2023.3.23

一实验目的

l 使学生掌握Python下类与对象的基本应用；

l 使学生掌握Python下继承与多态的基本应用；

l 使学生掌握Python接口的基本应用；

l 使学生掌握Python异常处理的基本应用；

二实验环境及实验准备

l 所需软件环境为Pyhton 3.x等；

l 掌握Python下类与对象、继承与多态的基本概念与应用；

l 掌握Python下接口的基本概念与应用；

l 掌握Python下异常处理的基本概念与应用

三实验内容

（一）、设计高校人员信息包，并完成测试

【题目描述】定义一个人员类People，其属性有：姓名、性别、年龄；基于People实现学生类Student，添加属性：学号、入学时间和入学成绩；基于People实现教师类Teacher，添加属性：职务、部门、工作时间；基于Student实现究生类Graduate，添加属性：研究方向和导师，分别定义其中的构造函数和输出函数。程序中定义各种类的对象，并完成测试。基于以上类利用接口实现在职研究生类 GradOnWork。

【源代码程序】

class People:

def __init__(self, name='qaz', gender='男', age=21):

self.name = name

self.gender = gender

self.age = age

def display(self):

print("姓名：" + self.name + "\n性别：" + self.gender + "\n年龄：" + str(self.age))

class Student(People):

def __init__(self, student_id="20210001", into_time="2021-09-01", into_score="100.0"):

People.__init__(self, name='qaz', gender='男', age=21)

self.student_id = student_id

self.into_time = into_time

self.into_score = into_score

def display(self):

print("姓名：" + self.name + "\n性别：" + self.gender + "\n年龄：" + str(

self.age) + "\n学号：" + self.student_id + "\n入学时间：" + self.into_time + "\n入学成绩：" + str(self.into_score))

class Teacher(People):

def __init__(self, post="院长", department="软件工程学院", job_time="2000-1-01"):

People.__init__(self, name='wsx', gender='男', age=40)

self.post = post

self.department = department

self.job_time = job_time

def display(self):

print("姓名：" + self.name + "\n性别：" + self.gender + "\n年龄：" + str(

self.age) + "\n职务：" + self.post + "\n部门：" + self.department + "\n工作时间：" + self.job_time)

class Graduate(Student):

def __init__(self, research_fields="人工智能", teacher="wjm"):

Student.__init__(self, student_id="20210002", into_time="2021-09-01", into_score="60.0")

self.research_fields = research_fields

self.teacher = teacher

def display(self):

print("姓名：" + self.name + "\n性别：" + self.gender + "\n年龄：" + str(

self.age) + "\n学号：" + self.student_id + "\n入学时间：" + self.into_time + "\n入学成绩：" + str(

self.into_score) + "\n研究方向：" + self.research_fields + "\n导师：" + self.teacher)

class GradOnWork(Teacher, Graduate):

def __init__(self):

Teacher.__init__(self, post="辅导员", department="软件工程学院", job_time="2000-1-01")

Graduate.__init__(self, research_fields="人工智能", teacher="wjm")

def display(self):

print("姓名：" + self.name + "\n性别：" + self.gender + "\n年龄：" + str(

self.age) + "\n职务：" + self.post + "\n部门：" + self.department + "\n工作时间：" + self.job_time + "\n学号：" + self.student_id + "\n入学时间：" + self.into_time + "\n入学成绩：" + str(

self.into_score) + "\n研究方向：" + self.research_fields + "\n导师：" + self.teacher)

p = People() # 人员类

p.display()

s = Student() # 学生类

s.display()

t = Teacher() # 教师类

t.display()

g = Graduate() # 研究生类

g.display()

gw = GradOnWork() # 在职研究生类

gw.display()

【运行测试】

（二）、以圆类为基础设计三维图形体系

【题目描述】设计三维图形类体系，要求如下：

设计三维图形功能接口，接口包含周长、面积、体积计算方法；

基于以上接口，首先定义点类，应包含x，y坐标数据成员，坐标获取及设置方法、显示方法等；

以点类为基类派生圆类，增加表示半径的数据成员，半径获取及设置方法，重载显示函数，并可计算周长和面积等；

以圆类为基础派生球类、圆柱类、圆锥类；要求派生类球、圆柱、圆锥中都含有输入和输出显示方法；并可计算面积、周长。

程序中定义各种类的对象，并完成测试。

【源代码程序】

import math

class Shape:

def cal_perimeter(self):

pass

def cal_area(self):

pass

def cal_volume(self):

pass

class Point(Shape):

def __init__(self,x=0,y=0):

self.x = x

self.y = y

def setX(self,x):

self.x = x

def setY(self,y):

self.y = y

def getX(self):

return self.x

def getY(self):

return self.y

def display(self):

print('({}'.format(self.x)+',{})'.format(self.y))

class Circle(Point):

def __init__(self,r):

Point.__init__(self,x=0,y=0)

self.r = r

def setR(self,r):

self.r = r

def getR(self):

return self.r

def cal_perimeter(self):

perimeter=round(2*3.14*self.r,2)

return perimeter

def cal_area(self):

area=round(3.14*self.r**2,2)

return area

def display(self):

print('圆的周长：',self.cal_perimeter())

print('圆的面积：',self.cal_area())

class Ball(Circle):

def __init__(self,r):

