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图形面积计算器重构实验报告
一、实验目的
1. 掌握抽象类与继承的用法，实现代码复用与统一接口。
2. 理解多态性，通过统一方法处理不同类型的图形对象。
3. 体会面向对象设计中的“组合 vs 继承”原则，并能结合实际场景进行分析。
4. 熟悉使用 Trae AI 辅助编程工具进行代码编写与调试。
二、实验环境
开发工具：Trae，利用其智能补全、代码生成与调试功能完成实验
JDK 版本：11+
三、实验内容与步骤
1. 设计抽象类 Shape
定义抽象方法 getArea()，作为所有图形的公共行为规范。
2. 实现三个具体图形类
分别创建 `Circle`、`Rectangle`、`Triangle` 类继承 `Shape`，并各自实现面积计算。
3. 编写工具类 `ShapeUtil`
提供静态方法 `printArea(Shape shape)`，利用多态打印任意图形的面积。
4. 编写测试类 `Demo`
创建不同图形对象，调用 `printArea` 验证结果。
5. 绘制类图
使用 Mermaid 描述类间关系，展示继承与依赖。
6. 记录 AI 使用情况
说明在 Trae 中如何借助 AI 完成代码、类图和报告的辅助生成。
四、核心代码与类图
1. 代码实现
```java
// Shape.java
public abstract class Shape {
public abstract double getArea();
}
// Circle.java
public class Circle extends Shape {
private double radius;
public Circle(double radius) { this.radius = radius; }
@Override
public double getArea() { return Math.PI * radius * radius; }
}
// Rectangle.java
public class Rectangle extends Shape {
private double length, width;
public Rectangle(double length, double width) {
this.length = length;
this.width = width;
}
@Override
public double getArea() { return length * width; }
}
// Triangle.java
public class Triangle extends Shape {
private double base, height;
public Triangle(double base, double height) {
this.base = base;
this.height = height;
}
@Override
public double getArea() { return 0.5 * base * height; }
}
// ShapeUtil.java
public class ShapeUtil {
public static void printArea(Shape shape) {
System.out.printf("图形面积：%.2f\n", shape.getArea());
}
}
// Demo.java
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
Shape circle = new Circle(5.0);
Shape rectangle = new Rectangle(4.0, 6.0);
Shape triangle = new Triangle(3.0, 4.0);
ShapeUtil.printArea(circle);
ShapeUtil.printArea(rectangle);
ShapeUtil.printArea(triangle);
}
}
```
2. 类图（Mermaid）
```mermaid
classDiagram
class Shape {
<<abstract>>
+getArea() double*
}
class Circle {
-radius : double
+Circle(double)
+getArea() double
}
class Rectangle {
-length : double
-width : double
+Rectangle(double, double)
+getArea() double
}
class Triangle {
-base : double
-height : double
+Triangle(double, double)
+getArea() double
}
class ShapeUtil {
+printArea(Shape) void
}
Shape <|-- Circle
Shape <|-- Rectangle
Shape <|-- Triangle
ShapeUtil --> Shape : uses
```
五、运行结果
六、AI 使用情况记录
本次实验在 Trae 环境中完成，AI 辅助主要体现在：
代码纠错调整
类图绘制：将代码粘贴后，AI 自动生成了 Mermaid 类图描述，并指导如何在 Trae 中预览。
报告整理：AI 根据实验内容生成报告初稿，并协助调整格式与语言。
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3 weeks ago |
