Java入门第65课——根据周长计算不同形状图形的面积

女爷i 2022-01-22 23:29 199阅读 0赞

## 问题 ##

根据周长计算不同形状图形的面积，详细要求如下：

1.计算多种图形的面积，并比较各种图形面积的最大值。

2.使用抽象类及其子类的方式实现本案例

3.本案例以圆形和正方形为例。

注：正方形的面积公式为：0.0625\*c\*c。圆形的面积公式为:0.0796\*c\*c，其中，c表示图形的周长。

## 方案 ##

分析问题中的描述，可以得出如下解决方案：

1.定义两个类Square和Circle，分别表示正方形和圆形。

2.正方形和圆形都有周长，我们可以使用c属性来表示；要计算正方形和圆形的面积，我们定义area方法来实现。即，分别在Square类和Circle类中定义c属性和area方法，并根据各自图形的公式计算对应的面积。

3.案例问题中要求计算各种图形的面积，并找出最大值。在此，我们需要找到一种类型，该类型为Square类和Circle类的父类，使用该类型的数组来存储所有图形。因此，定义Shape类，该类为Square和Circle类的父类，并将Square类和Circle类的共有属性放入Shape类中定义。

4.又因为父类(Shape)的引用不能直接调用子类(Square和Circle)的方法(area方法)，因此，将area方法抽取到父类Shape中。在父类Shape中，不知道具体是那种图形，因此area方法不知如何实现，在此，将该方法定义抽象方法，那么Shape类也要定义为抽象类。这样，也形成了(Square或Circle)重写父类(Shape)的area方法。

5.最后，我们就可以定义如下方法来实现求面积的最大值：

public static void maxArea(Shape[] shapes){
            Shape s0=shapes[0];
            double max=s0.area();
            int maxIndex=0;
            for(int i=1;i<shapes.length;i++){
                double area=shapes[i].area();
                if(area>max){
                    max=area;
                    maxIndex=1;
                }
            }
            System.out.println("数组中索引为"+maxIndex+"的图形的面积最大面积为:"+max);
        }

以上方法中，参数shapes为Shape\[\]数组类型，该参数中可以存储正方形、圆形、或是其它图形。

## 步骤 ##

实现此案例需要按照如下步骤进行。

## 步骤一：定义类Square和Circle ##

定义两个类Square和Circle，分别表示正方形和圆形，Square类代码如下所示：

public class Square{
        }

Circle类代码如下所示；

public class Circle{
    }

## 步骤二：定义c属性和area方法 ##

分别在Square类和Circle类中定义c属性和area方法，并根据各自图形的公式计算对应的面积，Square类代码如下所示：

public class Square{
            private double c;
            public Square(double c){
                this.c=c;
            }
            /**
             *计算正方形的面积
             */
             public double area(){
                 return 0.0625*c*c;
             }
        }

Circle类代码如下所示：

public class Circle{
            private double c;
            public Circle(double c){
                this.c=c;
            }
            /**
             *计算圆形的面积
             */
             public double area(){
                 return 0.0796*c*c;
             }
        }

## 步骤三：定义父类Shape并抽取属性和方法 ##

定义父类Shape,将子类Square和Circle中共有属性c和方法area抽取到父类Shape中，并重构Square类和Circle类，Shape类代码如下所示：

public abstract class Shape{
            protected double c;
            public abstract double area();
        }

Square类代码如下所示：

public class Square extends Shape{
            public Square(double c){
                this.c=c;
            }
            /**
             *计算正方形的面积
             */
             public double area(){
                 return 0.0625*c*c;
             }
        }

Circle类代码如下所示：

public class Circle extends Shape{
            public Circle(double c){
                this.c=c;
            }
            /**
             *计算圆形的面积
             */
             public double area(){
                 return 0.0796*c*c;
             }
        }

## 步骤四：计算各种圆形面积的最大值 ##

新建类TestShape，在该类中新建方法maxArea方法，该方法实现计算多种图形面积的最大值，代码如下所示：

public class TestShape{
            public static void maxArea(Shape[] shapes){
                double max=shapes[0].area();
                int maxIndex=0;
                for(int i=1;i<shapes.length;i++){
                    doublea area=shapes[i].area();
                    if(area>max){
                        max=area;
                        maxIndex=i;
                    }
                }
                System.out.println("数组中索引为"+maxIndex+"的图形的面积最大，面积为:"+max);
            }
        }

## 步骤五：测试 ##

在TestShape类中，测试maxArea方法能否计算出各种图形面积的最大值，代码如下所示：

public class TestShape{
            public static void main(String[] args){
                Shape[] shapes=new Shape[2];
                shapes[0]=new Circle(4);数组中的第一个元素为圆形对象，周长为4
                shapes[1]=new Square(4);数组中第二个元素为正方形对象，周长为4
                maxArea(shapes);
            }
            
            public static void maxArea(Shape[] shapes){
                double max=shapes[0].area();
                int maxIndex=0;
                for(int i=1;i<shapes.length;i++){
                    double area=shapes[i].area();
                    if(area>max){
                        max=area;
                        maxIndex=i;
                    }
                }
                System.out.println("数组中索引为"+maxIndex+"的图形的面积最大，面积为:"+max);     
            }
        }

## 步骤六：运行 ##

运行TestShape类，控制台输出结果如下所示:

数组中索引为0的图形的面积最大，面积为:1.2736

观察上述输出结果，可以看出，shapes\[0\]表示的是圆形，周长相同的情况下，圆形的面积更大些。

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