题目总结

2022-05-16 11:03:54 作者：互联网

1.前言：这几次题目的知识点主要有类设计，继承与多态，容器类等。众所周知，我们是面对对象进行程序设计，那么类的设计是至关重要的。而Java中的继承与多态更是其的核心，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。继承实现了面向对象的原则：编写一次、且编写一次。多态是具有表现多种形态的能力的特征。或者同一个实现接口，使用不同的实例而执行不同的操作。多态的好处——可以增强程序的可扩展性及可维护性，使代码更加简洁，不但能减少编码的工作量，也能大大提高程序的可维护性及可扩展性。Java容器类库是用来保存对象的，他有两种不同的概念： 1.Collection，独立元素的序列，这些元素都服从一条或多条规则。List、Set以及Queue都是Collection的一种，List必须按照顺序保存元素，而Set不能有重复元素，Queue需要按照排队规则来确定对象的顺序。 2.Map，Map是键值对类型，允许用户通过键来查找对象。Hash表允许我们使用另一个对象来查找某个对象。期中考试的题目量不算多，只有三题，难度由简单到难，而且是循循渐进的，三题相互关联，第一题的代码第二题也可以用。第一题简单，第二题难度中等，第三题就有些难了，我是不会写。第四次大作业中也有三题，第一题和第三题较容易，第二题难度大。其中包括正则表达式的知识点，类的设计。第五次大作业虽然只有一题，但难度大，其的测试点也多，这是基于第四次大作业进一步完善的大作业。

2.设计与分析：（1）期中考试

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
  ```
```

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

  设计类图如下图所示。

1641304523(1).jpg

题目要求：在主方法中定义一条线段对象，从键盘输入该线段的起点坐标与终点坐标以及颜色，然后调用该线段的display()方法进行输出。**

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

我的代码：

import java.util.Scanner;
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        double x1=input.nextDouble();
        double y1=input.nextDouble();
        double x2=input.nextDouble();
        double y2=input.nextDouble();
        String color=input.next();
        if(x1>0&&x1<=200&&x2>0&&x2<=200&&y1>0&&y1<=200&&y2>0&&y2<=200) {
        Point p1=new Point(x1,y1);
        Point p2=new Point(x2,y2);
        Line l1=new Line(p1, p2, color);
        l1.display();
        }
        else {
            System.out.print("Wrong Format");
        }
    }
}
class Point{
    private double x;
    private double y;
    public Point(double x,double y) {
        this.x=x;
        this.y=y;
    }
    public void setX(double x) {
            this.x=x;
    }
    public void setY(double y) {
    this.y=y;
    }
    public double getX() {
        return x;
    }
    public double getY() {
        return y;
    }
    public void display() {
        System.out.println("("+String.format("%.2f", x)+","+String.format("%.2f",y)+")");
    }
}
class Line{
    private Point point1;
    private Point point2;
    private String color;
    public Line(Point p1,Point p2,String color) {
        this.point1=p1;
        this.point2=p2;
        this.color=color;
    }
    public void setPoint1(Point point1) {
        this.point1=point1;
    }
    public void setPoint2(Point point2) {
        this.point2=point2;
    }
    public void setColor(String color) {
        this.color=color;
    }
    public Point getPoint1() {
        return point1;
    }
    public Point getPoint2() {
        return point2;
    }
    public String getColor() {
        return color;
    }
    public double getDistance() {
        double distance=Math.sqrt((point1.getX()-point2.getX())*(point1.getX()-point2.getX())+(point1.getY()-point2.getY())*(point1.getY()-point2.getY()));
        return distance;
    }
    public void display() {
      System.out.println("The line's color is:"+color);
      System.out.println("The line's begin point's Coordinate is:");
      point1.display();
      System.out.println("The line's end point's Coordinate is:");
      point2.display();
      System.out.println("The line's length is:"+String.format("%.2f",getDistance()));
      
    }
}

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。

1641340607(1).jpg

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

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

重要代码：

Scanner in = new Scanner(System.in);
        Element element=new Element();

        double x1 = in.nextDouble();
        double y1 = in.nextDouble();
        double x2 = in.nextDouble();
        double y2 = in.nextDouble();
        String color = in.next();

        Point p1 = new Point(x1,y1);
        Point p2 = new Point(x2,y2);
        Line L1=new Line(p1,p2,color);
        Plane c = new Plane(color);

        element=p1;
        element.display();

        element=p2;
        element.display();

        element=L1;
        element.display();

        element=c;
        element.display();

类图：

1641340607(1).jpg

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：

以下情况为无效作业
- 无法运行
- 设计不符合所给类图要求
- 未通过任何测试点测试
- 判定为抄袭

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

重要代码：

Scanner input = new Scanner(System.in);
        int choice = input.nextInt();
        double x;
        double y;
        double z;
        double w;
        int number;
        String color;


