Java物件導向

習題預習

User ask:
給我5題Java OO的中文問題

ChatGPT answer:

  1. 什麼是Java中的封裝(encapsulation)？請舉例說明。

  2. 什麼是繼承(inheritance)？請舉例說明。

  3. 什麼是多態(polymorphism)？請舉例說明。

  4. 如何在Java中實現抽象類別(abstract class)？它與接口(interface)的區別是什麼？

  5. 什麼是Java中的實例(instance)和類別(class)？它們之間有什麼區別？

說明知識

User ask:
以中文說明Java OO並舉例

ChatGPT answer:

Java是一種以物件為中心的程式設計語言，也就是說它是一種OOP（Object Oriented Programming）程式設計語言。

OOP是一種程序開發方法，專注於組織程式可以訪問的數據。在OOP中，程序被組織為一系列的對象（Object），每個對象都有其屬性和方法。

以下是一個Java OOP的簡單示例：

public class Car {
private String make;
private String model;
private int year;

public Car(String make, String model, int year) {
this.make = make;
this.model = model;
this.year = year;
}

public String getMake() {
return make;
}

public String getModel() {
return model;
}

public int getYear() {
return year;
}

public void setMake(String make) {
this.make = make;
}

public void setModel(String model) {
this.model = model;
}

public void setYear(int year) {
this.year = year;
}
}

在這個例子中，Car類就是一個對象，該對象具有3個屬性：make（製造商），model（型號）和year（年份）。該類還有一個public的構造函數（Constructor），它接受make，model和year作為參數，並設置對象的屬性。還有一些公共的getter和setter方法來訪問和設置對象的屬性。

使用這個Car類，可以創建具有不同make，model和year的多個對象。

Car car1 = new Car(“Honda”, “Civic”, 2021);
Car car2 = new Car(“Toyota”, “Camry”, 2019);

這裡，car1和car2都是Car對象，並且可以調用它們的方法來訪問和設置它們的屬性。

String makeOfCar1 = car1.getMake(); // Returns “Honda”
int yearOfCar2 = car2.getYear(); // Returns 2019

總之， Java OOP 就是使用物件（Object）作為程式的基本單位，專注於組織程式可以訪問的數據和方法，使得程式開發更加模組化和易於維護。

彙總重點

User ask:
以中文條列Java OO的重點

ChatGPT answer:

以下是Java Object-Oriented (OO) 的重點：

  1. 抽像化 (Abstraction) - 用來隱藏複雜性質，將其簡化，以便於管理。

  2. 封裝 (Encapsulation) - 資料、方法的保護，防止私有資料不被亂改造，保護資源分配。

  3. 繼承 (Inheritance) - 繼承能夠從一個類別獲得那些類別的資料和方法，使其成為一種新的類別。

  4. 多型 (Polymorphism) - 多型概念代表能應用於不同形態之物件，也稱為方法多載、方法覆載、物件多載等。

  5. 類別 (Class) - Java 總是基於物件導向概念，具體表示就是定義一個 Class 並完成對 Class 的實例化。

  6. 物件 (Object) - 由類別 Instance 到的物件，在程式執行時，被物件所組成。

  7. 接口 (Interface) - 一種抽像的類型，Java 社群使用此類型來協調類。

  8. 重載 (Overloading) - 在一個類別裡，不同的方法可以有相同的函式名稱，但參數類型不同或數目不同。

  9. 重寫 (Overriding) - 子類別重寫父類別中具有相同名稱和參數的方法。

  10. 方法 (Method) - 方法是一種程式區塊，可以接收參數，並能夠產生一個或多個結果。在類別中，方法用來執行一些具體的功能。

  11. 遞移 (Recursion) - 遞歸是一種特殊的函數或方法，一個函數或方法可以在函數或方法內部呼叫自己。

知識測驗

User ask:
以中文給我5題Java OO的中等難度問題，並在後面列出答案

ChatGPT answer:
  1. 設計一個學生(Student)類別，包含以下屬性和方法：

屬性：

  • 姓名(name)
  • 年齡(age)
  • 學號(studentID)
  • 成績(scores)

方法：

  • 建構子(Constructor)
  • 設置姓名(setName)
  • 取得姓名(getName)
  • 設置年齡(setAge)
  • 取得年齡(getAge)
  • 設置學號(setStudentID)
  • 取得學號(getStudentID)
  • 新增成績(addScore)
  • 取得成績(getScore)
  • 取得平均成績(getAvgScore)

答案：

public class Student {
  private String name;
  private int age;
  private String studentID;
  private ArrayList<Integer> scores = new ArrayList<Integer>();

  public Student(String name, int age, String studentID) {
    this.name = name;
    this.age = age;
    this.studentID = studentID;
  }

  public void setName(String name) {
    this.name = name;
  }

  public String getName() {
    return this.name;
  }

  public void setAge(int age) {
    this.age = age;
  }

  public int getAge() {
    return this.age;
  }

  public void setStudentID(String studentID) {
    this.studentID = studentID;
  }

  public String getStudentID() {
    return this.studentID;
  }

  public void addScore(int score) {
    this.scores.add(score);
  }

  public int getScore(int index) {
    return this.scores.get(index);
  }

  public double getAvgScore() {
    double total = 0;
    for (int score : this.scores) {
      total += score;
    }
    return total / this.scores.size();
  }
}
  1. 設計一個矩形(Rectangle)類別，包含以下屬性和方法：

