黑龍江大學(xué)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計Java實驗講義201167776

1、Java語言程序設(shè)計 實驗講義黑龍江大學(xué)計算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院2010年3月前 言Java語言程序設(shè)計實驗在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的基礎(chǔ)上，闡述Java語言的編程基礎(chǔ)及其設(shè)計方法。內(nèi)容包括：Java程序的輸入輸出、表達(dá)式與運(yùn)算符、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計、類、屬性和方法、繼承和重載、包和接口、Applet與圖形用戶界面以及相關(guān)Java網(wǎng)絡(luò)設(shè)計等知識，本課程注重實際應(yīng)用操作，采用實例講解為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)J2EE和J2ME打下技術(shù)基礎(chǔ)。結(jié)合對實例的開發(fā)，以學(xué)生為主體，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)教材部分內(nèi)容，并鍛煉學(xué)生自行開發(fā)各種小型程序模塊；培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生利用Java語言進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編程的能力。Java語言程

2、序設(shè)計實驗是以程序設(shè)計操作為主的技能課程，它由若干個獨立的實驗項目組成，與相應(yīng)的理論課Java語言程序設(shè)計配套，本課程的目標(biāo)是：(1) 加深學(xué)生對課堂講授內(nèi)容的理解，從計算機(jī)語言的基本概念、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計的基本方法、語法規(guī)則等方面加深理解，打好面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計、軟件開發(fā)的良好基礎(chǔ)。(2) 在上機(jī)實驗中，提高學(xué)生對Java 語言各部分內(nèi)容的綜合使用能力，逐步掌握J(rèn)ava語言程序設(shè)計的規(guī)律與技巧。(3) 在對Java 程序的調(diào)試過程中，提高學(xué)生分析程序中出現(xiàn)的錯誤和排除這些錯誤的能力。(4) 通過上機(jī)實踐，加深學(xué)生對計算機(jī)軟件運(yùn)行環(huán)境、Java 集成開發(fā)環(huán)境的了解。實驗要求Java語言程序設(shè)計實

3、驗是與Java語言程序設(shè)計理論課配套的實驗課程。通過本課程的實驗訓(xùn)練，要求學(xué)生能運(yùn)用所學(xué)理論知識進(jìn)行基本的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計，培養(yǎng)其規(guī)范的編程習(xí)慣，掌握基本的操作技能和編程思想。同時要注意培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度，相互協(xié)作的團(tuán)隊精神，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程，參加實際工作和開展科學(xué)研究打下良好的基礎(chǔ)。具體要求是：(1) 本課程以實驗為主，配合理論課的教學(xué)。任課教師需向?qū)W生講清課程的性質(zhì)，任務(wù)，要求，課程安排和進(jìn)度，平時考核內(nèi)容，期末考試辦法，實驗守則及實驗室安全制度等。(2) 本課程主要設(shè)置下列類型的實驗：（1）基本操作訓(xùn)練，（2）驗證性及設(shè)計性實驗；整個實驗過程包括課前準(zhǔn)備，實驗操作，實驗報告等環(huán)節(jié)。

4、學(xué)生在實驗前必須進(jìn)行準(zhǔn)備。(3) 根據(jù)實驗內(nèi)容不同，基本操作性的實驗1 人1 組，設(shè)計性實驗可根據(jù)情況多人一組，每個實驗要求在規(guī)定時間內(nèi)由學(xué)生獨立完成。(4) 實驗過程中，老師應(yīng)在實驗室進(jìn)行巡視，及時回答問題，糾正學(xué)生的錯誤操作，檢查學(xué)生的實驗報告。(5) 任課教師要認(rèn)真?zhèn)湔n，提前預(yù)做實驗，上好每一堂課。實驗前清點學(xué)生人數(shù)。實驗的驗收將分為兩個部分。第一部分是上機(jī)操作，包括設(shè)計結(jié)果的源程序的驗收與檢查。第二部分是提交書面的實驗報告。實驗1 Java 程序的編輯、編譯、運(yùn)行環(huán)境（2學(xué)時）1.實驗內(nèi)容(1) 編寫并調(diào)試運(yùn)行HelloWorld應(yīng)用程序。(2) 編寫并調(diào)試運(yùn)行HelloWorld小應(yīng)

