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JAVA课程第八次实验课程主要知识点示例

news 2025/10/30 8:30:00

一、题目背景

某学校需要开发简易人员管理系统，涉及学生和教师两类人员。要求通过面向对象设计，实现人员信息的存储、访问控制及类型判断，具体需求如下：

二、需求说明

2.1 基础类设计（父类）

创建包com.school.base，定义父类Person（所有人员的基类）：
成员变量（4 种权限）：
public String name（姓名，公开访问）
protected int age（年龄，子类可访问）
String gender（性别，默认权限，仅同包可见）
private String idCard（身份证号，仅本类可见）
构造方法：public Person(String name, int age, String gender, String idCard)（初始化所有成员）
公共方法：public String getIdCard()（返回身份证号，供外部间接访问私有成员）、public void showBaseInfo()（打印 “姓名：XX，年龄：XX”）

2.2 子类设计（跨包继承）

2.2.1 学生类

创建包com.school.student，定义子类Student extends com.school.base.Person（学生类）：
新增成员：public String studentId（学号）、private double score（成绩）
构造方法：public Student(String name, int age, String gender, String idCard, String studentId, double score)（初始化所有成员）
公共方法：public double getScore()（返回成绩）、public void showStudentInfo()（打印 “姓名：XX，年龄：XX，学号：XX，成绩：XX”，需使用继承的父类成员和自身成员）

2.2.2 教师类

创建包com.school.teacher，定义子类Teacher extends com.school.base.Person（教师类）：
新增成员：public String teacherId（教师编号）、protected String subject（教授科目，子类可访问）
构造方法：public Teacher(String name, int age, String gender, String idCard, String teacherId, String subject)（初始化所有成员）
公共方法：public void showTeacherInfo()（打印 “姓名：XX，年龄：XX，教师编号：XX，科目：XX”，需使用继承的父类成员和自身成员）

2.2.3 管理类

管理类设计（测试权限与 instanceof）
创建包com.school.manager，定义管理类PersonManager：
方法public static void printInfo(Person p)：
若p是Student实例（用instanceof判断），调用showStudentInfo()
若p是Teacher实例，调用showTeacherInfo()
打印 “是否为 Person 实例：XX”（用instanceof判断）
方法public static void testPermission(Person p)：
尝试访问p.name（public，允许）、p.age（protected，跨包不可直接访问，需注释并说明）、p.gender（默认权限，跨包不可访问，需注释并说明）
通过p.getIdCard()访问身份证号（允许）

2.3 主程序（测试类）

创建包com.school，定义Main类，在main方法中：
创建 1 个Student对象（示例：姓名 “张三”，年龄 18，性别 “男”，身份证号 “110XXX”，学号 “2024001”，成绩 90.5）
创建 1 个Teacher对象（示例：姓名 “李四”，年龄 35，性别 “女”，身份证号 “120XXX”，教师编号 “T202401”，科目 “数学”）
调用PersonManager.printInfo(student)和PersonManager.printInfo(teacher)，验证类型判断
调用PersonManager.testPermission(student)，验证跨包权限访问

三、示例代码

3.1 创建空包

完成本次作业，我们可以新创建一个空的包，本次作业所有的内容均放在此包里面。
在这里插入图片描述

3.2 定义父类Person类

根据题目要求，创建空包。
在这里插入图片描述
在base包里面定义父类Person

其他的代码按照题目的要求一步一步的完成。代码示例如下所示。

public class Person {public String name;       // 公开权限protected int age;        // 受保护权限String gender;            // 默认权限（仅com.school.base包可见）private String idCard;    // 私有权限public Person(String name, int age, String gender, String idCard) {this.name = name;this.age = age;this.gender = gender;this.idCard = idCard;}// 公共方法：获取私有身份证号public String getIdCard() {return idCard;}// 打印基础信息public void showBaseInfo() {System.out.println("姓名：" + name + "，年龄：" + age);}
}

