黑龍江大學(xué)面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)Java實(shí)驗(yàn)講義201167776

1、Java語(yǔ)言程序設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)講義黑龍江大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院2010年3月前 言Java語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，闡述Java語(yǔ)言的編程基礎(chǔ)及其設(shè)計(jì)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(jì)、類(lèi)、屬性和方法、繼承和重載、包和接口、Applet與圖形用戶(hù)界面以及相關(guān)Java網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)等知識(shí)，本課程注重實(shí)際應(yīng)用操作，采用實(shí)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(duì)實(shí)例的開(kāi)發(fā)，以學(xué)生為主體，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)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(kāi)發(fā)各種小型程序模塊；培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生利用Java語(yǔ)言進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編程的能力。Java語(yǔ)言程

2、序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是以程序設(shè)計(jì)操作為主的技能課程，它由若干個(gè)獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目組成，與相應(yīng)的理論課Java語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)配套，本課程的目標(biāo)是：(1) 加深學(xué)生對(duì)課堂講授內(nèi)容的理解，從計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的基本概念、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的基本方法、語(yǔ)法規(guī)則等方面加深理解，打好面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)、軟件開(kāi)發(fā)的良好基礎(chǔ)。(2) 在上機(jī)實(shí)驗(yàn)中，提高學(xué)生對(duì)Java 語(yǔ)言各部分內(nèi)容的綜合使用能力，逐步掌握J(rèn)ava語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的規(guī)律與技巧。(3) 在對(duì)Java 程序的調(diào)試過(guò)程中，提高學(xué)生分析程序中出現(xiàn)的錯(cuò)誤和排除這些錯(cuò)誤的能力。(4) 通過(guò)上機(jī)實(shí)踐，加深學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)軟件運(yùn)行環(huán)境、Java 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境的了解。實(shí)驗(yàn)要求Java語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)

3、驗(yàn)是與Java語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)理論課配套的實(shí)驗(yàn)課程。通過(guò)本課程的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，要求學(xué)生能運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)進(jìn)行基本的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)，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(shí)要注意培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，相互協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程，參加實(shí)際工作和開(kāi)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(shí)驗(yàn)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(shí)考核內(nèi)容，期末考試辦法，實(shí)驗(yàn)守則及實(shí)驗(yàn)室安全制度等。(2) 本課程主要設(shè)置下列類(lèi)型的實(shí)驗(yàn)：（1）基本操作訓(xùn)練，（2）驗(yàn)證性及設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)；整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程包括課前準(zhǔn)備，實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)驗(yàn)報(bào)告等環(huán)節(jié)。

4、學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前必須進(jìn)行準(zhǔn)備。(3) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不同，基本操作性的實(shí)驗(yàn)1 人1 組，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)可根據(jù)情況多人一組，每個(gè)實(shí)驗(yàn)要求在規(guī)定時(shí)間內(nèi)由學(xué)生獨(dú)立完成。(4) 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，老師應(yīng)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行巡視，及時(shí)回答問(wèn)題，糾正學(xué)生的錯(cuò)誤操作，檢查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。(5) 任課教師要認(rèn)真?zhèn)湔n，提前預(yù)做實(shí)驗(yàn)，上好每一堂課。實(shí)驗(yàn)前清點(diǎn)學(xué)生人數(shù)。實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)收將分為兩個(gè)部分。第一部分是上機(jī)操作，包括設(shè)計(jì)結(jié)果的源程序的驗(yàn)收與檢查。第二部分是提交書(shū)面的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)1 Java 程序的編輯、編譯、運(yùn)行環(huán)境（2學(xué)時(shí)）1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(1) 編寫(xiě)并調(diào)試運(yùn)行HelloWorld應(yīng)用程序。(2) 編寫(xiě)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(guò)后填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。2.預(yù)習(xí)內(nèi)容Java語(yǔ)言概述3.實(shí)驗(yàn)類(lèi)型驗(yàn)證型4.實(shí)驗(yàn)?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(guò)程；(3) 學(xué)會(huì)編寫(xiě)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(shí)驗(yàn)要求(1) 在修改源程序文件名時(shí)，測(cè)試源程序文件名是否必須與公有類(lèi)類(lèi)名一致；若源程序中沒(méi)有公有類(lèi)，源程序文件名可以如何命名；(2) 注意觀(guān)察字節(jié)碼文件何時(shí)生成，在何路徑下生成；(3) 掌握設(shè)置環(huán)境變量的方法。實(shí)驗(yàn)2 Java基本語(yǔ)法（2學(xué)時(shí)）1.實(shí)驗(yàn)

