Sprawozdanie 1 – Programowanie Obiektowe

------------------------

Automatyka i Robotyka

Gr. 1

1. Kod programu:

brylaSim.java

public

class

brylaSim {

public

static

void

main(String[]

args

) {

//Inicjacja obiektow

punktM

A

=

new

punktM();

punktM

B

=

new

punktM(100);

punktM[]

E

=

new

punktM[11];

for

(

int

i

=0;

i

<=10;

i

++)

//Petla generujaca tablice obiektów

{

E

[

i

]=

new

punktM(10+

i

);

};

A

.setMass(50);

//Komunikaty:

System.

out

.println(

"A to: "

+

A

+

". Masa A wynosi "

+

A

.getMass()+

", a

moment bezwladnosci "

+

A

.moment()+

". B to: "

+

B

+

". Masa B wynosi

"

+

B

.getMass()+

", a moment bezwladnosci "

+

B

.moment());

System.

out

.println(

"Moment bezwladnosci A wgledem osi rownoleglej

o 10 wynosi "

+

A

.momentSteiner(10));

for

(

int

i

=0;

i

<=10;

i

++)

{

System.

out

.println(

"Masa punktu E["

+

i

+

"] wynosi

"

+

E

[

i

].getMass()+

", glowny moment bezwlandosci wynosi "

+

E

[

i

].moment()+

", a

moment bezwladnosci wzgledem osi odległej o 5 wynosi
"

+

E

[

i

].momentSteiner(5)+

". Opis obiektu to: "

+

E

[

i

]);

};

}

}

punktM.java

public

class

punktM {

//pola

private

double

mass

;

//konstruktory

public

punktM (){

mass

=0;};

//konstruktor domyslny

public

punktM (

double

mass

)

//konstruktor zwykly - uniemozliwia nadanie

ujemnej masy

{

if

(

mass

>0)

{

this

.

mass

=

mass

;

}

else

{

this

.

mass

=0;

}

}

//akcesory

public

double

getMass(){

return

mass

;}

//akcesor czytajacy

public

void

setMass(

double

mass

)

//akcesor piszacy - uniemozliwia

nadanie ujemnej masy

{

if

(

mass

>0)

{

this

.

mass

=

mass

;

}

else

{

this

.

mass

=0;

}

}

//metody

public

double

moment(){

return

0;}

//Oblicznie momentu bezwladnosci

public

double

momentSteiner(

float

a

){

return

moment()+

mass

*

a

*

a

;}

//Oblicznie momentu z tw. Steinera

public

String toString(){

return

"Punkt Materialny"

;}

//opis obiektu

}

2. Wynik działania programu:

A to: Punkt Materialny. Masa A wynosi 50.0, a moment bezwladnosci 0.0. B to: Punkt
Materialny. Masa B wynosi 100.0, a moment bezwladnosci 0.0
Moment bezwladnosci A wgledem osi rownoleglej o 10 wynosi 5000.0
Masa punktu E[0] wynosi 10.0, glowny moment bezwlandosci wynosi 0.0, a moment
bezwladnosci wzgledem osi odległej o 5 wynosi 250.0. Opis obiektu to: Punkt Materialny
Masa punktu E[1] wynosi 11.0, glowny moment bezwlandosci wynosi 0.0, a moment
bezwladnosci wzgledem osi odległej o 5 wynosi 275.0. Opis obiektu to: Punkt Materialny
Masa punktu E[2] wynosi 12.0, glowny moment bezwlandosci wynosi 0.0, a moment
bezwladnosci wzgledem osi odległej o 5 wynosi 300.0. Opis obiektu to: Punkt Materialny
Masa punktu E[3] wynosi 13.0, glowny moment bezwlandosci wynosi 0.0, a moment
bezwladnosci wzgledem osi odległej o 5 wynosi 325.0. Opis obiektu to: Punkt Materialny
Masa punktu E[4] wynosi 14.0, glowny moment bezwlandosci wynosi 0.0, a moment
bezwladnosci wzgledem osi odległej o 5 wynosi 350.0. Opis obiektu to: Punkt Materialny
Masa punktu E[5] wynosi 15.0, glowny moment bezwlandosci wynosi 0.0, a moment
bezwladnosci wzgledem osi odległej o 5 wynosi 375.0. Opis obiektu to: Punkt Materialny
Masa punktu E[6] wynosi 16.0, glowny moment bezwlandosci wynosi 0.0, a moment
bezwladnosci wzgledem osi odległej o 5 wynosi 400.0. Opis obiektu to: Punkt Materialny
Masa punktu E[7] wynosi 17.0, glowny moment bezwlandosci wynosi 0.0, a moment
bezwladnosci wzgledem osi odległej o 5 wynosi 425.0. Opis obiektu to: Punkt Materialny
Masa punktu E[8] wynosi 18.0, glowny moment bezwlandosci wynosi 0.0, a moment
bezwladnosci wzgledem osi odległej o 5 wynosi 450.0. Opis obiektu to: Punkt Materialny
Masa punktu E[9] wynosi 19.0, glowny moment bezwlandosci wynosi 0.0, a moment
bezwladnosci wzgledem osi odległej o 5 wynosi 475.0. Opis obiektu to: Punkt Materialny
Masa punktu E[10] wynosi 20.0, glowny moment bezwlandosci wynosi 0.0, a moment
bezwladnosci wzgledem osi odległej o 5 wynosi 500.0. Opis obiektu to: Punkt Materialny

Program wyświetla kolejno: opis obiektu, masę i główny moment bezwładności dla punktu A, a dalej robi to samo
dla punktu B. Później podaje wartość momentu bezwładności punktu A dla osi odległej o 50.
Następnie program pokazuje analogiczny opis dla tablicy E złożonej z 11 punktów materialnych, z których każdy
kolejny ma masę o 1 większą.

