链表，图形类及相关课程作业阶段性总结

链表，图形类及相关课程作业阶段性总结

这一阶段相比上次内容偏少，学习内容涉及java的容器使用，泛型E，以及接口Interface

图Map等等

主要为用Java实现链表，以及涉及继承，多态的·图形类作业编写

 

阶段总结其一：java实现链表

数组可以看作一行连续的多个存储单元，而链表在存储时则是非连续的，正如其名，是一种链式存储，通过节点连接，通过头节点来遍历所有数据

我接触链表是在上学期的C语言课程中，当时是通过结构体，指向结构体的指针，来存储数据，以及形成节点。

而来到java，Java是没有指针的，则采用了类来实现相关链表功能。

 

链表1.0

作业给出了带有相关链表功能函数的接口

 

类图如下

 

 

 

创建了Node（节点）类来代替结构体，并且将Node本身（取名为next）作为一个属性，来表示下一个节点，为实现不同类型的数据存储，对另一属性使用泛型作为数据类型，

而新建的LLsit（Linklist）类（实现接口方法）则将Node作为属性，实现所给接口功能，包括Node head作为头节点，Node curr表示当前节点，Node tail表示尾节点，以实现链表的相关功能，数据的增删，插入等

对尾节点的使用不多，只在链表末尾增数据时使用了

 

 

 

运行效果如下

 我个人是比较喜欢做个操作菜单的，可以方便自己测试，看起来也更加直观，大概比较人性化，

但其实依然存在许多问题，主要是对一些错误的输入没有作出相应的输出，导致许多报错，这个链表不具有健壮性

 

链表2.0

在链表1.0（单向链表）的基础上改为了双向链表

 

类图如下

 

 

 在Node类中新增了Node previous属性来实现前一个节点，增加了链表的功能，对之前链表功能相关的函数进行了修改，

主要是因为删除插入等操作，会改变当前节点的前一个节点，需要相应的更改Node previous。

 

运行效果如下

 

 依然是操作菜单，这次对一些错误输入作了相应的输出，不会再因为报错导致程序结束

但我又发现了新的问题，我的链表是需要给初始值的，也就是不能一开始就创建空链表，

头节点的实现有点错误，按照要求应该头节点是不存数据的，我的当然是存了，还需不断改进

 

 

 

阶段总结其二：图形类设计

 

1.图形中线的相关类设计

线的相关计算

 

创建了以X坐标，Y坐标作为属性的类Point，并在Point中进行点的相关计算，主函数中对不同错误情况进行了判断，以及相应输出

利用HashMap来判断点的个数是否符合要求

 利用正则表达式来判断输入格式是否符合要求

 点的重合，点的斜率等则利用Point类内部的方法来判断

 

程序运行效果：

 

 

难点在笔者看来，主要是对各类特殊情况的判断，如垂直于X轴的线，点重叠，不构成线，输入的点的个数不符合要求等等

当然其实更难的是求交点，更难的是数学公式，类的设计其实并不难，当然作为一名软工的学生，数学公式一般是拿来即用，对公式基本是浅尝辄止

但是你能想象吗，求两个直线的交点要用长达十行的公式，两条直线，四个交点，八个坐标值用不知道的什么关系堆在一起，让人头皮发麻，

不要又长又臭的数学公式，不要数学公式，真的不会数学啊，呜呜呜

 

 

2.图形中三角形的类设计

三角形相关计算

 在第一题的基础上新增了Triangle类，同时又引入了三角形的的各类计算公式，Triangle类中使用Point作为它的属性

并根据Point的坐标，计算出边side作为属性，之后当然是由一堆数学公式组成的方法

 

运行效果：

 

 

 

先除去数学公式作为最难的点，最令我困扰的便是下面这个

 

 乍一看，以为没什么，结果半天没弄明白，%f默认保留六位，导致1.5这种变成1.500000

通过先改为字符串，再转换Double就解决了问题，相关代码如下

 

3.图形中四边形的类设计

四边形相关计算

 

 新增Quar（四边形）类，类似之前的三角形类，以Point，side作为属性，表示四边形的点，边

然后则是各类四边形的计算方法，也有较多对四边形类型的判断，如凸四边形，正方形等等

 

运行效果：

 

 

阶段总结其三：期中考试题目

期中考试三题为递进关系，第二题建立在第一题基础上，第三题又建立在第二题基础上，代码完全可以实现复用

1.0

• 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

 

 

 Line由Point组成，Line拥有颜色color属性

关于输入格式错误的判断我将其放入了Point的构造方法中，在构造Point对象时进行坐标X，Y是否符合格式的判断，

在判断输入出错后，将无法创建Point对象，因为在我看来Point自己应该知道自己的属性是否符合要求，这样也避免了许多问题，

减少了main函数中的代码量，以及变量的使用个数

 

 2.0

• 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

 

 继承与多态是2.0的关键点，新增Plane（平面），以及最重要的Element抽象类，使Line，Point，Plane都作为其子类，

通过Element创建Line，Point，Plane对象，使用它们的display方法，简化了程序，使用Element即可调用不同对象的方法

 

 

 

3.0

• 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

 

 

 增加GeometryObject容器类，ArrayList<Element>作为属性，使得可以放入Line，Point，Plane对象，这也是多态的好处

而GeometryObject中的方法，即对容器的相关操作，其实就是ArrayList的方法，在main中通过GeometryObject实现对不同对象的批量操作

如使用它们的display方法，展示它们的属性，仅需一个for循环

 

 

 

总结：

对将要写的程序有一个整体的规划相当重要，首先，类的设计方面，应该想想有那些名词出现过，如苹果，电梯，农夫等，将它们作为实体类，

再根据它们的行为，也即出现在它们旁边的动词，为其设计相应的方法，除此还应该想想它们是否同属于一类东西，如圆形，长方形都属于图形，

便可增添一个图形类，利用继承多态，简化代码，也降低了不同类的耦合性

其次，对程序可能出现的一些错误应该预先想好，作好相应的解决办法，融入类的设计之中，避免之后对代码进行修改，不仅不易找到错误的点，

而且修改后可能让其他部分出错，浪费更多时间