5、用程序。(3) 設(shè)置path和classpath環(huán)境變量。程序調(diào)試通過后填寫實驗報告。2.預(yù)習(xí)內(nèi)容Java語言概述3.實驗類型驗證型4.實驗?zāi)康?1) 了解 Java 程序運(yùn)行環(huán)境；(2) 掌握程序調(diào)試的全部過程；(3) 學(xué)會編寫和調(diào)試 Java Application 和 Java Applet 程序；(4) 掌握java環(huán)境變量的配置 5.實驗要求(1) 在修改源程序文件名時，測試源程序文件名是否必須與公有類類名一致；若源程序中沒有公有類，源程序文件名可以如何命名；(2) 注意觀察字節(jié)碼文件何時生成，在何路徑下生成；(3) 掌握設(shè)置環(huán)境變量的方法。實驗2 Java基本語法（2學(xué)時）1.實驗

6、內(nèi)容(1)實現(xiàn)一個整數(shù)N的階乘運(yùn)算。N為固定常數(shù)。(2)在屏幕上按如下格式輸出乘法口訣表：1X1=11X2=2 2X2=41X3=3 2X3=6 3X3=9其中，每行的多個乘法公式之間用t分割(3)編寫一個簡單的猜數(shù)游戲程序：l 利用Math.random()方法生成0-1之間的double型數(shù)dNum，將dNum轉(zhuǎn)換為0-100之間的整數(shù)iNum。l 利用KeyInput.readInt()方法接收鍵盤輸入的整數(shù)inNum。如果inNum小于iNum，在屏幕上顯示“輸入的值小，請輸入更大的數(shù).”；如果inNum大于iNum，在屏幕上顯示“輸入的值大，請輸入更小的數(shù).”；如果inNum等于iN

7、um，在屏幕上顯示“猜對了.”，并結(jié)束運(yùn)行。l 猜測錯誤的時候，重新輸入inNum，直到猜對為止。如果猜測10次后仍未猜對，顯示“猜測次數(shù)已達(dá)10次，猜數(shù)失敗.”，并結(jié)束程序的運(yùn)行。2.預(yù)習(xí)內(nèi)容常用控制語句的格式System.out.print和System.out.println方法的區(qū)別3.實驗類型驗證型4.實驗?zāi)康?1)掌握J(rèn)ava循環(huán)控制語句和System.out.print、System.out.println方法的使用(2)掌握J(rèn)ava隨機(jī)數(shù)方法和鍵盤輸入類KeyInput的使用5.實驗要求(1)階乘計算部分必須用函數(shù)的遞歸調(diào)用來實現(xiàn)，函數(shù)定義時應(yīng)聲明為static，如：Stati

8、c long getFactorial(int i) (2) 乘法口訣表部分l 編寫NineMultiply類l 在main方法中實現(xiàn)乘法口訣表的輸出(3) 猜數(shù)游戲部分l 編寫NumGuessGame類l 在main方法中定義相關(guān)變量l 生成dNum和iNuml 利用KeyInput.readInt()，獲取inNum值l 根據(jù)inNum和iNum值，顯示相應(yīng)信息l 如果猜測10次仍未成功，結(jié)束程序的運(yùn)行6.思考題l 如何將程序修改成可以猜測多個數(shù)的程序？l 如何將猜數(shù)游戲程序編寫成更為靈活的類？實驗3類、對象以及包的使用（6學(xué)時）1.實驗內(nèi)容（1） 實現(xiàn)一個Point類，該類包含表示坐標(biāo)的

9、兩個int型變量x、y，構(gòu)造方法Point()和Point(int xx, int yy),返回x值和y值的int getX()和int getY()方法，計算兩點間距離的double distance(Point)方法。其中計算平方根用Math.sqrt()方法。（2） 實現(xiàn)一個Circle類，該類包含表示圓心的Point型變量center，表示半徑的int radius變量，以及構(gòu)造方法Circle()、Circle(int xx,int yy,int r)、Circle(Point c,int r)，返回周長和面積的int perimeter()、double area()方法，返回兩個

