Лабораторная работа №2: Объектно-ориентированное программирование в Java

Содержание

1. Структура проекта
2. Как работает основной код в Main
3. Класс Time
4. Класс House
5. Классы Department и Employee
6. Класс Gun
7. Вспомогательные классы

Структура проекта

Проект состоит из следующих классов:

• Main - главный класс с точкой входа программы
• Time - класс для представления времени суток
• House - класс для представления дома с этажами
• Gun - класс для представления пистолета с патронами
• UserInput - класс для обработки пользовательского ввода
• Check - класс с вспомогательными методами проверки
• Пакет Departament содержащий:
  • Department - класс для представления отдела
  • Employee - класс для представления сотрудника

Как работает основной код в Main

do{
    if(choice == 2){
        choiceTask = input.inputChoiceInt(1,4, "тему:\n1. Время\n2. Дом\n3. Отделы и сотрудники\n4. Пистолет");
    }

    switch (choiceTask) {
        case 1: // Работа с Time
        case 2: // Работа с House  
        case 3: // Работа с Department и Employee
        case 4: // Работа с Gun
    }
    
    System.out.println("Повторить?\n1. Да\n2. К выбору задания\n3. Выход");
    choice = input.inputDiaposonInt(1, 3, "вариант");
    if(choice == 3){
        exit = true;
    }
} while (!exit);

Логика работы основного цикла:

• Переменная choiceTask отвечает за выбор темы для демонстрации
• Переменная choice управляет поведением после выполнения задания:
  • 1 - повторить текущее задание
  • 2 - вернуться к выбору темы
  • 3 - выход из программы
• Цикл do-while обеспечивает непрерывную работу программы до явного выхода пользователем

Класс Time

Назначение:

Класс представляет время суток в 24-часовом формате, храня количество секунд, прошедших с начала суток.

Конструкторы:

• Time() - создает время 00:00:00
• Time(int totalSeconds) - создает время из заданного количества секунд
• Time(Time time) - конструктор копирования

Свойства:

• getTotalSeconds() - возвращает общее количество секунд
• setTotalSeconds(int totalSeconds) - устанавливает время, проверяя корректность данных

Логика работы toString():

@Override
public String toString() {
    return String.format("%d:%02d:%02d", totalSeconds % 86400 / 3600, 
                         totalSeconds % 3600 / 60, totalSeconds % 60);
}

Используется статистический метод класса String - format

Форматирование времени:

• totalSeconds % 86400 / 3600 - вычисляет часы (остаток от деления на секунды в сутках)
• totalSeconds % 3600 / 60 - вычисляет минуты
• totalSeconds % 60 - вычисляет секунды
• Формат %02d 0 - флаг обеспечивающий вывод с ведущими нулями, 2 - кол-во ячеек, d - число.

Класс House

Назначение:

Класс представляет дом с определенным количеством этажей. Реализован как объект с 1 полем, неизменяемым после создания.

Конструкторы:

• House(int floor) - создает дом с указанным количеством этажей
• House(House house) - конструктор копирования

Особенности реализации:

• Поле floor объявлено как final - нельзя изменить после создания
• Валидация в конструкторе: этажи должны быть в диапазоне 0-164
• Автоматическое определение правильного окончания для слова "этаж"

Логика работы:

@Override
public String toString() {
    if (floor % 100 >= 11 && floor % 100 <= 14) {
        return String.format("Дом с %d %s", floor, "этажами");
    }
    if(floor % 10 == 1){
        return String.format("Дом с %d %s", floor, "этажом");
    }
    return String.format("Дом с %d %s", floor, "этажами");
}

Определение падежа:

• Для чисел, оканчивающихся на 1 (кроме 11) - "этажом"
• Для чисел 11-14 - "этажами"
• Для остальных случаев - "этажами"

Классы Department и Employee

Архитектурное решение - использование пакета:

Классы Department и Employee были вынесены в отдельный пакет Departament по следующим причинам:

1. Логическая группировка - эти классы тесно связаны и представляют единую логику
2. Инкапсуляция - пакет позволяет контролировать видимость методов
3. Предотвращение циклических зависимостей - четкое разделение ответственности

Класс Employee

Назначение:

Представляет сотрудника с именем и связью с отделом.

Конструкторы:

• Employee() - сотрудник без имени и отдела
• Employee(String name) - сотрудник с именем без отдела
• Employee(String name, Department department) - сотрудник с именем и отделом
• Employee(Employee copyEmployee) - конструктор глубокого копирования

Во всех конструкторах классов делается проверка на исключения. Либо напрямую в конструкторе, либо через методы set[имя какого-либо поля], которые также обрабатывают исключения.

