王豐緒 銘傳大學資訊工程學系 問題：判斷是否為長方形

問題基本資訊 標題 問題描述 目的 版本：2011/07/27 提示 檢查是否為長方形 給平面上四個點A、B 、C 、D的座標，請問這四個點所形成的四邊形ABCD是否是一個長方形? 目的 讓同學練習物件導向式的思考:如何掌握領域知識（平面向量知識）,並轉換成物件模型與JAVA Code 版本：2011/07/27 提示 請以UML圖型繪製本問題的物件模型 以JAVA實作程式

問題分析：掌握領域知識 給平面上四個點A、B 、C 、D的座標，請問這四個點所形成的四邊形是否是一個長方形? 學習單1：請同學整理相關領域知識 Ａ Ｂ Ｃ Ｄ Ａ Ｂ Ｃ ？ Ａ Ｂ Ｃ Ｄ 向量？ 內積？

物件模型 學習單2：請同學根據問題描述，尋找適當的物件模型 給平面上四個點A、B 、C 、D的座標，請問這四個點所形成的四邊形是否是一個長方形? 名詞 點：Vertex 座標：新類別或者是Vertex的成員 四邊形：四個點所形成 長方形：一種特殊的四邊形 邊：兩點決定一個邊 向量：用來計算角度

使用 繼承 使用 使用 使用 具有 具有 繼承

Vector類別 資料成員 功能成員 X 座標 Y座標 isZero()：檢查是否為零向量 crossProduct(Vector v2)：與另一向量v2的內積 建構元：Vector(x, y)

Vertex類別 資料成員 功能成員 繼承向量類別（因為點也可視為一個向量） setPosition(xx, yy)：更改點的座標為(xx, yy) 建構元：Vertex(x, y)

Side類別 資料成員 功能成員 Vertex v1 : 邊的第 1 點 Vertex v2 : 邊的第 2 點 mutual_Perpendicular(Side s2)：判斷與另一邊s2是否是直角 cvt2Vector()：將邊轉成向量 建構元：Side(vtx1, vtx2)

Quadrangle類別 資料成員 功能成員 Vertex v1 : 四邊形的第 1 點 Vertex v2 : 四邊形的第 2 點 isRectangle()：判斷是否是長方形 建構元：Quadrangle(vtx1 , vtx2 , vtx3, vtx4)

學習單3： JAVA Code

學習任務 請利用BlueJ撰寫本問題的JAVA Code，並且進行測試

Vector類別 public class Vector { protected float x; //x 向量 protected float y; //y 向量 private float epth = 0.00000000001f; 　public Vector() x = 0; y = 0; } public Vector(float xx, float yy) x = xx; y = yy; public boolean isZero() return ((Math.abs(x) < epth) && (Math.abs(y) < epth) ) ; public float crossProduct(Vector v2) return x*v2.x + y*v2.y ;

Vertex類別 public class Vertex extends Vector { public Vertex(float xx, float yy) // initialise instance variables x = xx; y = yy; } public void setPosition(float xx, float yy) // put your code here

Side類別 public class Side { private Vertex v1; private Vertex v2; private float epth=0.00000001f; public Side(Vertex vv1, Vertex vv2) v1 = vv1; v2 = vv2; } public boolean mutual_Perpendicular(Side s2) Vector vec1 = this.cvt2Vector(); Vector vec2 = s2.cvt2Vector(); return !vec1.isZero() && !vec2.isZero() && Math.abs(vec1.crossProduct(vec2)) < epth; public Vector cvt2Vector() Vector vec = new Vector(v2.x - v1.x, v2.y - v1.y); return vec;

Quadrangle類別 public class Quadrangle { private Vertex v1; private Vertex v2; private Vertex v3; private Vertex v4; public Quadrangle() v1 = new Vertex(0,0); v2 = new Vertex(0,0); v3 = new Vertex(0,0); v4 = new Vertex(0,0);; } public Quadrangle(Vertex vv1,Vertex vv2,Vertex vv3,Vertex vv4) v1 = vv1; v2 = vv2; v3 = vv3; v4 = vv4; public boolean isRectangle() Side s1 = new Side(v1,v2); Side s2 = new Side(v2,v3); Side s3 = new Side(v3,v4); Side s4 = new Side(v4,v1); return s1.mutual_Perpendicular(s2) && s2.mutual_Perpendicular(s3) && s3.mutual_Perpendicular(s4) && s4.mutual_Perpendicular(s1) ;

反思(1/3) 學習單4：請同學進行學習反思，你從此問題學到什麼？ 本次練習，你覺得物件之間具有哪些關係？ 繼承 使用 具有 本次練習，你覺得物件模型的建立有哪些策略？ 從名詞找類別 根據領域知識定義類別與資料成員 根據領域知識定義類別之間的關係

反思(2/3) 請同學進行學習反思，你從此問題學到什麼？ 本次練習，你覺得JAVA有哪些特性可以支援物件導向程式設計？ 繼承可以實作繼承的物件關係 資料成員的”保護”存取性(protected)允許資料成員在繼承物件中的使用 物件式成員，可以實現”具有”的物件關係 建構元用以產生物件 以物件作為參數，可以實現”使用”的物件關係

反思(3/3) 請同學進行學習反思，你從此問題學到什麼？ 本次練習，你覺得物件導向程式有哪些不錯的測試策略與技巧？ 善用BlueJ的圖型化測試介面 本次練習，你覺得物件導向設計具有哪些優點？（以本問題為例，舉例具體說明） 更清晰的問題模式與自然的計算邏輯 重複使用度高，降低程式複雜度 容易測試與維護

延伸學習 請同學列舉其它與本問題相關的學習 請同學就本次學習的結果，設計測驗題目 座標應該作為一個獨立的類別，還是類別的屬性？ JAVA指令 this 在本問題的應用? JAVA 預設建構元的特性為何? 請同學就本次學習的結果，設計測驗題目

座標應該作為一個獨立的類別，還是類別的屬性？ 以本問題的需求而言，設計成類別屬性即可 但是，若要考慮問題的通則化，例如，在3D的情況下，去考慮類似的問題，則最好作為獨立的類別

JAVA指令 this 在本問題的應用? public class Vector { protected float x; //x 向量 protected float y; //y 向量 public Vector(float xx, float yy) x = xx; y = yy; } public Vector(float x, float y) { this.x = x; this.y = y; }

JAVA 預設建構元的特性為何? 預設性建構元（無參數者）的系統行為 當類別沒有定義建構元時，系統的預設行為會被啟動 使用不作任何事的預設建構元 當類別有定義建構元時，系統的預設行為會被取消 此時，若沒有定義預設建構元，類別就沒有預設建構元 若繼承類別中，有定義建構元，則被繼承類別一定要能找到預設建構元（不論是自訂或者預設） 因為預設建構元的第一行會呼叫super()，也就是執行父類別的預設建構元