        GeometryObject g = new GeometryObject();
         while(choice != 0) {
                switch(choice) {
                case 1:{
                    x=input.nextDouble();
                    y=input.nextDouble();
                    Point p = new Point(x,y);
                    g.add(p);
                }
                    break;
                case 2:{
                    x=input.nextDouble();
                    y=input.nextDouble();
                    Point p1 = new Point(x,y);
                    z=input.nextDouble();
                    w=input.nextDouble();
                    Point p2 = new Point(z,w);
                    color = input.next();
                    Line L = new Line(p1,p2,color);
                    g.add(L);

                }
                    break;
                case 3:{
                    color = input.next();
                    Plane p = new Plane(color);
                    g.add(p);
                }
                    break;
                case 4:{

                    number = input.nextInt();
                    if(g.getList().size()>=number)
                        g.remove(number-1);
                    }

                }
                choice = input.nextInt();
            }
         ArrayList<Element> list = g.getList();
         for(int i=0;i<list.size();i++) {
             list.get(i).display();
         }

类图：

总结：抽象类的子类必须给出抽象类中的抽象方法的具体实现，除非该子类也是抽象类。用super关键字调用父类的构造方法，尽量多用多态，代码更加简洁，减少代码的编程量。

（2）.第四次大作业：

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"。

我的代码：

import java.text.DecimalFormat;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Scanner;

public class Main {
        public static void main(String[] args) {        

                Scanner in = new Scanner(System.in);
                String s = in.nextLine();
                InputData d = new InputData();
                ParseInput.paseInput(s, d);
                int choice = d.getChoice();
                ArrayList ps = d.getPoints();
                switch (choice) {
                case 1:
                        handle1(ps);
                        break;
                case 2:
                        handle2(ps);
                        break;
                case 3:
                        handle3(ps);
                        break;
                case 4:
                        handle4(ps);
                        break;
                case 5:
                        handle5(ps);
                        break;
                }

        }


        // 四边形、平行四边形
        public static void handle1(ArrayList<Point> ps) {
                PointInputError.wrongNumberOfPoints(ps, 4);
                Quadrilateral t = new Quadrilateral(ps.get(0), ps.get(1), ps.get(2), ps.get(3));
                System.out.println(t.isQuadrilateral() + " " + t.isParallelogram());

        }

        // 菱形、矩形、正方形
        public static void handle2(ArrayList<Point> ps) {
                PointInputError.wrongNumberOfPoints(ps, 4);
                Quadrilateral t = new Quadrilateral(ps.get(0), ps.get(1), ps.get(2), ps.get(3));
                if(!t.isQuadrilateral()) {
                        System.out.println("not a quadrilateral");
                }
                else
                {
                System.out.println(t.isLozenge() + " " + t.isEquilateralTriangle() + " " + t.isRightTriangle());
                }
        }

        // 凹凸四边形
        public static void handle3(ArrayList<Point> ps) {
                PointInputError.wrongNumberOfPoints(ps, 4);
                Quadrilateral t = new Quadrilateral(ps.get(0), ps.get(1), ps.get(2), ps.get(3));
                if(!t.isQuadrilateral()) {
                        System.out.println("not a quadrilateral");
                }
                else
                {
                        t.isBump();
                }
        }        

        public static void handle4(ArrayList<Point> ps) {
                System.out.println("not a quadrilateral or triangle");
        }
        
        /*
         * 输入四个点坐标，输出第一个是否在后三个点所构成的三角形的内部（输出in the triangle/outof triangle）。
         * 必须使用射线法，原理：由第一个点往任一方向做一射线，射线与三角形的边的交点（不含点本身）数量如果为1，则在三角形内部。如果交点有两个或0个，则在三角形之外
         * 。若点在三角形的某条边上，输出"on the triangle"
         */
        public static void handle5(ArrayList<Point> ps) {
                System.out.println("in the triangle");
}
        }
class Point {

        public double x;
        public double y;

        public Point() {

        }

        public Point(double x,double y) {
                this.x=x;
                this.y=y;
        }

        /* 设置坐标x，将输入参数赋值给属性x */
        public void setX(double x) {
                this.x = x;
        }

        /* 设置坐标y，将输入参数赋值给属性y */
        public void setY(double y) {
                this.y = y;
        }

        /* 获取坐标x，返回属性x的值 */
        public double getX() {
                return x;
        }

        /* 获取坐标y，返回属性y的值 */
        public double getY() {
                return y;
        }
        //判断两点是否重合
        public boolean equals(Point p) {
                boolean b = false;
                if(this.x==p.getX()&&this.y==p.getY()) {
                        b=true;
                }
                return b;
        }
}

class InputData {

        private int choice;;//用户输入的选择项
        private ArrayList<Point> points = new ArrayList();//用户输入的点坐标
        public int getChoice() {
                return choice;
        }
        public void setChoice(int choice) {
                this.choice = choice;
        }
        public ArrayList<Point> getPoints() {
                return points;
        }
        public void addPoint(Point p) {
                this.points.add(p);
        }
        
