Java 程式設計(二)  ：第八章 方法與方法庫產生  上一頁    下一頁

 

8-3 類別方法

內容：

  • 8-3-1 類別方法宣告與引用

  • 8-3-2 範例研討：製作日期計算工具

  • 8-3-3 自我挑戰：預估葡萄成長採收日期

8-3-1 類別方法宣告與引用

類別可不經由 new 產生物件，類別內的方法成員可被直接引用，則稱為類別方法；宣告時只要在方法前面加入 static 關鍵字即可。某一類別程式呼叫其他類別方法時，兩類別實體（class 檔案）必須儲存於同一目錄下；宣告與引用語法如下：

宣告語法：

範例：

class class_name {

static return_type method_name() {

method_body;

}

…..

}

// 引用類別方法

class_name.method_name();

class mathFun {

static int  Add( intx, int y) {

…..

}

…..

}

// 引用類別方法

mathFun.Add();

如同一般類別的宣告語法，可以將類別宣告成私有性（private class）或公有性（public class），也可將方法成員宣告成私有性（private static）或公有性（public static） 。

8-3-2 範例研討：製作日期計算工具

（A）程式功能：Ex8_2.java、dateTool.java

 許多系統都可能遇到日期計算問題，造成程式設計師困擾。因此，軟體公司裡期望建立相關日期計算工具，爾後所有工程師直接引用即可。該公司對日期計算規劃有下列工具：

(1) dataAfter()：指定某一日期（年、月、日），再給予幾個天數之後的日期，應該是何日期。呼叫方法時，給予指定某一特定日期，與之後的天數。執行方法後回覆相對日期的年、月、日之日期。

(2) dataBefore()：指定某一日期，再給予該日期之前的天數，則計算出相對應的日期。呼叫此方法時，給予指定特定日期（年、月、日），與之前的天數。執行後回覆相對應的年、月、日。

(3) dataInterval()：指定兩個日期（年、月、日），則計算出兩日期之間的天數。呼叫此方法時，給予兩個日期，執行後回覆之間的天數。

期望操作及測試結果如下：

G:\Examples\chap11\EX8_2>java Ex8_2

設定目前日期(年/月/日) =>2004/3/12

 

目前是 2004 年 3 月 12 日

請輸入之前的天數 (日) =>100

之前是 2003 年 12 月 2 日

 

目前是 2003 年 12 月 2 日

請輸入之後的天數 (日) =>100

之後是 2004 年 3 月 12 日

 

目前是 2004 年 3 月 12 日

後面的第二個日期 (年/月/日) =>2005/4/6

兩點日期相差 390 天

（B）製作技巧研討：

研發計算日前之前，需制定一個通用型的日期物件（Date），應包含有：年（year）、月（month）與（day）等三個變數成員。另外，每個月的天數並不相同，需要利用一個陣列（Months[]）來表示每個月最高天數。還有一個重點，如欲利用數值的加減運算子，製作日期計算工具是非常困難的，採用計數累加方法，可能較為容易達成。製作技巧說明如下：

(1) 之後天數的日期（dateAfter()）：輸入第一點日期，與該日前之後的天數（value），計算並輸出第二點日期。製作方法是以第一點日期作基礎，由『日』（day）開始累計加一，當他超過該月最高天數（Months[]）後，『月』（month）則累計加一，又如果『月』超過 12 時，則『年』累計加一；如此一個循環則輸入天數（value）減一，一直到該數值為 0。最後得到的日期即是第二點日期。

(2) 之前天數的日期（dateBefore()）：輸入第一點日期，與該日前之前的天數（value），計算並輸出第二點日期。方法是以第一點日期作基礎，由『日』開始累計減一，當它等於零，則『月』數累計減一，並將『日』設定為該月最高日數；如果『月』減一後等於 0，則『年』減一，亦將『月』設定為 12；如此一個循環則輸入天數（value）減一，依此類推，一直到輸入數值為 0。

(3) 兩日期之間天數（dateInterval()）：與 dataAfter() 相似，由第一個日期開始累計，每次 value 數值累計加一。一直到第一個日期與第二個日期相同，最後 value 的數值即是兩日期之間的天數。