Свойства с особыми областями видимости:

// Public методы - доступны извне пакета
public String getName() { return new String(name); }
public Department getDepartment() { 
    if (this.department == null) return null;
    return new Department(department); // Возвращает копию
}

// Package-private методы - доступны только внутри пакета
Department getRefDepartment() { return this.department; }
void setDepartment(Department department) { 
    this.department = department; 
}

Обоснование различных областей видимости:

• getRefDepartment() и setDepartment() с package-private видимостью предотвращают несанкционированное изменение связей извне пакета
• getDepartment() возвращает копию отдела для обеспечения инкапсуляции
• Перегрузка конструкторов повзоляют различные сценарии создания сотрудника

Логика toString():

@Override
public String toString() {
    if (this.department == null) { // находится ли сотрудник в каком либо отделе
        ...
        return String.format("%s не находится ни в одном из отделов", this.getName());
    }
    if (this.department.getRefBoss() == this) { // если является боссом
        ...
        return String.format("%s начальник отдела %s", this.getName(), depName);
    }
    ///
    // формирование String depName и String bossName
    ///
    return String.format("%s работает в отделе %s, начальник которого %s",
                this.getName(), depName, bossName);
}

Класс Department

Назначение:

Представляет отдел с названием, начальником и списком сотрудников.

Конструкторы:

• Department() - отдел без названия
• Department(String name) - отдел с названием
• Department(String name, Employee boss) - отдел с названием и начальником
• Department(String name, Employee boss, ArrayList<Employee> employees) - полная инициализация
• Department(Department department) - конструктор глубокого копирования

Стандартное создание:

Без названия и начальника:

Без названия, начальника и сотрудника:

Ключевые методы:

Управление сотрудниками:

public void addEmployee(Employee employee) {
    if(employee != null && !this.employees.contains(employee)){
        // Удаляем сотрудника из предыдущего отдела
        if(employee.getRefDepartment() != null && employee.getRefDepartment() != this){
            employee.getRefDepartment().removeEmployee(employee);
        }
        this.employees.add(employee);
        employee.setDepartment(this); // Используем package-private метод из класса Employee
    }
}

public void removeEmployee(Employee employee) {
    if(employee != null && this.employees.contains(employee)){
        this.employees.remove(employee);
        if (employee == this.boss){
            this.boss = null; // Сброс начальника при удалении
        }
        employee.setDepartment(null);
    }
}

Добавление и удаление сотрудника из отдела происходит именно с помощью этих методов. Нельзя использовать setDepartament у объекта класса Employee.

Методы с особыми областями видимости:

// Public методы
public Employee getBoss() { 
    if(boss == null) return null;
    return new Employee(boss); // Возвращает копию
}

// Package-private метод
Employee getRefBoss() { return this.boss; }

Обоснование:

• getRefBoss() позволяет работать с оригинальным объектом внутри пакета для эффективности
• getBoss() возвращает копию для защиты от внешних изменений

Логика toString():

@Override
public String toString() {
    String result = "Отдел\n==" + name + "==\n";
    
    if (boss != null) {
        result += "Начальник: " + boss.getName() + "\n";
    } else {
        result += "Начальник пока не назначен\n";
    }
    
    result += "Сотрудники:\n";
    // Вывод списка сотрудников (исключая начальника)
    // ...
    
    return result;
}

Вся информация по отделу формируется в String объект result.

Класс Gun

Назначение:

Класс представляет пистолет с ограниченным количеством патронов.

Конструкторы:

• Gun() - пистолет с 5 патронами по умолчанию
• Gun(int ammo) - пистолет с указанным количеством патронов
• Gun(Gun copyGun) - конструктор копирования

Методы:

public void shot(){ // стрельба
    if(this.ammo > 0){
        System.out.println("БАХ!");
        this.ammo--;
    } else {
        System.out.println("Клац...");
    }
}

public void reload(){ // перезарядка (по заданию не предусматривалось)
    System.out.println("ПЕРЕЗАРЯДКА!!!");
    this.ammo = 12; // Максимальная емкость
}

Вспомогательные классы

Класс Check

Содержит методы валидации:

• isInteger(String str) - проверка целого числа
• Positive(int num) - проверка неотрицательности

Класс UserInput

Обеспечивает безопасный ввод данных с консоли:

• inputInt(), inputPositiveInt() - ввод чисел
• inputDiaposonInt() - ввод числа в диапазоне
• inputChoiceInt() - ввод выбора из меню
• inputString() - ввод строки