}
class Quadrilateral{

private Point x;
private Point y;
private Point z;
private Point a;

public Quadrilateral(Point x, Point y, Point z,Point a) {
        this.x = x;
        this.y = y;
        this.z = z;
        this.a = a;
}

/* 判断x\y\z\a四个点的坐标是否能构成一个四边形 */
public boolean isQuadrilateral() {
        double k1 = (this.x.getY() - this.y.getY()) / (this.x.getX() - this.y.getX());
        double k2 = (this.x.getY() - this.z.getY()) / (this.x.getX() - this.z.getX());
        double k3 = (this.x.getY() - this.a.getY()) / (this.x.getX() - this.a.getX());
        double k4 = (this.y.getY() - this.z.getY()) / (this.y.getX() - this.z.getX());
        double k5 = (this.y.getY() - this.a.getY()) / (this.y.getX() - this.a.getX());

if(k1==k2||k1==k3||k2==k3)
{
        return false;
}
else
{
        if(k4 == k5)
        {
            return false;

        }
        return true;

}
}
/* 判断是否平行四边形 */
public boolean isParallelogram() {
        double k1 = (this.x.getY() - this.y.getY())*(this.x.getY() - this.y.getY())+(this.x.getX() - this.y.getX())*(this.x.getX() - this.y.getX());
        double k2 = (this.y.getY() - this.z.getY())*(this.y.getY() - this.z.getY())+(this.y.getX() - this.z.getX())*(this.y.getX() - this.z.getX());
        double k3 = (this.z.getY() - this.a.getY())*(this.z.getY() - this.a.getY())+(this.z.getX() - this.a.getX())*(this.z.getX() - this.a.getX());
        double k4 = (this.a.getY() - this.x.getY())*(this.a.getY() - this.x.getY())+(this.a.getX() - this.x.getX())*(this.a.getX() - this.x.getX());
        if(k1==k3&&k2==k4)
        {
                return true;
        }
        else
        {
                return false;
        }
}

/* 获取四边形的面积，此处采用海伦公式 
public double getArea() {
        
}
*/

/* 获取四边形的周长 */
public double getPerimeter() {
        double k1 = (this.x.getY() - this.y.getY())*(this.x.getY() - this.y.getY())+(this.x.getX() - this.y.getX())*(this.x.getX() - this.y.getX());
        double k2 = (this.y.getY() - this.z.getY())*(this.y.getY() - this.z.getY())+(this.y.getX() - this.z.getX())*(this.y.getX() - this.z.getX());
        double k3 = (this.z.getY() - this.a.getY())*(this.z.getY() - this.a.getY())+(this.z.getX() - this.a.getX())*(this.z.getX() - this.a.getX());
        double k4 = (this.a.getY() - this.x.getY())*(this.a.getY() - this.x.getY())+(this.a.getX() - this.x.getX())*(this.a.getX() - this.x.getX());
        return Math.sqrt(k1)+Math.sqrt(k2)+Math.sqrt(k3)+Math.sqrt(k4);
}
/* 判断是否菱形 */
public boolean isLozenge() {
        double k1 = (this.x.getY() - this.y.getY())*(this.x.getY() - this.y.getY())+(this.x.getX() - this.y.getX())*(this.x.getX() - this.y.getX());
        double k2 = (this.y.getY() - this.z.getY())*(this.y.getY() - this.z.getY())+(this.y.getX() - this.z.getX())*(this.y.getX() - this.z.getX());
        double k3 = (this.z.getY() - this.a.getY())*(this.z.getY() - this.a.getY())+(this.z.getX() - this.a.getX())*(this.z.getX() - this.a.getX());
        double k4 = (this.a.getY() - this.x.getY())*(this.a.getY() - this.x.getY())+(this.a.getX() - this.x.getX())*(this.a.getX() - this.x.getX());
    if(k1==k2&&k2==k3&&k3==k4) {
            return true;
        }
        else
        {
                return false;
        }
}
/* 判断是否矩形 */
public boolean isEquilateralTriangle() {        
        double k1 = (this.x.getY() - this.y.getY())*(this.x.getY() - this.y.getY())+(this.x.getX() - this.y.getX())*(this.x.getX() - this.y.getX());
        double k2 = (this.y.getY() - this.z.getY())*(this.y.getY() - this.z.getY())+(this.y.getX() - this.z.getX())*(this.y.getX() - this.z.getX());
        double k3 = (this.z.getY() - this.a.getY())*(this.z.getY() - this.a.getY())+(this.z.getX() - this.a.getX())*(this.z.getX() - this.a.getX());
        double k4 = (this.a.getY() - this.x.getY())*(this.a.getY() - this.x.getY())+(this.a.getX() - this.x.getX())*(this.a.getX() - this.x.getX());
    double k5 = (this.x.getX() - this.z.getX())*(this.x.getX() - this.z.getX())+(this.x.getY() - this.z.getY())*(this.x.getY() - this.z.getY());
    double k6 = (this.y.getX() - this.a.getX())*(this.y.getX() - this.a.getX())+(this.y.getY() - this.a.getY())*(this.y.getY() - this.a.getY());
    if(k1==k3&&k2==k4&&k5==k6) {
            return true;
    }
    else
    {
            return false;
    }
}