日期計算工具大多僅簡單的輸入與輸出運算，極少牽涉到共享資料的處理，製作成靜態類別方法即可。因此我們將宣告日期物件（Date）與日期工具（dateTool()）兩類別規劃於 dateTool.java 檔案內，編譯後（javac）將產生 Data.class 與 dateTool.class 兩類別檔案，其中 dateTool.class 包含三個類別方法。另一方面，也製作了一個主程式（Ex8_2.java）測試這三個類別方法是否正確。

（C）程式範例：dateTool.java

吾人利用 dateTool.java 檔案規劃 Date 與 dateTool 兩類別。Date 類別可宣告產生儲存日期的物件（年、月、日）。dateTool 類別包含 4 個靜態方法成員與 1 個變數成員，分別說明如下：（如圖 8-4 所示）

(a) Date 類別：規劃日期物件的儲存格式，包含年（year）、月（month）與日（day）等變數成員。

(b) Month[] 類別變數：儲存每年 12 個月，每月的日數（12 個元素）。

(c) getDate() 方法：將日期字串（年/月/日）轉換成日期物件格式（年、月、日）。

(d) dateBefore() 方法：計算某一指定日期，相對應之前的天數量，應該是何日前（年、月、日）。

(e) dateAfere() 方法：計算某一指定日期，相對應之後的天數量，應該是何日前（年、月、日）。

(f) dateInterval()：計算兩日期之間的天數量。

圖 8-4 Date 與 dateTool 類別的功能

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//dateTool.java

 

import java.util.*;

 

/* 日期類別, 產生日期物件的格式 */

class Date {            

     int year;

     int month;

     int day;

}

 

/* 時間工具類別, 包含 4 個方法 (計算器) */

class dateTool {

    /* 每月的天數 */

    static int Months[] = {31, 28, 31, 30, 31, 30,

                     31, 31, 30, 31, 30, 31};

 

    /* 轉換字串成為日期物件格式 */

    static Date getDate(String date_S){

        Date date = new Date();

        Scanner s = new Scanner(date_S).useDelimiter(“/”);

        date.year = s.nextInt();

        date.month = s.nextInt();

        date.day = s.nextInt();

        return date;

    }

 

    /* 之後天數的日期計算器 */

    static Date dateAfter(Date now, int value) {

        int k;

        while(value >0) {

           now.day = now.day + 1;

           if(now.day > Months[now.month-1]) {

                 now.day = 1;

                 now.month = now.month + 1;

                 if (now.month > 12) {

                     now.month = 1;

                     now.year = now.year + 1;

                 }

           }

           value = value – 1;

        }

        return now;

    }

             

    /* 之前天數的日期計算器 */

    static Date dateBefore(Date now, int value) {

        while(value > 0) {

            now.day = now.day – 1;

            if (now.day < 1) {

                now.month = now.month – 1;

                if (now.month < 1) {

                    now.month = 12;

                    now.year = now.year –1;

                }

                now.day = Months[now.month-1];

            }

            value = value – 1;

        }

        return now;

    }    

 

    /* 計算兩個日期之間天數的計算器 */

    static int dateInterval(Date start, Date end) {

        int number=0;

        while(!((end.year == start.year)&&

                (end.month == start.month)&&

                (end.day == start.day))) {

             start.day = start.day +1;

             if (start.day > Months[start.month-1]) {

                   start.month = start.month + 1;

                   start.day = 1;

                   if (start.month >12) {

                       start.year = start.year +1;

                       start.month = 1;

                   }

             }

             number = number + 1;

        }

        return number;

    }

}

程式重點說明：

(1) 第 6~10 行：『class Date { …}』。宣告日期類別。產生日期物件的格式。

(2) 第 13~84 行：『class dateTool { …}』。宣告日期工具類別。

(3) 第 15~16 行：『static int Months[] = { …}』。每月最高日期陣列。

（D）程式範例：Ex8_2.java

完成時間計算工具製作之後，吾人編寫 Ex8_2.java 程式來驗證工具是否運作正常。又 dateTool 工具內的方法皆被宣告成靜態方法，可不經由產生物件，即可直接引用執行，如圖 8-4 所示。

