Java面向對象實戰：Shape抽象類與矩形/圓形多態計算面積周長

題目需求

設計抽象類Shape，包含抽象方法area()和perimeter()。子類Rect(矩形)和Circle(圓形)實現具體計算邏輯，主程序演示多態調用。

標準實現代碼

public class ShapeTest {
    // 內部類演示，實際項目建議獨立文件
    abstract static class Shape {
        public abstract double area();
        public abstract double perimeter();
    }

    static class Rect extends Shape {
        private final double width, length;
        public Rect(double w, double l) { this.width = w; this.length = l; }
        @Override public double area() { return width * length; }
        @Override public double perimeter() { return 2 * (width + length); }
    }

    static class Circle extends Shape {
        private final double r;
        public Circle(double r) { this.r = r; }
        @Override public double area() { return Math.PI * r * r; }
        @Override public double perimeter() { return 2 * Math.PI * r; }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Shape rect = new Rect(2, 3);
        System.out.println("矩形周長：" + rect.perimeter()); // 10.0
        System.out.println("矩形面積：" + rect.area());     // 6.0

        Shape circle = new Circle(1); // 單位圓
        System.out.println("圓形周長：" + circle.perimeter()); // 6.283...
        System.out.println("圓形面積：" + circle.area());     // 3.141...
    }
}

核心知識點解析

1. 抽象類 vs 接口： 有共同狀態(字段)用抽象類，純行為規範用接口
2. 多態本質： 父類引用指向子類對象，調用重寫方法執行子類邏輯
3. final字段： 構造器初始化後不可變，保證不可變性
4. Math.PI： 雙精度π常量，比手寫3.14精確

進階擴展練習

• 新增Triangle類，構造器驗證三角形不等式
• 引入Comparable<Shape>按面積排序
• 使用Stream API批量計算總面積：shapes.stream().mapToDouble(Shape::area).sum()