10、圓是否為同一個圓（返回0）、同心圓（返回1）、相交的圓（返回2）、分離的圓（返回3）、包含的圓（返回4）等關(guān)系的int relation(Circle c)等方法。PI值可以用Math.PI常量。（3） 實現(xiàn)測試上述兩個類的ClassTest類。該類在main方法中分別創(chuàng)建若干個Point對象和Circle對象，并調(diào)用相關(guān)方法，輸出方法的返回值，驗證其正確性。(4) 將1-2實驗中類的包名分別調(diào)整為experiment?，并重新運(yùn)行，驗證是否運(yùn)行正確。其中?表示實驗編號。(5) 實現(xiàn)Rectangle類和RectangleTest類。其中，Rectangle類隸屬于包的包名為experimen

11、t9，含有兩個方法：構(gòu)造方法Rectangle()和計算面積的方法area()；RectangleTest類不屬于experiment9包，利用RectangleTest類調(diào)用包experiment9中的Rectangle類，計算矩形面積。（6） 程序調(diào)試通過后填寫實驗報告。2.預(yù)習(xí)內(nèi)容（1） 類的組成：成員變量、成員方法、構(gòu)造方法（2） 對象的創(chuàng)建和使用（3） Java包及其使用方法3.實驗類型 設(shè)計型4.實驗?zāi)康?1)掌握J(rèn)ava類的設(shè)計原理和對象的使用方法(2)理解包的概念以及package語句的用法。(3)掌握編譯和運(yùn)行包的方法。(4)理解import語句的用法。(5)掌握自己設(shè)計包的

12、方法和步驟以及調(diào)用自己設(shè)計的包的方法。5.實驗要求（1） 編寫Point類，實現(xiàn)相關(guān)方法（2） 編寫Circle類，實現(xiàn)相關(guān)方法（3） 編寫ClassTest類，并在main方法中創(chuàng)建兩個Point對象和兩個Circle對象，對象的參數(shù)可以用固定值（4） 調(diào)用Point和Circle的相關(guān)方法，并把返回值輸出到屏幕上。(5)l 把實驗1-2的程序制作為2個Java包。l 實驗中的包名為experiment?，其中?表示實驗編號。例如，實驗1中的HelloWorldApp類的所隸屬的包名為experiment1。(6)l 實現(xiàn)Rectangle類，含有兩個方法：構(gòu)造方法Rectangle()和計

13、算面積的方法area()。l Rectangle類隸屬于包的包名為experiment9l 實現(xiàn)RectangleTest類。利用RectangleTest類調(diào)用包experiment9中的Rectangle類，計算矩形面積。(7) 提交調(diào)試通過的Java程序和實驗報告。6.思考題（1） 為什么distance()和relation()方法只需要一個參數(shù)？提供兩個或更多的參數(shù)有什么缺點？（2） relation()方法只返回整數(shù)，而不是在方法內(nèi)部直接輸出判斷結(jié)果。這么做有什么優(yōu)點？實驗4繼承性與Object類（2學(xué)時）1.實驗內(nèi)容（1） 編寫一個代表圓柱體的Cylinder類，該類是Circl

14、e類的子類。Cylinder類包括圓柱體的高度變量height以及計算圓柱體的體積方法volume()和計算表面積的方法surfaceArea()。（2） 編寫測試Cylinder類的CylinderTest類，并在該類得main方法中調(diào)用Cylinder類的相關(guān)方法。（3） 重寫Point和Circle類的equals()、toString()方法，并測試這些方法的正確性。（4） 定義四則運(yùn)算接口Computable，接口中包括加、減、乘、除四個抽象方法。再定義接口的實現(xiàn)類和測試類兩個類，測試類中嘗試使用接口回調(diào)調(diào)用四則運(yùn)算方法。（5） 程序調(diào)試通過后填寫實驗報告。2.預(yù)習(xí)內(nèi)容（1） 類的定