6、內(nèi)容(1)實(shí)現(xiàn)一個(gè)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(gè)乘法公式之間用t分割(3)編寫(xiě)一個(gè)簡(jiǎn)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(pán)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(qǐng)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(qǐng)輸入更小的數(shù).”；如果inNum等于iN

7、um，在屏幕上顯示“猜對(duì)了.”，并結(jié)束運(yùn)行。l 猜測(cè)錯(cuò)誤的時(shí)候，重新輸入inNum，直到猜對(duì)為止。如果猜測(cè)10次后仍未猜對(duì)，顯示“猜測(cè)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(yǔ)句的格式System.out.print和System.out.println方法的區(qū)別3.實(shí)驗(yàn)類(lèi)型驗(yàn)證型4.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)掌握J(rèn)ava循環(huán)控制語(yǔ)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(pán)輸入類(lèi)KeyInput的使用5.實(shí)驗(yàn)要求(1)階乘計(jì)算部分必須用函數(shù)的遞歸調(diào)用來(lái)實(shí)現(xiàn)，函數(shù)定義時(shí)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(xiě)NineMultiply類(lèi)l 在main方法中實(shí)現(xiàn)乘法口訣表的輸出(3) 猜數(shù)游戲部分l 編寫(xiě)NumGuessGame類(lèi)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(cè)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(cè)多個(gè)數(shù)的程序？l 如何將猜數(shù)游戲程序編寫(xiě)成更為靈活的類(lèi)？實(shí)驗(yàn)3類(lèi)、對(duì)象以及包的使用（6學(xué)時(shí)）1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1） 實(shí)現(xiàn)一個(gè)Point類(lèi)，該類(lèi)包含表示坐標(biāo)的

9、兩個(gè)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(jì)算兩點(diǎn)間距離的double distance(Point)方法。其中計(jì)算平方根用Math.sqrt()方法。（2） 實(shí)現(xiàn)一個(gè)Circle類(lèi)，該類(lèi)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(zhǎng)和面積的int perimeter()、double area()方法，返回兩個(gè)

10、圓是否為同一個(gè)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(shí)現(xiàn)測(cè)試上述兩個(gè)類(lèi)的ClassTest類(lèi)。該類(lèi)在main方法中分別創(chuàng)建若干個(gè)Point對(duì)象和Circle對(duì)象，并調(diào)用相關(guān)方法，輸出方法的返回值，驗(yàn)證其正確性。(4) 將1-2實(shí)驗(yàn)中類(lèi)的包名分別調(diào)整為experiment?，并重新運(yùn)行，驗(yàn)證是否運(yùn)行正確。其中?表示實(shí)驗(yàn)編號(hào)。(5) 實(shí)現(xiàn)Rectangle類(lèi)和RectangleTest類(lèi)。其中，Rectangle類(lèi)隸屬于包的包名為experimen

11、t9，含有兩個(gè)方法：構(gòu)造方法Rectangle()和計(jì)算面積的方法area()；RectangleTest類(lèi)不屬于experiment9包，利用RectangleTest類(lèi)調(diào)用包experiment9中的Rectangle類(lèi)，計(jì)算矩形面積。（6） 程序調(diào)試通過(guò)后填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。2.預(yù)習(xí)內(nèi)容（1） 類(lèi)的組成：成員變量、成員方法、構(gòu)造方法（2） 對(duì)象的創(chuàng)建和使用（3） Java包及其使用方法3.實(shí)驗(yàn)類(lèi)型 設(shè)計(jì)型4.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)掌握J(rèn)ava類(lèi)的設(shè)計(jì)原理和對(duì)象的使用方法(2)理解包的概念以及package語(yǔ)句的用法。(3)掌握編譯和運(yùn)行包的方法。(4)理解import語(yǔ)句的用法。(5)掌握自己設(shè)計(jì)包的

12、方法和步驟以及調(diào)用自己設(shè)計(jì)的包的方法。5.實(shí)驗(yàn)要求（1） 編寫(xiě)Point類(lèi)，實(shí)現(xiàn)相關(guān)方法（2） 編寫(xiě)Circle類(lèi)，實(shí)現(xiàn)相關(guān)方法（3） 編寫(xiě)ClassTest類(lèi)，并在main方法中創(chuàng)建兩個(gè)Point對(duì)象和兩個(gè)Circle對(duì)象，對(duì)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(shí)驗(yàn)1-2的程序制作為2個(gè)Java包。l 實(shí)驗(yàn)中的包名為experiment?，其中?表示實(shí)驗(yàn)編號(hào)。例如，實(shí)驗(yàn)1中的HelloWorldApp類(lèi)的所隸屬的包名為experiment1。(6)l 實(shí)現(xiàn)Rectangle類(lèi)，含有兩個(gè)方法：構(gòu)造方法Rectangle()和計(jì)