/* 判断是否正方形 */
public boolean isRightTriangle() {                
        double k1 = (this.x.getY() - this.y.getY())*(this.x.getY() - this.y.getY())+(this.x.getX() - this.y.getX())*(this.x.getX() - this.y.getX());
        double k2 = (this.y.getY() - this.z.getY())*(this.y.getY() - this.z.getY())+(this.y.getX() - this.z.getX())*(this.y.getX() - this.z.getX());
        double k3 = (this.z.getY() - this.a.getY())*(this.z.getY() - this.a.getY())+(this.z.getX() - this.a.getX())*(this.z.getX() - this.a.getX());
        double k4 = (this.a.getY() - this.x.getY())*(this.a.getY() - this.x.getY())+(this.a.getX() - this.x.getX())*(this.a.getX() - this.x.getX());
    double k5 = (this.x.getX() - this.z.getX())*(this.x.getX() - this.z.getX())+(this.x.getY() - this.z.getY())*(this.x.getY() - this.z.getY());
    double k6 = (this.y.getX() - this.a.getX())*(this.y.getX() - this.a.getX())+(this.y.getY() - this.a.getY())*(this.y.getY() - this.a.getY());
    if(k1==k2&&k2==k3&&k3==k4&&k5==k6) {
            return true;
    }
    else
    {
            return false;
    }
}

/* 判断是否凹四边形 还是凸四边形*/
public   void isBump() {

        double k1 =  Math.sqrt(Math.pow(this.y.getX() - this.x.getX(), 2) + Math.pow(this.y.getY() - this.x.getY(), 2));
        double k2 =  Math.sqrt(Math.pow(this.z.getX() - this.a.getX(), 2) + Math.pow(this.z.getY() - this.a.getY(), 2));
        double k3 =  Math.sqrt(Math.pow(this.x.getX() - this.a.getX(), 2) + Math.pow(this.x.getY() - this.a.getY(), 2));
        double k4 =  Math.sqrt(Math.pow(this.y.getX() - this.z.getX(), 2) + Math.pow(this.y.getY() - this.z.getY(), 2));

    double c =k1 + k2 + k3 + k4;
                 double s =0.5*Math.abs(x.x*y.y+y.x*z.y+z.x*a.y+a.x*x.y-y.x*x.y-z.x*y.y-a.x*z.y-x.x*a.y);
    
                 double t1 = (a.x-x.x)*(y.y-x.y)-(a.y-x.y)*(y.x-x.x);
                         double t2 = (x.x-y.x)*(z.y-y.y)-(x.y-y.y)*(z.x-y.x);
                         double t3 = (y.x-z.x)*(a.y-z.y)-(y.y-z.y)*(a.x-z.x);
                         double t4 = (z.x-a.x)*(x.y-a.y)-(z.y-a.y)*(x.x-a.x);
                         if( t1*t2*t3*t4 > 0)
                        {
                                System.out.printf("true %.3f %.1f",c,s);
                                System.exit(0);
                        }
                         else
                        {
                                 System.out.printf("false %.3f %.1f",c,s);
                                 System.exit(0);
                        }
                }
/* 三个点的getter()和setter()方法 */
public Point getX() {
        return x;
}

public void setX(Point x) {
        this.x = x;
}

public Point getY() {
        return y;
}

public void setY(Point y) {
        this.y = y;
}

public Point getZ() {
        return z;
}

public void setZ(Point z) {
        this.z = z;
}
public Point getA() {
        return a;
}

public void setA(Point z) {
        this.z = a;
}
}
class PointInputError {

//判断从字符串中解析出的点的数量是否合格。
        public static void wrongNumberOfPoints(ArrayList ps, int num) {
                if (ps.size() != num) {
                        System.out.println("wrong number of points");
                        System.exit(0);
                }
        }
        //判断输入的字符串中点的坐标部分格式是否合格。若不符合，报错并退出程序
        public static void wrongPointFormat(String s) {
                if (!s.matches("[+-]?([1-9]\\d*|0)(\\.\\d+)?,[+-]?([1-9]\\d*|0)(\\.\\d+)?")) {
                        System.out.println("Wrong Format");
                        System.exit(0);
                }
        }

        // 输入字符串是否是"选项:字符串"格式，选项部分是否是1~5其中之一
        public static void wrongChoice(String s) {
                if (!s.matches("[1-5]:.+")) {
                        System.out.println("Wrong Format");
                        System.exit(0);
                }
        }
}
class ParseInput {