圖 8- 5 Date 物件產生與 dateTool 的類別方法

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//Ex8_2.java

 

/* dateTool.class, Date.class 需儲存於相同目錄下 */

import java.io.*;

import java.util.*;

public class Ex8_2 {

    public static void main(String args[]) throws IOException {

         BufferedReader keyin = new BufferedReader(new

                                    InputStreamReader(System.in));

 

         Date now = new Date();            // 儲存當時日期

         Date date_T = new Date();         // 日期暫存變數

         Date date_B = new Date();         // 日期暫存變數

         String date_S;                    // 讀入日期字串

         int value;

 

         /* 設定目前日期 */

         System.out.printf("設定目前日期(年/月/日) =>");

         date_S = keyin.readLine();

         now = dateTool.getDate(date_S);

 

         /* 測試某日前之前天數的日期 */

         System.out.printf("\n目前是 %d 年 %d 月 %d 日\n",

                                  now.year, now.month, now.day);

         System.out.printf("請輸入之前的天數 (日) =>");

         value = Integer.parseInt(keyin.readLine());

         date_B = dateTool.dateBefore(now, value);

         System.out.printf("之前是 %d 年 %d 月 %d 日\n",

                            date_B.year, date_B.month, date_B.day);

 

         /* 測試某日前之後天數的日期 */

         System.out.printf("\n目前是 %d 年 %d 月 %d 日\n",

                                  now.year, now.month, now.day);

         System.out.printf("請輸入之後的天數 (日) =>");

         value = Integer.parseInt(keyin.readLine());

         date_B = dateTool.dateAfter(now, value);

         System.out.printf("之後是 %d 年 %d 月 %d 日\n",

                            date_B.year, date_B.month, date_B.day);

 

         /* 測試計算兩日前之間的天數 */

         System.out.printf("\n目前是 %d 年 %d 月 %d 日\n",

                                  now.year, now.month, now.day);

         System.out.printf("後面的第二個日期 (年/月/日) =>");

         date_S = keyin.readLine();

         date_T = dateTool.getDate(date_S);

         value = dateTool.dateInterval(now, date_T);

         System.out.printf("兩點日期相差 %d 天\n", value);

     }

}

8-3-3 自我挑戰：預估葡萄成長採收日期

（A）程式功能：PM8_2.java

南投縣信義鄉種植葡萄的生長情況大致上是這樣，葡萄收成後農夫會將所有綠葉剪光，此時讓葡萄樹休養，等到希望葡萄開始成長時，再將成長激素擦拭於藤枝的某些地方，新芽將由擦拭藥水的地方開始成長。由擦拭成長激素日開始計算，其他工作週期如下：

(a) 7 天後會發新芽。

(b) 30 天後會長出花苞；

(c) 之後每隔 10 天必須噴農藥一次，連續 5 次；

(d) 同時，每隔 20 天必須下普通有機肥料一次，連續 3 次；離最後加肥 40 天，必須加高蛋白有機肥料一次。

(e) 最後噴農藥後，隔 20 天需葡萄果實需套裝紙袋。

(f) 從擦拭成長激素到收割葡萄，大約需要 200 天。

農民除了需要依照整個成長過程施肥與噴灑農藥外，也需時常觀察葡萄藤與樹葉的變化，是否『落菌』感染，如發現有被感染必須立即再噴灑消除藥水，絕對不可延遲到隔日，否則就前功盡棄。種植葡萄並不容易，整個成長過程中有稍微瑕疵的話，輕者品質不良，收成當然不好；重者整片葡萄園全部作廢，血本無歸。當然農民也希望辛苦可以得到代價，葡萄可以賣到好價錢。但葡萄要賣到好價錢，除了需要細心照顧外，也要仰賴上天不要有天然災害（雨水過量、寒流、下冰砲、颱風...等），更重要的是採收日期是否剛好合時，譬如：採收當時其他水果產量不豐，或葡萄成長時期天然災害少果實賣像好，就更容易賣到好價錢。由此可見，選定何時可以採收葡萄是很重要的。掌握了這些因素之外，信義鄉梁姓與黃姓兩位年輕農民，便組織了一個葡萄產銷班，期望班友之間採收期錯開。因此，建立一個教導同班農民種植葡萄的教學網站，農民只要輸入預期何時採收葡萄，系統會告知何時擦拭成長激素的，也會一序列告知農民需要從事哪些工作的日期，也隨時提醒農民應該預備哪些工作。所有班友依照此系統種植葡萄，如成長過程與系統不符，則可能種植過程有瑕疵，或系統評估不正確。因此該產銷班必須定期開會，農民將種植心得提出意見，再來修飾系統。請您幫他們製作一個雛型系統，期望操作介面如下：（數據並非確實，僅作教學參考）