13、算面積的方法area()。l Rectangle類(lèi)隸屬于包的包名為experiment9l 實(shí)現(xiàn)RectangleTest類(lèi)。利用RectangleTest類(lèi)調(diào)用包experiment9中的Rectangle類(lèi)，計(jì)算矩形面積。(7) 提交調(diào)試通過(guò)的Java程序和實(shí)驗(yàn)報(bào)告。6.思考題（1） 為什么distance()和relation()方法只需要一個(gè)參數(shù)？提供兩個(gè)或更多的參數(shù)有什么缺點(diǎn)？（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(diǎn)？實(shí)驗(yàn)4繼承性與Object類(lèi)（2學(xué)時(shí)）1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1） 編寫(xiě)一個(gè)代表圓柱體的Cylinder類(lèi)，該類(lèi)是Circl

14、e類(lèi)的子類(lèi)。Cylinder類(lèi)包括圓柱體的高度變量height以及計(jì)算圓柱體的體積方法volume()和計(jì)算表面積的方法surfaceArea()。（2） 編寫(xiě)測(cè)試Cylinder類(lèi)的CylinderTest類(lèi)，并在該類(lèi)得main方法中調(diào)用Cylinder類(lèi)的相關(guān)方法。（3） 重寫(xiě)Point和Circle類(lèi)的equals()、toString()方法，并測(cè)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(gè)抽象方法。再定義接口的實(shí)現(xiàn)類(lèi)和測(cè)試類(lèi)兩個(gè)類(lèi)，測(cè)試類(lèi)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(guò)后填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。2.預(yù)習(xí)內(nèi)容（1） 類(lèi)的定

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

16、ng()方法的訪(fǎng)問(wèn)類(lèi)型必須為public？實(shí)驗(yàn)5數(shù)組和向量（2學(xué)時(shí)）1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1） 設(shè)計(jì)和編寫(xiě)代表矩陣的Matrix類(lèi)。該類(lèi)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(jì)算兩個(gè)矩陣的乘積的方法multiply(Matrix m)以及t

17、oString()等內(nèi)容。（2） 編寫(xiě)測(cè)試類(lèi)MatrixTest，并在該類(lèi)中創(chuàng)建兩個(gè)矩陣對(duì)象，計(jì)算其乘積。（3） 驗(yàn)證教材例7.5，了解向量Vector的用法（4） 程序調(diào)試通過(guò)后填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。2.預(yù)習(xí)內(nèi)容（1） 數(shù)組的定義（2） 類(lèi)的定義（3） 向量的使用3.實(shí)驗(yàn)類(lèi)型 設(shè)計(jì)型4.實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆諗?shù)組的定義和使用，了解向量的用法。5.實(shí)驗(yàn)要求（1） 編寫(xiě)Matrix類(lèi)（2） 編寫(xiě)MatrixTest類(lèi)。在該類(lèi)中通過(guò)鍵盤(pán)輸入方式確定所要?jiǎng)?chuàng)建的兩個(gè)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(pán)輸入，并通過(guò)setData方法生成矩陣的內(nèi)容。（3） 計(jì)算矩陣的乘積，并把結(jié)果通過(guò)toString方法輸出到屏幕上

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

19、，并將文本內(nèi)容及時(shí)寫(xiě)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(shí)驗(yàn)類(lèi)型 設(shè)計(jì)型4.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1) 理解FileInputStream和FileOutputStream類(lèi)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(xiě)、更新文件5.實(shí)驗(yàn)要求(1) 結(jié)合例10-3和11-3，實(shí)現(xiàn)文件復(fù)制和顯示功能的程序。把程序調(diào)試通過(guò)。(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(guò)的Java程序。實(shí)驗(yàn)8 GUI程序（2學(xué)時(shí)）1.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1） 編寫(xiě)一個(gè)簡(jiǎn)易計(jì)算器程序，其界面如下圖所示：（2） 用戶(hù)界面可以手工編碼的形式構(gòu)造，也可以使用Netbeans、Eclipse等開(kāi)發(fā)工具