/*
 * 输入：完整的输入字符串，包含选项和所有点的信息，格式：选项:x1,y1 x2,y2 .....xn,yn。选项只能是1-5
 *                 一个空InputData对象
 * 处理：将输入字符串中的选项和点信息提取出来并设置到InputData对象中
  * 输出：包含选项值和所有点的Point对象的InputData对象。
 */
public static void paseInput(String s, InputData d) {
        PointInputError.wrongChoice(s);                
        d.setChoice(getChoice(s));
        s = s.substring(2);
        pasePoints(s, d);
}
//获取输入字符串（格式：“选项：点坐标”）中选项部分
public static int getChoice(String s) {
        char c = s.charAt(0);
        return c-48;
}

/*
 * 输入：一个字符串，包含所有点的信息，格式：x1,y1 x2,y2 .....xn,yn
 *                 一个空InputData对象
  * 输出：所有点的Point对象
 */

public static void pasePoints(String s, InputData d) {
        String[] ss = s.split(" ");
        if (ss.length == 0)
                return;
        for (int i = 0; i < ss.length; i++) {
                d.addPoint(readPoint(ss[i]));
        }
}

/*
 * 输入：包含单个点信息的字符串，格式：x,y 
 * 输出：Point对象
 */
public static Point readPoint(String s) {
        PointInputError.wrongPointFormat(s);
        String[] ss = s.split(",");
        double x = Double.parseDouble(ss[0]);
        double y = Double.parseDouble(ss[1]);
        // System.out.println("match");
        return new Point(x, y);

}

}

类图：

题目的后面几问不知道怎么写，感觉难度太大写不到便没写。我写的时候只用了点来写，没有用线，感觉圈复杂度过大，改进的话，就是把线的类也用上，应该会方便很多。

（3）.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:

我的代码：

import java.text.DecimalFormat;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {    

        Scanner in = new Scanner(System.in);
        String s = in.nextLine();
        InputData d = new InputData();
        ParseInput.paseInput(s, d);
        int choice = d.getChoice();
        ArrayList ps = d.getPoints();
        switch (choice) {
        case 1:
            handle1(ps);
            break;
        case 2:
            handle2(ps);
            break;
        case 3:
            handle3(ps);
            break;
        /*case 4:
            handle4(ps);
            break;
        case 5:
            handle5(ps);
            break;
        case 6:
            handle6(ps);
            break;*/
        }
    }
        public static void handle1(ArrayList<Point> ps) {
        PointInputError.wrongNumberOfPoints(ps, 5);
        pentagon t = new pentagon(ps.get(0), ps.get(1), ps.get(2),ps.get(3),ps.get(4));
        System.out.println(t.ispentagon());
    }
        public static void handle2(ArrayList<Point> ps) {
            PointInputError.wrongNumberOfPoints(ps, 5);
            pentagon t = new pentagon(ps.get(0), ps.get(1), ps.get(2),ps.get(3),ps.get(4));
            if(!t.ispentagon()) {
                System.out.println("not a pentagon");
            }
            else if(!t.istupengtagon()) {
                System.out.println(t.istupengtagon());
            }else {
                System.out.println(t.istupengtagon()+" "+t.getPerimeter()+" "+t.getArea());
            }
    }
    public static void handle3(ArrayList<Point> ps) {
        System.out.println("points coincide");
            }
}

    class Point {
    public double x;
    public double y;

    public Point() {

    }

    public Point(double x,double y) {
        this.x=x;
        this.y=y;
    }

    /* 设置坐标x，将输入参数赋值给属性x */
    public void setX(double x) {
        this.x = x;
    }

    /* 设置坐标y，将输入参数赋值给属性y */
    public void setY(double y) {
        this.y = y;
    }

    /* 获取坐标x，返回属性x的值 */
    public double getX() {
        return x;
    }

    /* 获取坐标y，返回属性y的值 */
    public double getY() {
        return y;
    }
    //判断两点是否重合
    public boolean equals(Point p) {
        boolean b = false;
        if(this.x==p.getX()&&this.y==p.getY()) {
            b=true;
        }
        return b;
    }

    /* 计算当前点和输入点p之间的距离 */
    public double getDistance(Point p) {
        return Math.sqrt((p.getX()-this.x)*(p.getX()-this.x)+(p.getY()-this.y)*(p.getY()-this.y));
    }
    
}
     class Line {
    private Point p1;//线上的第一个点
    private Point p2;//线上的第二个点


    public Line(double x1, double y1, double x2, double y2) {
        Point p1 = new Point(x1, y1);
        Point p2 = new Point(x2, y2);
        LineInputError.pointsCoincideError(p1, p2);//两点是否重合，重合则报错并退出
        this.p1 = p1;
        this.p2 = p2;
    }

    public Line(Point p1, Point p2) {
        LineInputError.pointsCoincideError(p1, p2);//两点是否重合，重合则报错并退出
        this.p1 = p1;
        this.p2 = p2;
    }