15、義（2） 繼承機(jī)制及其作用（3） Object類的作用（4） equals()方法和toString()方法3.實驗類型 設(shè)計型4.實驗?zāi)康恼莆認(rèn)ava繼承機(jī)制的使用方法掌握Object類與其它類之間的關(guān)系5.實驗要求（1） 確定Circle類的包名（2） 在Cylinder類中用import導(dǎo)入Circle類（3） 編寫Cylinder類的代碼（4） 編寫CylinderTest類的代碼（5） 在Point和Circle類中分別添加equals()方法和toString()方法（6） 測試上述方法的正確性6.思考題您還可以設(shè)計哪些Circle類的子類？為什么equals()方法和toStri

16、ng()方法的訪問類型必須為public？實驗5數(shù)組和向量（2學(xué)時）1.實驗內(nèi)容（1） 設(shè)計和編寫代表矩陣的Matrix類。該類包括矩陣行列數(shù)變量int rows和int cols，矩陣數(shù)據(jù)數(shù)組double data，構(gòu)造方法Matrix()、Matrix(int rows,int cols)、Matrix(int rows,int cols,double data)，獲取某元素值的方法getData(int row,int col)，設(shè)置某元素值的方法setData(int row,int col,double value)，計算兩個矩陣的乘積的方法multiply(Matrix m)以及t

17、oString()等內(nèi)容。（2） 編寫測試類MatrixTest，并在該類中創(chuàng)建兩個矩陣對象，計算其乘積。（3） 驗證教材例7.5，了解向量Vector的用法（4） 程序調(diào)試通過后填寫實驗報告。2.預(yù)習(xí)內(nèi)容（1） 數(shù)組的定義（2） 類的定義（3） 向量的使用3.實驗類型 設(shè)計型4.實驗?zāi)康恼莆諗?shù)組的定義和使用，了解向量的用法。5.實驗要求（1） 編寫Matrix類（2） 編寫MatrixTest類。在該類中通過鍵盤輸入方式確定所要創(chuàng)建的兩個矩陣的行列數(shù)，根據(jù)行列數(shù)隨機(jī)生成數(shù)據(jù)或鍵盤輸入，并通過setData方法生成矩陣的內(nèi)容。（3） 計算矩陣的乘積，并把結(jié)果通過toString方法輸出到屏幕上

18、6.思考題（1） 您還可以編寫哪些Matrix類的方法？（2） 如果沒有setData方法，如何將矩陣的元素值賦值？ 實驗6 異常處理（2學(xué)時）1.實驗內(nèi)容將教材書后的習(xí)題二第6小題調(diào)試通過。2.預(yù)習(xí)內(nèi)容異常處理3.實驗類型 其它型4.實驗?zāi)康?1) 理解異常的使用和自定義異常類的方法。(2) 理解throw和throws的區(qū)別和聯(lián)系。5.實驗要求(1) 將教材書后的習(xí)題二第6小題調(diào)試通過。(2) 提交調(diào)試通過的Java程序。實驗7 輸入/輸出處理（2學(xué)時）1.實驗內(nèi)容（1）結(jié)合例10-3和11-3，實現(xiàn)文件復(fù)制和顯示功能的程序。（2）實現(xiàn)一個簡單的文本編輯器，該編輯器從鍵盤依次讀入成行的文本

19、，并將文本內(nèi)容及時寫入文件中，文件名由命令行參數(shù)指定。如果輸入“stop”，運(yùn)行結(jié)束。2.預(yù)習(xí)內(nèi)容輸入/輸出處理、輸入/輸出處理中的字符流操作3.實驗類型 設(shè)計型4.實驗?zāi)康?1) 理解FileInputStream和FileOutputStream類的使用方法。(2) 理解字符流操作：練習(xí)面向字符的I/O 流操作(3) 能夠創(chuàng)建、讀寫、更新文件5.實驗要求(1) 結(jié)合例10-3和11-3，實現(xiàn)文件復(fù)制和顯示功能的程序。把程序調(diào)試通過。(2) 在以上操作中，均要求帶有異常處理結(jié)構(gòu)(3) 提交調(diào)試通過的Java程序。實驗8 GUI程序（2學(xué)時）1.實驗內(nèi)容（1） 編寫一個簡易計算器程序，其界面如下圖所示：（2） 用戶界面可以手工編碼的形式構(gòu)造，也可以使用Netbeans、Eclipse等開發(fā)工具