案例坐标系中的点

40 阅读3分钟

(一)案例背景

你正在设计一个二维游戏的界面,需要用很多的点来表示游戏中的角色。

设计一个Point类,其x和y可以通过构造器提供。

它有几个方法:

1. 方法1: 计算自己在哪个象限。 whereAmI():String

2. 方法2: 计算和坐标原点的距离。getDist():Double

3. 方法3: 计算与另一个点的距离。fromPoint(other:Point):Double

4. 方法4: 重写equals 判断是否是同一个点(x和y都相等就是同一个点)。

5. 方法5: 重写toString,更友好的输出点的信息。

再设计一个子类LabelPoint它来继承Point类,其构造器接收一个标签值和x,y坐标。

例如: New LabelPoint("black",1,2)

以下使用 Scala 实现Point类及其子类LabelPoint,满足案例中的所有需求:

1. Point 类实现

scala

class Point(val x: Double, val y: Double) {

  // 方法1:计算所在象限
  def whereAmI(): String = {
    (x, y) match {
      case (0, 0) => "原点"
      case (_, 0) => "x轴上"
      case (0, _) => "y轴上"
      case (x, y) if x > 0 && y > 0 => "第一象限"
      case (x, y) if x < 0 && y > 0 => "第二象限"
      case (x, y) if x < 0 && y < 0 => "第三象限"
      case (x, y) if x > 0 && y < 0 => "第四象限"
    }
  }

  // 方法2:计算与原点的距离
  def getDist(): Double = {
    math.sqrt(x * x + y * y)
  }

  // 方法3:计算与另一个点的距离
  def fromPoint(other: Point): Double = {
    val dx = this.x - other.x
    val dy = this.y - other.y
    math.sqrt(dx * dx + dy * dy)
  }

  // 方法4:重写equals判断是否为同一点
  override def equals(obj: Any): Boolean = obj match {
    case that: Point => this.x == that.x && this.y == that.y
    case _ => false
  }

  // 方法5:重写toString输出友好信息
  override def toString: String = s"Point($x, $y)"
}

2. LabelPoint 子类实现(继承 Point)

scala

class LabelPoint(val label: String, x: Double, y: Double) extends Point(x, y) {
  // 继承父类的所有方法,额外增加label属性
  
  // 重写toString,包含标签信息
  override def toString: String = s"LabelPoint($label, $x, $y)"
}

3. 功能测试示例

scala

object PointTest extends App {
  // 测试Point类
  val p1 = new Point(3, 4)
  println(p1.whereAmI())       // 输出:第一象限
  println(p1.getDist())        // 输出:5.0(3-4-5直角三角形)
  
  val p2 = new Point(0, 0)
  println(p2.whereAmI())       // 输出:原点
  println(p1.fromPoint(p2))    // 输出:5.0(与原点距离相同)
  
  val p3 = new Point(3, 4)
  println(p1 == p3)            // 输出:true(equals重写生效)
  println(p1)                  // 输出:Point(3.0, 4.0)(toString重写生效)

  // 测试LabelPoint子类
  val lp = new LabelPoint("black", 1, 2)
  println(lp.whereAmI())       // 输出:第一象限(继承父类方法)
  println(lp.fromPoint(p1))    // 输出:2.828...((3-1,4-2)的距离)
  println(lp)                  // 输出:LabelPoint(black, 1.0, 2.0)
}

关键说明

  1. 继承关系LabelPoint通过extends Point(x, y)继承Point,复用了父类的xy属性和所有方法,仅新增label属性并扩展toString

  2. 方法重写

    • equals重写通过模式匹配判断对象类型,确保只有Point(或其子类)且xy相等时才返回true
    • toString重写使用 Scala 字符串插值(s"..."),输出更易读的格式。
  3. 象限判断:通过match表达式覆盖所有特殊情况(原点、坐标轴上的点)和四个象限,逻辑清晰。

  4. 距离计算:基于勾股定理,getDist计算与原点的距离,fromPoint计算两点间距离(复用坐标差的平方和公式)。

该实现完全满足案例需求,且代码简洁、可扩展性强。