3. Odpowiedzi na pytania:

1. W Javie istnieją 4 poziomy dostępu do pól i metod:



public – dostępne dla wszystkich klas



protected – dostępne dla klas w tej samej paczce lub w klasach dziedziczących



domyślny – (używa się go przez niezapisywanie modyfikatora dostępu przy metodzie/klasie) dostępne
tylko dla klas w tej samej paczce



private – dostępne tylko dla klasy, gdzie zostało zdefiniowane pole/metoda

2. Aby chronić wartości pól przez przyjęcie nieodpowiedniej wartości (np. przypisanie zmiennej masa wartości
ujemnej) pola klasy można oznaczyć jako private (z tym poziomem dostępu się wiąże) i umożliwia dostęp do nich
przez funkcje wewnątrz tej klasy – czyli akcesory. Wyróżniamy akcesory piszące (modyfikujące wartość pola) i
czytające (pobierające wartość pola).

3. Konstruktorem nazywamy funkcję, która inicjuje się przy tworzeniu obiektu. Służą np. nadawaniu wartości
polom obiektów przy ich inicjacji. Istnieją konstruktory domyślne, zwykłe i kopiujące.

Konstruktor domyślny nie przyjmuje żadnych argumentów np.

nazwaKlasy() {instrukcje;}

Konstruktor zwykły przyjmuje przynajmniej 1 argument np.

nazwaKlasy(typ argument1, typ argument2,…) {instrukcje;}

Konstruktor kopiujący przyjmuje za argument obiekt tej samej klasy np.

nazwaKlasy(nazwaKlasy Obiekt) {instrukcje;}

4. Metody służą ułatwieniu pisania programów – możemy zastąpić metodą wielokrotne powtarzanie takich samych
linii kodu w programie. Ułatwia to też modyfikację kodu – zamiast poprawiać kod w wielu powtarzających się
miejscach w programie – poprawiamy go w 1 miejscu. Metody możemy podzielić na 4 typy:

Argumentowe zwracające wartość:

typZwracanejWartości nazwaMetody (typArgumentu argument1,…)
{instrukcje;
return wartość;}

Argumentowe bez zwracania wartości:

void nazwaMetody (typArgumentu argument1,…)
{instrukcje;}

Bezargumentowe zwracające wartość:

typZwracanejWartości nazwaMetody ()
{instrukcje;
return wartość;}

Bezargumentowe niezwracające wartości:

void nazwaMetody ()
{instrukcje;}

Wyróżniamy jeszcze metody statyczne i niestatyczne. Metody statyczne, w przeciwieństwie do niestatycznych przy
ich deklaracji zawierają słowo static przed typem zwracanej wartości. Metody statyczne należą do danej klasy i
nie modyfikują obiektów danej klasy, natomiast metod niestatycznych możemy użyć tylko razem z obiektem.
Wywołanie metody niestatycznej:

nazwaObiektu.nazwaMetody(argumenty,…);

Wywołanie metody statycznej:

nazwaKlasy.nazwaMetody(argumenty,…);

4. Program na ocenę bdb:

brylaSim.java

public

class

brylaSim {

public

static

void

main(String[]

args

) {

brylaSztywna

B

=

new

brylaSztywna(3);

//Przypisywanie wartosci punktom

B

.

P

[0].setX(0);

B

.

P

[0].setY(1);

B

.

P

[0].setZ(0);

B

.

P

[0].setMass(1);

B

.

P

[1].setX(1);

B

.

P

[1].setY(0);

B

.

P

[1].setZ(0);

B

.

P

[1].setMass(2);

B

.

P

[2].setX(0);

B

.

P

[2].setY(-9);

B

.

P

[2].setZ(1);

B

.

