两者中的六种关系：1、分离（完全无重合点） 2、连接（只有一个点或一条边重合） 3、完全重合 4、被包含（前一个多边形在后一个多边形的内部）5、交错 6、包含（后一个多边形在前一个多边形的内部）。就不会写，还要继续学习。

总结：最近学习压力很大，跟不上老师的节奏了

正则表达式：

可以去编程胶囊上学习并练习正则表达式的内容