《Java语言程序设计实验指导书》实验指导书.docx
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《Java语言程序设计实验指导书》实验指导书
《Java语言程序设计实验指导书》实验指导书
高川翔
2012年2月
一、实验的地位、作用
Java语言程序设计实验作为课程实践性环节之一，是教学过程中必不可少的重要内容。
通过计算机实验和案例分析，使学生加深理解、验证巩固课堂教学内容；增强高级语言程序设计的感性认识；掌握程序设计的基本方法；培养学生理论与实践相结合的能力。
二、实验开设对象
本实验开设对象为《Java语言程序设计》课程的学习者（信息与计算科学专业本科生），实验为必修内容。
三、基本原理及课程简介
Java语言程序设计是必修基础课程。
本课程以BlueJ为工具，主要介绍面向对象的程序设计方法，Java面向对象程序设计语言和面向对象程序设计工具。
使学生掌握面向对象的思想方法，是后续专业课程的基础。
四、指导教师
原则上由Java语言程序设计讲授教师负责，由年轻教师担任主要的实验指导教师，实验室人员配合指导。
指导教师应在每次实验前讲清实验目的、基本原理、实验要求等，指导学生在规定的时间内完成相关课程实验。
五、实验设备配置
每人配置1台电脑，安装有JDK，以及BlueJ、Eclipse或者JBuilder。
六、考核与报告
1．实验后，学生将实验结果等内容写出实验报告，符合实验教学的要求，并得到指导教师的认可。
2．指导教师对每份实验报告进行审阅、评分。
3．该实验程依附于理论课，实验课的成绩记入课程平时成绩，占总成绩的25%
实验一 Java运行环境的安装、配置与运行
一、实验课时
3课时。
二、实验目的
1．掌握下载并安装JDK软件包的方法。
2．掌握在BlueJ环境下编写、编译与运行Java程序的方法。
3．了解Java语言的概貌。
4．了解设置环境变量，命令行编译java程序的方法。
三、实验内容和要求
内容：
1．安装JDK软件包和BlueJ开发环境并进行配置。
（1）配置JDK运行环境：
a）配置windows的path环境变量。
将安装的J2SDK（注意：
必须安装J2SDK）的bin文件夹的完整路径添加到path系统变量中，如图3－4所示。
图1－1path系统变量的配置
b）配置CLASSPATH系统变量。
如果系统变量中不存在classpath，则“新建”之。
将J2SDK的lib文件夹的完整路径写入。
如图3－5。
图1－2CLASSPATH系统变量的配置
（2）进入DOS虚拟环境；
（3）将实验1的程序保存在d：
\example文件夹下；
（4）使用javac命令编译程序；（如图3－6）
（5）使用java运行程序。
注意包中程序的编译与运行方法。
图1－3利用JDK环境编译运行Java应用程序
（以下实验前请仔细阅读BlueJ教程的电子文档）
2．在BlueJ环境下新建一个工程，在工程中编写一个简单的Java程序，在屏幕上输出”hello,java!
”。
publicclassHello
{
publicstaticvoidmain（Stringargs[]）
{
}
}
3．编译运行Java程序。
4．设置环境变量，在命令行下编译运行Java程序。
5．浏览运行JDK自带的Applet应用小程序。
6．在程序中设置断点、单步执行、查看变量值。
要求：
1、独立完成；并以实际上机操作计成绩；
2、所有上机实验必须在下一次实验之前完成，否则此次实验成绩算0分；
3、编写实验报告（按照报告模板编写，必须写出详细的实验步骤及必要的屏幕截图）。
实验二 创建一个Applet
一、实验课时
3课时。
二、实验目的
了解Applet与Application的区别，学会设计Applet程序。
三、实验内容和要求
已知JButton类有一个构造函数原形为：
publicJButton（Stringtext,Iconicon）。
其中参数text为显示在按钮上的文本、参数icon为显示在按钮上的图标。
下面的例子就是利用此构造函数产生一个带有文本、图标的按钮，并且当按一下按钮，图标就切换一次。
此图标切换是在两个图标中循环进行的。
程序如下：
importjavax.swing.*;
importjava.awt.*;
importjava.awt.event.*;
publicclassButtonExampleextendsJApplet{
intimageNum=1;
publicvoidinit（）{
Containercon=getContentPane（）;
finalJButtonjb_ok=newJButton（″按我″,newImageIcon（″sun1.gif″））;
con.setLayout（newFlowLayout（））;
con.add（jb_ok）;
jb_ok.addActionListener（newActionListener（）{