P

[2].setMass(1);

//Komunikaty

System.

out

.println(

"Srodek masy bryly ma wspolrzedne:

("

+

B

.srodekX()+

";"

+

B

.srodekY()+

";"

+

B

.srodekZ()+

")"

);

System.

out

.println(

"Moment bezwladnosci bryly wzgledem srodka masy

rownolegly do OX wynosi: "

+

B

.momentX()+

", do OY: "

+

B

.momentY()+

", a do OZ:

"

+

B

.momentZ());

}

}

punktM.java

public

class

punktM {

//pola

private

double

mass

;

private

float

x

,

y

,

z

;

//Dodane na potrzeby bryly sztywnej

//konstruktory

public

punktM (){

mass

=0;

x

=0;

y

=0;

z

=0;};

//konstruktor domyslny

public

punktM (

double

mass

)

//konstruktor zwykly - uniemozliwia nadanie

ujemnej masy

{

if

(

mass

>0)

{

this

.

mass

=

mass

;

}

else

{

this

.

mass

=0;

}

}

//akcesory

public

double

getMass(){

return

mass

;}

//akcesor czytajacy

public

void

setMass(

double

mass

)

//akcesor piszacy - uniemozliwia

nadanie ujemnej masy

{

if

(

mass

>0)

{

this

.

mass

=

mass

;

}

else

{

this

.

mass

=0;

}

}

//Modyfikacja i odczyt wspolrzednych

float

getX(){

return

x

;}

float

getY(){

return

y

;}

float

getZ(){

return

z

;}

void

setX(

float

x

){

this

.

x

=

x

;}

void

setY(

float

y

){

this

.

y

=

y

;}

void

setZ(

float

z

){

this

.

z

=

z

;}

//metody

public

double

momentX(){

return

mass

*(

y

*

y

+

z

*

z

);}

//Oblicznie momentu

bezwladnosci wzgledem osi OX

public

double

momentY(){

return

mass

*(

x

*

x

+

z

*

z

);}

//Oblicznie momentu

bezwladnosci wzgledem osi OY

public

double

momentZ(){

return

mass

*(

x

*

x

+

y

*

y

);}

//Oblicznie momentu

bezwladnosci wzgledem osi OZ

public

double

momentSteinerX(

double

a

,

double

b

,

double

c

){

return

mass

*((

y

-

b

)*(

y

-

b

)+(

z

-

c

)*(

z

-

c

));}

//Oblicznie momentu wzgledem osi rownoleglej

do OX

public

double

momentSteinerY(

double

a

,

double

b

,

double

c

){

return

mass

*((

x

-

a

)*(

x

-

a

)+(

z

-

c

)*(

z

-

c

));}

//Oblicznie momentu wzgledem osi rownoleglej

do OY

public

double

momentSteinerZ(

double

a

,

double

b

,

double

c

){

return

mass

*((

x

-

a

)*(

x

+

a

)+(

y

-

b

)*(

y

-

b

));}

//Oblicznie momentu wzgledem osi rownoleglej

do OZ

public

String toString(){

return

"Punkt Materialny"

;}

//opis obiektu

}

brylaSztywna.java

public

class

brylaSztywna {

//Pola

private

int

iloscP

=0;

punktM[]

P

;

//Konstruktory

brylaSztywna (

int

ilosc

)

{

iloscP

=

ilosc

;

P

=

new

punktM[

iloscP

];

for

(

int

i

=0;

i

<

iloscP

;

i

++)

{

P

[

i

]=

new

punktM();

}

}

//Metody

//Wyznaczanie srodka ciezkosci

double

srodekX()

{

double

suma

=0;

double

masa

=0;

for

(

int

i

=0;

i

<

iloscP

;

i

++)

{

suma

+=

P

[

i

].getMass()*

P

[

i

].getX();

masa

+=

P

[

i

].getMass();

}

return

suma

/

masa

;

}

double

srodekY()

{

double

suma

=0;

double

masa

=0;

for

(

int

i

=0;

i

<

iloscP

;

i

++)

{

suma

+=

P

[

i

].getMass()*

P

[

i

].getY();

masa

+=

P

[

i

].getMass();

}

return

suma

/

masa

;

}

double

srodekZ()

{

double

suma

=0;

double

masa

=0;

for

(

int

i

=0;

i

<

iloscP

;

i

++)

{

suma

+=

P

[

i

].getMass()*

P

[

i

].getZ();

masa

+=

P

[

i

].getMass();

}

return

suma

/

masa

;

}

//Obliczanie momentow wzgledem srodka masy

double

momentX()

{

double

moment

=0;

for

(

int

i

=0;

i

<

iloscP

;

i

++)

{

moment

+=

P

[

i

].momentSteinerX(srodekX(),srodekY(),srodekZ());

}

return

moment

;

}

double

momentY()

{

double

moment

=0;

for

(

int

i

=0;

i

<

iloscP

;

i

++)

{

moment

+=

P

[

i

].momentSteinerY(srodekX(),srodekY(),srodekZ());

}

return

moment

;

}

double

momentZ()

{

double

moment

=0;

for

(

int

i

=0;

i

<

iloscP

;

i

++)

{

moment

+=

P

[

i

].momentSteinerZ(srodekX(),srodekY(),srodekZ());

}

return

moment

;

}

}

Wynik działania programu:

Srodek masy bryly ma wspolrzedne: (0.5;-2.0;0.25)
Moment bezwladnosci bryly wzgledem srodka masy rownolegly do OX wynosi:
66.75, do OY: 1.75, a do OZ: 67.0

Program najpierw podaje środek masy bryły o parametrach podanych wewnątrz programu, a następnie oblicza jej
moment bezwładności względem tego środka masy równoległy do osi układu współrzędnych.