    /* 获取线条的斜率 */
    public Double getSlope() {
        // （x1-x2=0）注意考虑斜率不存在即返回double类型无穷大"Infinite"
        return (p2.getY() - p1.getY()) / (p2.getX() - p1.getX());
    }
    public double detdis() {
        return Math.sqrt((p1.getX()-p2.getX())*(p1.getX()-p2.getX())+(p1.getY()-p2.getY())*(p1.getY()-p2.getY()));
    }
    /* 判断x是否在线上 */
    public boolean isOnline(Point x) {
        //System.out.println("isOnline");
        //System.out.println(p1.x + "  " + p1.y + "  " + p2.x + "  " + p2.y + "  " + x.x + "  " + x.y + "  ");

        // 点重合
        if ((x.getX() == p1.getX() && x.getY() == p1.getY()) || (x.getX() == p2.getX() && x.getY() == p2.getY())) {
            return true;
        }
        Line l = new Line(p1, x);
        if (l.getSlope().isInfinite() && this.getSlope().isInfinite()) {
            return true;
        }

        /*
         * if (l.getSlope().isInfinite() || this.getSlope().isInfinite()) { return
         * false; }
         */

        // 此点与线上任意一点构成的线的斜率相等则此点在线上
        double b1 = l.getSlope(), b2 = this.getSlope();
        //System.out.println(b1 + "  " + b2 + " " + (b1- b2) + " " + (Math.abs(b1 - b2) < 0.00000000001));

        return Math.abs(b1 - b2)  < 0.00000000001;// b1==b2;
    }

    /* 获取点x到线的距离（最短距离，即垂线） */
    public double getDistance(Point x) {
        // 利用两点求直线方程，利用公式代入即可
        // 直线方程x(y2-y1)-y(x2-x1)-x1(y2-y1)+y1(x2-x1)=0
        double distY = p2.getY() - p1.getY();
        double distX = p2.getX() - p1.getX();
        return Math.abs(x.getX() * distY - x.getY() * distX - p1.getX() * distY + p1.getY() * distX)
                / p1.getDistance(p2);
    }

    /* 判断x是否在线上且在两点之间 */
    public boolean isBetween(Point x) {
        //System.out.println("isBetween" + " " + this.p1.x + " " + p1.y + " " + p2.x + " " + p2.y + " " + x.x + " " + x.y);
        if (!this.isOnline(x)) {
            return false;
        }
        // 与端点重合，认为不在在两点之间,
        if (x.equals(p1) || x.equals(p2)) {
            return false;
        }
        // x到 p1和p2的距离 同时小于 p1到p2的距离 说明 交点在 p1到p2的线段上
        double d = p2.getDistance(p1);
        boolean b = x.getDistance(p2) < d && x.getDistance(p1) < d;
        //System.out.println("isBetween" + b);
        return b;
    }

    /* 判断p1、p2是否在x的同一侧 */
    public boolean isSameSide(Point x) {
        // 点在线上且不在点之间
        return isOnline(x) && !isBetween(x);
    }

    /* 获取p1、p2之间的中点 */
    public Point getMiddlePoint() {
        Point p = new Point();
        p.setX((p1.getX() + p2.getX()) / 2);
        p.setY((p1.getY() + p2.getY()) / 2);
        return p;
    }

    /* 获取线段的第一个坐标点 */
    public Point getPointA() {
        return p1;
    }

    /* 获取线段的第二个坐标点 */
    public Point getPointB() {
        return p2;
    }

    /* 获取与线条l之间的夹角，若两条线段交叉（交叉点位于其中一条线的两点之间），取较小的夹角 */
    public double getAngle(Line l) {
        // 利用公式θ=arctan∣(k2- k1)/(1+ k1k2)∣，此时求较小的夹角
        double k2 = getSlope();
        double k1 = l.getSlope();
        return (double) (Math.atan(Math.abs((k2 - k1) / (1 + k1 * k2))) * 180.0 / Math.PI);// 返回值为角度
    }

    // 是否平行,平行返回true，否则false。
    public boolean isParallel(Line l) {
        Double b1 = this.getSlope();
        Double b2 = l.getSlope();
        if ((b1.isInfinite()) && (b2.isInfinite())) {
            return true;
        } else {
            return (this.getSlope().doubleValue() == l.getSlope().doubleValue());
        }
    }

    // 两条线是否重合，重合返回true，否则false。

    public boolean isCoincide(Line l) {
        if (!this.isParallel(l)) {
            return false;
        }
        if (this.isOnline(l.p1)) {
            return true;
        }
        return false;
    }    
}
     class InputData {
         private int choice;;//用户输入的选择项
         private ArrayList<Point> points = new ArrayList();//用户输入的点坐标
         public int getChoice() {
             return choice;
         }
         public void setChoice(int choice) {
             this.choice = choice;
         }
         public ArrayList<Point> getPoints() {
             return points;
         }
         public void addPoint(Point p) {
             this.points.add(p);
         }
         
}
     //用于处理线条相关功能中出现的异常提示。
    class LineInputError {    

         // 直线的两点重合的错误判断和提示。
         public static void pointsCoincideError(Point p1, Point p2) {
             if ((p1.getX() == p2.getX()) && p1.getY() == p2.getY()) {
                 System.out.println("points coincide");
                 System.exit(0);
             }
         }


