Java二次方程求解：从静态方法到面向对象实例的类设计优化

import java.lang.Math; // 显式导入 Math 类，尽管它通常是自动可用的

/**
 * QuadraticEquation 类表示一个二次方程，并提供求解其实数解的方法。
 */
class QuadraticEquation {
    private double a;
    private double b;
    private double c;

    /**
     * 构造函数，用于初始化二次方程的系数。
     *
     * @param a 二次项系数
     * @param b 一次项系数
     * @param c 常数项系数
     */
    public QuadraticEquation(double a, double b, double c) {
        this.a = a;
        this.b = b;
        this.c = c;
    }

    /**
     * 计算并返回二次方程的实数解。
     *
     * @return 包含方程实数解的 double 数组。
     *         如果有两个不同的实数解，数组包含两个元素；
     *         如果有一个重实数解，数组包含一个元素；
     *         如果没有实数解，数组为空。
     * @throws IllegalArgumentException 如果系数 a 为零，因为它不再是一个标准的二次方程。
     */
    public double[] solve() {
        // 对于标准的二次方程 ax^2 + bx + c = 0，系数 a 不能为零。
        // 如果 a 为零，它就变成了一次方程或更简单的情况。
        // 抛出异常是更专业的错误处理方式，而不是静默处理或返回空数组。
        if (a == 0) {
            throw new IllegalArgumentException("系数 a 不能为零，这不是一个标准的二次方程。");
        }

        double discriminant = b * b - 4 * a * c; // 计算判别式 (Δ)

        if (discriminant > 0) {
            // 判别式大于0，有两个不同的实数解
            double x1 = (-b - Math.sqrt(discriminant)) / (2 * a);
            double x2 = (-b + Math.sqrt(discriminant)) / (2 * a);
            return new double[]{x1, x2};
        } else if (discriminant == 0) {
            // 判别式等于0，有一个重实数解
            double x = -b / (2 * a);
            return new double[]{x};
        } else {
            // 判别式小于0，没有实数解（存在复数解，但本教程专注于实数解）
            return new double[]{};
        }
    }

    /**
     * 获取当前二次方程的判别式。
     *
     * @return 判别式的值。
     */
    public double getDiscriminant() {
        return b * b - 4 * a * c;
    }
}

import java.util.Scanner;

/**
 * QuadraticEquationSolver 是主程序，用于从用户获取输入，
 * 创建 QuadraticEquation 实例并显示其解。
 */
public class QuadraticEquationSolver {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);

        System.out.print("请输入系数 a: ");
        double a = scanner.nextDouble();
        System.out.print("请输入系数 b: ");
        double b = scanner.nextDouble();
        System.out.print("请输入系数 c: ");
        double c = scanner.nextDouble();

        try {
            // 创建 QuadraticEquation 类的实例
            // 这将一个具体的二次方程 (a, b, c) 建模为一个对象
            QuadraticEquation equation = new QuadraticEquation(a, b, c);

            // 调用实例方法 solve() 来获取解
            double[] solutions = equation.solve();

            // 示例：调用辅助方法获取判别式
            System.out.println("判别式 (Δ) = " + equation.getDiscriminant());

            if (solutions.length == 0) {
                System.out.println("该二次方程没有实数解。");
            } else {
                System.out.println("解的数量 = " + solutions.length);
                for (int i = 0; i < solutions.length; i++) {
                    System.out.println("x" + (i + 1) + " = " + solutions[i]);
                }
            }
        } catch (IllegalArgumentException e) {
            // 捕获并处理 QuadraticEquation 类抛出的异常
            System.err.println("输入错误：" + e.getMessage());
        } finally {
            scanner.close(); // 确保 Scanner 资源被关闭
        }
    }
}