Circle.__init__(self,r=10)

def cal_volume(self):

perimeter=round((4/3)*3.14*(self.r**3),2)

return perimeter

def cal_area(self):

area=round(3.14*self.r**2*4,2)

return area

def display(self):

print('球的体积：',self.cal_volume())

print('球的面积：',self.cal_area())

class Circular(Circle):

def __init__(self,r,h):

Circle.__init__(self,r=10)

self.h = h

def cal_volume(self):

perimeter=round(3.14*(self.r**2)*self.h,2)

return perimeter

def cal_area(self):

area=round(3.14*2*self.r*self.h+2*3.14*self.r**2,2)

return area

def display(self):

print('圆柱的体积：',self.cal_volume())

print('圆柱的面积：',self.cal_area())

class CircularCone(Circle):

def __init__(self,r,h):

Circle.__init__(self,r=10)

self.h = h

def cal_volume(self):

perimeter=round((1/3)*3.14*(self.r**2)*self.h,2)

return perimeter

def cal_area(self):

area=round(3.14*self.r*(self.r+math.sqrt(self.r**2+self.h**2)),2)

return area

def display(self):

print('圆锥的体积：',self.cal_volume())

print('圆锥的面积：',self.cal_area())

p = Point(10,5)

p.display()

c = Circle(10)

c.display()

r = float(input("请输入球体半径："))

b = Ball(r)

b.display()

r = float(input("请输入圆柱底面半径："))

h = float(input("请输入圆柱的高："))

cc = Circular(r,h)

cc.display()

r = float(input("请输入圆锥底面半径："))

h = float(input("请输入圆锥的高："))

cn = CircularCone(r,h)

cn.display()

【运行测试】

（三）、设计并实现计算不同职称的教师工资

【题目描述】设计教师接口，该接口包含教师工资计算方法。应用（一）中的高校人员信息包，设计不同职称的教师类：教授，副教授，讲师，教师的基本信息包括姓名、性别、出生年月、职称、课时工作量等属性。注意学校对教师每月工资的计算规定如下：固定工资+课时补贴；教授的固定工资为5000元，每个课时补贴50元；副教授的固定工资为3000元，每个课时补贴30元;讲师的固定工资为2000元，每个课时补贴20元。

程序中定义各种教师类的对象，并编写程序求这些教师的月工资。

【源代码程序】

class Teacher :

def __init__(self, name,gender,birth,zhicheng,work):

self.name = name

self.gender = gender

self.birth = birth

self.zhicheng = zhicheng

self.work = work

def income(self):

if self.zhicheng == "教授":

return self.work*50+5000

elif self.zhicheng == "副教授":

return self.work*30+3000

elif self.zhicheng == "讲师":

return self.work*20+2000

def display(self):

print( self.name+self.zhicheng+"的工资："+str(Teacher.income(self)))

class Professor(Teacher) :

def __init__(self):

Teacher.__init__(self,name = 'Taylor',gender = '女',birth="1989-12-13",zhicheng="教授",work=5)

class Professor_Fu(Teacher) :

def __init__(self):

Teacher.__init__(self, name = 'Charlie',gender = '男',birth="1990-05-07",zhicheng="副教授",work=5)

class Instructor(Teacher) :

def __init__(self):

Teacher.__init__(self, name = 'Tom',gender = '男',birth="1998-02-06",zhicheng="讲师",work=5)

p = Professor()

p.display()

pf = Professor_Fu()

pf.display()

i = Instructor()

i.display()

【运行测试】

（四）、设计异常处理类Cexception，并基于异常处理类设计并实现日期类Date

【题目描述】

定义一个异常类Cexception解决日期类实现中的自定义异常处理。设计的日期类应包含以下内容：

① 有三个成员数据：年、月、日；

② 有设置日期的成员函数；

③ 有用格式"月/日/年"输出日期的成员函数；

④ 要求在日期设置及有参构造函数中添加异常处理。

【源代码程序】

class Cexception :

def __init__(self,year,month,day):

if Cexception.judge(year,month,day) :

self.year = year

self.month = month

self.day = day

else:

self.year = -1

self.month = -1

self.day = -1

print("日期有误")

def setTime(self,year,month,day):

if Cexception.judge(year,month,day) :

self.year = year

self.month = month

self.day = day

else:

self.year = -1

self.month = -1

self.day = -1

print("日期有误")

def display(self):

if self.month ==-1 or self.year == -1 or self.day == -1:

print("",end="")

else:

print(str(self.month)+"/"+str(self.day)+"/"+str(self.year))

def judge(year,month,day):

leap = False

legal = False

if year>0:

if year % 4 == 0 and year % 100 != 0 or year % 400 == 0:

leap = True

if month in [1, 3, 5, 7, 8, 10, 12]:

if 1 <= day <= 31:

legal = True

elif month in [4, 6, 9, 11]:

if 1 <= day <= 30:

legal = True

elif month == 2:

if not leap and 1 <= day <= 28:

legal = True

elif leap and 1 <= day <= 29:

legal = True

else:

legal = False

return legal

c = Cexception(-1,11,2)

c.display()

c = Cexception(2019,11,2)

c.display()

c = Cexception(2019,2,29)

c.display()

c = Cexception(2020,2,29)

c.display()

【运行测试】

（五）、设计并实现平面点类Point

【题目描述】

定义一个平面点类Point，对其重载运算符关系运算符，关系运算以距离坐标原点的远近作为基准，远的为大。程序完成对其的测试。

【源代码程序】

import math

class Point():

def __init__(self,x,y):

self.x = x

self.y = y

def __lt__(self, other):