G:\Examples\chap11\PM8_2>java PM8_2

== 信義鄉葡萄第 # 產銷班 種植施工預估系統 ==

=>本系統評估成長及種植過程僅供農友參考 <=

=>系統有不妥或有新種植技術請與班長聯繫 <=

請輸入預定採收日期 (國曆 年/月/日) =>2008/9/15

 

預計採收日期 2008 年 9 月 15 日種植工程序列如下:

 

預估自擦拭成長激素後 200 天可採收

擦拭日期是 2008 年 2 月 27 日

 

發芽日期是 2008 年 3 月 6 日

 

開花日期是 2008 年 4 月 5 日

 

== 開花後噴灑農藥日期 ==

第 1 次是 2008 年 4 月 15 日

第 2 次是 2008 年 4 月 30 日

第 3 次是 2008 年 5 月 15 日

第 4 次是 2008 年 6 月 4 日

第 5 次是 2008 年 6 月 24 日

 

== 發芽後施放有機肥料日期 ==

第 1 次是 2008 年 4 月 10 日

第 2 次是 2008 年 4 月 30 日

第 3 次是 2008 年 5 月 20 日

最後一次是高蛋白有機肥料, 請到班長處索取配方

 

套裝紙袋日期是 2008 年 5 月 25 日

== 列印完畢,  歡迎再度使用 ==

（B）製作技巧提示：

引用 Ex8_2 範例的日期工具（dateTool），製作本系統就非常簡單了，只要將 dataTool.java 檔案複製到目前目錄下，再重新編譯即可。除了日期工具外，吾人以虛擬碼提示部份程式要點，如下：

/* dateTool.class, Date.class 需儲存於相同目錄下 */

         /* 預估相關成長與施工週期 */

         final int totalDays = 200;               // 所需成長時間 (天)

         final int bornLeaf = 7;                 // 發芽時間

         final int bornFlower= 30;               // 開出花苞時間

         final int dust[] = {10, 15, 15, 20, 20};     // 花苞後噴灑農藥週期

         final int organic[] = {5, 20, 20};         // 發芽後有機肥料週期

         final int bagging = 50;                 // 開出發苞後需套裝紙袋天數

         /* 宣告所需物件與變數 */

         Date cropDate = new Date();           // 收成日期

         Date startDate = new Date();          // 擦拭成長激素日期

         Date leafDate = new Date();           // 發芽日期

         Date bornDate = new Date();           // 開出花苞日期

         Date tempDate = new Date();           // 日期暫存器

         String date_S;                        // 讀入日期字串

         int value;

         ………

         System.out.printf("請輸入預定採收日期 (國曆 年/月/日) =>");

         date_S = keyin.readLine();

         cropDate = dateTool.getDate(date_S);     // 類別方法引用

         列印預計採收日期;

         /* 計算擦拭成長激素日期 */

         startDate = dateTool.dateBefore(cropDate, totalDays);  // 類別方法引用

         列印擦拭成長激素日期;

         /* 計算發芽日期 */

         leafDate = dateTool.dateAfter(startDate, bornLeaf);    // 類別方法引用

         列印發芽日期;

         /* 計算開花日期 */

         bornDate = dateTool.dateAfter(startDate, bornFlower);  // 類別方法引用

         列印開花日期;

        /* 計算噴灑農藥日期 */

        tempDate.year = bornDate.year;

        tempDate.month = bornDate.month;

        tempDate.day = bornDate.day;

        for(int i=0; i<dust.length; i++) {

            tempDate = dateTool.dateAfter(tempDate, dust[i]);  // 類別方法引用

            列印噴灑農藥日期;

        }

          …….

……..

 

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