3.3 子类设计

3.3.1 学生类

首先按照题目要求新建包
在这里插入图片描述
新建后代码结构如图所示：

新建Student类：

在这里插入图片描述

按照题目要求完成代码：

import Ex9.com.school.base.Person;public class Student extends Person {public String studentId;  // 学号private double score;     // 成绩（私有）// 构造方法：调用父类构造初始化继承的成员public Student(String name, int age, String gender, String idCard, String studentId, double score) {super(name, age, gender, idCard);this.studentId = studentId;this.score = score;}// 获取私有成绩public double getScore() {return score;}// 打印学生完整信息（使用继承的父类成员）public void showStudentInfo() {// 访问父类的public和protected成员（跨包子类允许）System.out.println("学生信息：姓名=" + name + "，年龄=" + age +"，学号=" + studentId + "，成绩=" + getScore());}
}

注释：
super关键字是调用父类构造方法来初始化父类属性。
如下图中所示，如果我们在子类使用Student类来初始化继承的name, age, gender, idCard，其中gender，idCard会报错，因为他们分别为友好类和private，这会导致报错。
在这里插入图片描述

3.3.2 教师类

创建teacher包和Teacher类
在这里插入图片描述
与student类基本相同，代码如下。

public class Teacher extends Person {public String teacherId;  // 教师编号protected String subject; // 教授科目（受保护）// 构造方法：调用父类构造public Teacher(String name, int age, String gender, String idCard, String teacherId, String subject) {super(name, age, gender, idCard);this.teacherId = teacherId;this.subject = subject;}// 打印教师完整信息public void showTeacherInfo() {System.out.println("教师信息：姓名=" + name + "，年龄=" + age +"，教师编号=" + teacherId + "，科目=" + subject);}
}

3.3.3 管理类

按题目要求创建管理包和类。
在这里插入图片描述

import Ex9.com.school.base.Person;
import Ex9.com.school.student.Student;
import Ex9.com.school.teacher.Teacher;public class PersonManager {// 打印人员信息（用instanceof判断类型）public static void printInfo(Person p) {if (p instanceof Student) {((Student) p).showStudentInfo(); // 强转为Student调用子类方法} else if (p instanceof Teacher) {((Teacher) p).showTeacherInfo(); // 强转为Teacher调用子类方法}// 判断是否为Person实例（所有子类对象都是Person的实例）System.out.println("是否为Person实例：" + (p instanceof Person));}// 测试跨包权限访问public static void testPermission(Person p) {System.out.println("\n权限测试：");System.out.println("访问public成员name：" + p.name); // 跨包可访问// System.out.println("访问protected成员age：" + p.age); // 错误：不同包的非子类（PersonManager不是Person的子类）不能访问protected成员// System.out.println("访问默认权限gender：" + p.gender); // 错误：默认权限仅同包（com.school.base）可见，跨包不可访问System.out.println("通过公共方法访问private idCard：" + p.getIdCard()); // 间接访问}
}

3.4 主类

在这里插入图片描述
主要进行测试，代码如下：

import Ex9.com.school.manager.PersonManager;
import Ex9.com.school.student.Student;
import Ex9.com.school.teacher.Teacher;public class Main {public static void main(String[] args) {// 创建学生和教师对象Student student = new Student("张三", 18, "男", "110101XXXX", "2024001", 90.5);Teacher teacher = new Teacher("李四", 35, "女", "120101XXXX", "T202401", "数学");// 打印信息（验证instanceof和类型转换）System.out.println("=== 学生信息 ===");PersonManager.printInfo(student);System.out.println("\n=== 教师信息 ===");PersonManager.printInfo(teacher);// 测试权限访问PersonManager.testPermission(student);}
}

3.4 主类运行结果

最后的代码结构：
在这里插入图片描述
运行出来的结果：

四.核心知识点说明

4.1 继承与跨包

Student和Teacher跨包继承Person，通过extends关键字建立父子关系，子类可复用父类的public和protected成员。

4.2权限控制

public成员（如name）：任何类可访问；
protected成员（如age）：仅本类、同包子类、不同包子类可访问（非子类如PersonManager不可访问）；
默认权限（如gender）：仅同包类可访问，跨包（包括子类）不可访问；
private成员（如idCard）：仅本类可访问，需通过公共方法（getIdCard()）间接获取。

权限大小：public>protected>友好类（默认权限）>private