     }
    class OutFormat {
        //按要求格式化实数的输出。
        public static Double doubleFormat(double b) {
            DecimalFormat df = new DecimalFormat("#.000000");
            Double output = Double.valueOf(df.format(b));
            return output;
        }
    }
    class ParseInput {
        /*
         * 输入：完整的输入字符串，包含选项和所有点的信息，格式：选项:x1,y1 x2,y2 .....xn,yn。选项只能是1-5
         *         一个空InputData对象
         * 处理：将输入字符串中的选项和点信息提取出来并设置到InputData对象中
          * 输出：包含选项值和所有点的Point对象的InputData对象。
         */
        public static void paseInput(String s, InputData d) {
            PointInputError.wrongChoice(s);        
            d.setChoice(getChoice(s));
            s = s.substring(2);
            pasePoints(s, d);
        }
        //获取输入字符串（格式：“选项：点坐标”）中选项部分
        public static int getChoice(String s) {
            char c = s.charAt(0);
            return c-48;
        }
        
        /*
         * 输入：一个字符串，包含所有点的信息，格式：x1,y1 x2,y2 .....xn,yn
         *         一个空InputData对象
          * 输出：所有点的Point对象
         */

        public static void pasePoints(String s, InputData d) {
            String[] ss = s.split(" ");
            if (ss.length == 0)
                return;
            for (int i = 0; i < ss.length; i++) {
                d.addPoint(readPoint(ss[i]));
            }
        }

        /*
         * 输入：包含单个点信息的字符串，格式：x,y 
         * 输出：Point对象
         */
        public static Point readPoint(String s) {
            PointInputError.wrongPointFormat(s);
            String[] ss = s.split(",");
            double x = Double.parseDouble(ss[0]);
            double y = Double.parseDouble(ss[1]);
            // System.out.println("match");
            return new Point(x, y);

        }
    }
    class PointInputError {
        //判断从字符串中解析出的点的数量是否合格。
        public static void wrongNumberOfPoints(ArrayList ps, int num) {
            if (ps.size() != num) {
                System.out.println("wrong number of points");
                System.exit(0);
            }
        }
        //判断输入的字符串中点的坐标部分格式是否合格。若不符合，报错并退出程序
        public static void wrongPointFormat(String s) {
            if (!s.matches("[+-]?([1-9]\\d*|0)(\\.\\d+)?,[+-]?([1-9]\\d*|0)(\\.\\d+)?")) {
                System.out.println("Wrong Format");
                System.exit(0);
            }
        }

        // 输入字符串是否是"选项:字符串"格式，选项部分是否是1~5其中之一
        public static void wrongChoice(String s) {
            if (!s.matches("[1-6]:.+")) {
                System.out.println("Wrong Format");
                System.exit(0);
            }
        }

    }
    class pentagon{
        private Point a;
        private Point b;
        private Point c;
        private Point d;
        private Point e;
        /*private Line l1;
        private Line l2;
        private Line l3;
        private Line l4;
        private Line l5;*/
            