屬性：

  • 寬度(width)
  • 高度(height)

方法：

  • 建構子(Constructor)
  • 設置寬度(setWidth)
  • 取得寬度(getWidth)
  • 設置高度(setHeight)
  • 取得高度(getHeight)
  • 計算面積(getArea)

答案：

public class Rectangle {
  private int width;
  private int height;

  public Rectangle(int width, int height) {
    this.width = width;
    this.height = height;
  }

  public void setWidth(int width) {
    this.width = width;
  }

  public int getWidth() {
    return this.width;
  }

  public void setHeight(int height) {
    this.height = height;
  }

  public int getHeight() {
    return this.height;
  }

  public int getArea() {
    return this.width * this.height;
  }
}
  1. 設計一個彩票(Lottery)類別，包含以下屬性和方法：

屬性：

  • 中獎號碼(winningNumbers)
  • 我的號碼(myNumbers)

方法：

  • 建構子(Constructor)
  • 設置中獎號碼(setWinningNumbers)
  • 取得中獎號碼(getWinningNumbers)
  • 設置我的號碼(setMyNumbers)
  • 取得我的號碼(getMyNumbers)
  • 比較我的號碼與中獎號碼(match)

答案：

public class Lottery {
  private int[] winningNumbers;
  private int[] myNumbers;

  public Lottery(int[] winningNumbers) {
    this.winningNumbers = winningNumbers;
  }

  public void setWinningNumbers(int[] winningNumbers) {
    this.winningNumbers = winningNumbers;
  }

  public int[] getWinningNumbers() {
    return this.winningNumbers;
  }

  public void setMyNumbers(int[] myNumbers) {
    this.myNumbers = myNumbers;
  }

  public int[] getMyNumbers() {
    return this.myNumbers;
  }

  public int match() {
    int count = 0;
    for (int i = 0; i < this.myNumbers.length; i++) {
      for (int j = 0; j < this.winningNumbers.length; j++) {
        if (this.myNumbers[i] == this.winningNumbers[j]) {
          count++;
        }
      }
    }
    return count;
  }
}
  1. 設計一個銀行帳戶(BankAccount)類別，包含以下屬性和方法：

屬性：

  • 帳戶名稱(accountName)
  • 帳戶餘額(balance)

方法：

  • 建構子(Constructor)
  • 設置帳戶名稱(setAccountName)
  • 取得帳戶名稱(getAccountName)
  • 存款(deposit)
  • 取款(withdraw)
  • 取得帳戶餘額(getBalance)

答案：

public class BankAccount {
  private String accountName;
  private double balance;

  public BankAccount(String accountName, double balance) {
    this.accountName = accountName;
    this.balance = balance;
  }

  public void setAccountName(String accountName) {
    this.accountName = accountName;
  }

  public String getAccountName() {
    return this.accountName;
  }

  public void deposit(double amount) {
    this.balance += amount;
  }

  public void withdraw(double amount) {
    if (amount > this.balance) {
      throw new IllegalArgumentException("餘額不足");
    }
    this.balance -= amount;
  }

  public double getBalance() {
    return this.balance;
  }
}
  1. 設計一個圖形(Geometry)抽像類別，包含以下抽像方法：

方法：

  • 計算面積(getArea)
  • 計算周長(getPerimeter)

和以下實例方法：

方法：

  • 取得圖形名稱(getName)

設計三個繼承自Geometry類別的圖形：三角形(Triangle)、矩形(Rectangle)和圓形(Circle)。

答案：

public abstract class Geometry {
  public abstract double getArea();
  public abstract double getPerimeter();
  public String getName() {
    return this.getClass().getSimpleName();
  }
}

public class Triangle extends Geometry {
  private double base;
  private double height;
  private double side1;
  private double side2;
  
  public Triangle(double base, double height, double side1, double side2) {
    this.base = base;
    this.height = height;
    this.side1 = side1;
    this.side2 = side2;
  }
  
  public double getArea() {
    return this.base * this.height / 2;
  }
  
  public double getPerimeter() {
    return this.base + this.side1 + this.side2;
  }
}

public class Rectangle extends Geometry {
  private double width;
  private double height;
  
  public Rectangle(double width, double height) {
    this.width = width;
    this.height = height;
  }
  
  public double getArea() {
    return this.width * this.height;
  }
  
  public double getPerimeter() {
    return 2 * (this.width + this.height);
  }
}

public class Circle extends Geometry {
  private double radius;
  
  public Circle(double radius) {
    this.radius = radius;
  }
  
  public double getArea() {
    return Math.PI * this.radius * this.radius;
  }
  
  public double getPerimeter() {
    return 2 * Math.PI * this.radius;
  }
}