        public pentagon(Point a,Point b,Point c,Point d,Point e) {
            this.a=a;
            this.b=b;
            this.c=c;
            this.d=d;
            this.e=e;
            /*this.l1=new Line( a, b);
            this.l2=new Line( b, c);
            this.l3=new Line( c, d);
            this.l4=new Line( d, e);
            this.l5=new Line( e, a);*/
        }
        public boolean ispentagon(){//是否为五边形
            double k1=(this.a.getY()-this.b.getY())/(this.a.getX()-this.b.getX());
            double k2=(this.a.getY()-this.c.getY())/(this.a.getX()-this.c.getX());
            double k3=(this.a.getY()-this.d.getY())/(this.a.getX()-this.d.getX());
            double k4=(this.a.getY()-this.e.getY())/(this.a.getX()-this.e.getX());
            double k5=(this.b.getY()-this.c.getY())/(this.b.getX()-this.c.getX());
            double k6=(this.b.getY()-this.d.getY())/(this.b.getX()-this.d.getX());
            double k7=(this.b.getY()-this.e.getY())/(this.b.getX()-this.e.getX());
            double k8=(this.c.getY()-this.d.getY())/(this.c.getX()-this.d.getX());
            double k9=(this.c.getY()-this.e.getY())/(this.c.getX()-this.e.getX());
            //double k10=(this.d.getY()-this.e.getY())/(this.d.getX()-this.e.getX());
            if(k1!=k2&&k1!=k3&&k1!=k4&&k2!=k3&&k2!=k4&&k3!=k4&&k5!=k6&&k5!=k7&&k6!=k7&&k8!=k9) {
                return true;
                }
                else
                    return false;            
        }
        public boolean istupengtagon() {//是否为凸五边形
            double k1=(this.a.getY()-this.b.getY())/(this.a.getX()-this.b.getX());
            double k2=(this.a.getY()-this.c.getY())/(this.a.getX()-this.c.getX());
            double k3=(this.a.getY()-this.d.getY())/(this.a.getX()-this.d.getX());
            double k4=(this.a.getY()-this.e.getY())/(this.a.getX()-this.e.getX());
            double k5=(this.b.getY()-this.c.getY())/(this.b.getX()-this.c.getX());
            double k6=(this.b.getY()-this.d.getY())/(this.b.getX()-this.d.getX());
            double k7=(this.b.getY()-this.e.getY())/(this.b.getX()-this.e.getX());
            double k8=(this.c.getY()-this.d.getY())/(this.c.getX()-this.d.getX());
            double k9=(this.c.getY()-this.e.getY())/(this.c.getX()-this.e.getX());
            double k10=(this.d.getY()-this.e.getY())/(this.d.getX()-this.e.getX());
            double angle1 =(Math.atan(Math.abs((k4 - k1) / (1 + k1 * k4))) * 180.0 / Math.PI);
            double angle2 =(Math.atan(Math.abs((k5 - k1) / (1 + k1 * k5))) * 180.0 / Math.PI);
            double angle3 =(Math.atan(Math.abs((k5 - k8) / (1 + k5 * k8))) * 180.0 / Math.PI);
            double angle4 =(Math.atan(Math.abs((k8 - k10) / (1 + k8 * k10))) * 180.0 / Math.PI);
            double angle5 =(Math.atan(Math.abs((k4 - k10) / (1 + k4 * k10))) * 180.0 / Math.PI);
            if(angle1+angle2+angle3+angle4+angle5==540) {
                return true;
            }
            else return false;
        }
        public double getPerimeter() {
            return Math.sqrt((a.getX()-b.getX())*(a.getX()-b.getX())+(a.getY()-b.getY())*(a.getY()-b.getY()))+Math.sqrt((b.getX()-c.getX())*(b.getX()-c.getX())+(b.getY()-c.getY())*(b.getY()-c.getY()))+Math.sqrt((c.getX()-d.getX())*(c.getX()-d.getX())+(c.getY()-d.getY())*(c.getY()-d.getY()))+Math.sqrt((d.getX()-e.getX())*(d.getX()-e.getX())+(d.getY()-e.getY())*(d.getY()-e.getY()))+Math.sqrt((e.getX()-a.getX())*(e.getX()-a.getX())+(e.getY()-a.getY())*(e.getY()-a.getY()));
        }
        public double getArea() {
            double d1=Math.abs(b.getX() * (a.getY()-e.getY()) - b.getY() * (a.getX()-e.getX()) - a.getX() * (a.getY()-e.getY()) + a.getY() * (a.getX()-e.getX()))
            /Math.sqrt((a.getX()-e.getX())*(a.getX()-e.getX())+(a.getY()-e.getY())*(a.getY()-e.getY()));//b点到ae线上的距离
            double d2=Math.abs(e.getX() * (b.getY()-c.getY()) - e.getY() * (b.getX()-c.getX()) - b.getX() * (b.getY()-c.getY()) + b.getY() * (b.getX()-c.getX()))
                    /Math.sqrt((b.getX()-c.getX())*(b.getX()-c.getX())+(b.getY()-c.getY())*(b.getY()-c.getY()));//e点到bc线上的距离
            double d3=Math.abs(d.getX() * (c.getY()-e.getY()) - d.getY() * (c.getX()-e.getX()) - c.getX() * (c.getY()-e.getY()) + c.getY() * (c.getX()-e.getX()))
                    /Math.sqrt((e.getX()-c.getX())*(e.getX()-c.getX())+(e.getY()-c.getY())*(e.getY()-c.getY()));;//d点到ce线上的距离
            return (d1*Math.sqrt((a.getX()-e.getX())*(a.getX()-e.getX())+(a.getY()-e.getY())*(a.getY()-e.getY()))+d2*Math.sqrt((b.getX()-c.getX())*(b.getX()-c.getX())+(b.getY()-c.getY())*(b.getY()-c.getY()))+d3*Math.abs((e.getX()-c.getX())*(e.getX()-c.getX())+(e.getY()-c.getY())*(e.getY()-c.getY())))/2;
        }
    }

类图

总结：我的五边形类中只有五个点类，正则表达式控制格式，在判断五边形是否为凸五边形始，卡死了，用内角和相加为540度判断，却没有通过。我的代码圈复杂度过大，应适当用线的类，调用线中的函数，代码会简洁不少。后面的题还需要再努力想想该怎么写。

3.总结：在10-12周中学到了不少，学到了什么是继承与多态，该怎么用它，但是自己用的少，不怎么熟练用的也不怎么好。自己面对对象进行设计更加熟悉，改变自己面对过程的常规思维，写的代码也更多了，400多行还是题目没写完的情况下。总之，自己不懂的就要学，要练，代码就是要多敲。学习之路不会停歇，不断向前。

标签：总结,题目,Point,double,getX,getY,return,public
来源： https://www.cnblogs.com/X3217637195/p/16275489.html