publicvoidactionPerformed（ActionEvente）{
if（imageNum==1）{
jb_ok.setIcon（newImageIcon（″sun2.gif″））;
imageNum=2;
}
else{
jb_ok.setIcon（newImageIcon（″sun1.gif″））;
imageNum=1;
}
}
}）；
}
}
此程序中还用到了JButton类的setIcon（）方法，用以设置按钮的新的图标。
Html文件代码：
（文件名为Appcounter.htm）
将该文件与ButtonExample.class保存在同一个目录中，使用appletviewerappconmter.htm命令就可以运行这个applet。
要求：
1、独立完成；并以实际上机操作计成绩；
2、所有上机实验必须在下一次实验之前完成，否则此次实验成绩算0分；
3、编写实验报告（按照报告模板编写，必须写出详细的实验步骤及必要的屏幕截图）。
实验三 数据类型及表达式
一、实验课时
3课时。
二、实验目的
1．掌握Java语言的基本数据类型，了解数据类型包装类的概念。
2．掌握变量和表达式的用法。
3．理解类型转换的概念。
三、实验内容和要求
1．输入并运行下面的程序，体会各种基本数据类型的变量的声明、初始化及使用。
publicclassBasicTypes{
publicstaticvoidmain（Stringargs[]）{
byteb=0x88;
shorts=0200;
inti=111111;
charc='A';
floatf=.33f;
doubled=.00001001;
booleanbl=true;
″byteb=″+b）;
″shorts=″+s）;
″inti=″+i）;
″long1=″+1）;
″charc=″+c）;
″floatf=″+f）;
″doubled=″+d）;
″booleanbl=″+bl）;
}
}
思考：
（1）上述程序中定义了哪些变量？
每个变量的变量名、数据类型和作用域分别是什么？
（2）查看程序的运行结果，分析为什么有些变量最后输出的结果和初始化时的不同？
2．输入并运行下面的程序并分析结果，体会各种表达式的使用方法。
（1）publicclassArithmaticOp{
publicstaticvoidmain（Stringargs[]）{
inta=5,b=3,c;
doubled=2.5;
c=a/b+a%b;
″c=″+c）;
d=c*b+a/b*d;
″d=″+d）;
}
}
（2）publicclassArithmaticOp2{
publicstaticvoidmain（Stringargs[]）{
inta,b,c;
a=b=c=5;
a=++b－++c;
″a=″+a+″b=″+b+″c=″+c）;
a=b+++c++;
″a=″+a+″b=″+b+″c=″+c）;
a=b――+c――；
″a=″+a+″b=″+b+″c=″+c;
}
}
（3）publicclassLogicOp{
publicstaticvoidmain（Stringargs[]）{
booleanx,y;
x=5>3‖3*4<6&&!
（5<3）;
y=2==6&&9>8+4||5+6<7+4&&!
x;
″x=″+x+″,y=″+y）;
}
}
思考：
（1）上述程序中用到了哪些运算符？
运算符的优先级如何？
（2）增一和减一运算符（++和－－）放在变量和放在变量之后，其用法有何不同？
（3）将你分析程序得到的结果与实际的运行结果相比较，如果有不同，原因在哪里？
3．输入并运行下面的程序，分析结果，了解并掌握自动类型转换用法。
publicclassPromotion{
publicstaticvoidmain（Stringargs[]）{
byteb=10;
charc=′a′;
inti=90;
longl=5551;
floatf=3.5f;
doubled=1.234;
floatf1=f*b;//float*byte―>float
inti1=c+i;//char+int―>int
longl1=1+i1;//long+int―>long
doubled1=f1/i1－d;//float/int―>float,float―double―>double
″f1=″+f1）;
″il=″+il）;
″l1=″+l1）;
″d1=″+d1）;
}
}
思考：
（1）上面的程序用到了哪些自动类型转换？
分别是如何实现的？
（2）何时需要用到强制类型转换？
强制类型转换可能会造成什么不良后果？
提高：
1．在Java中，数据类型包装类（typewrapperclass）用于封装基本数据类型的有关信息和操作。
虽然我们经常直接使用Java的基本数据类型，但由于它本身不具备任何操作，无法扩充自身功能，因此，为确保Java语言的纯面向对象特性，Java的语言基础包为数据类型提供了一些对象封装。
数据类型包装类是由多个类组成的一个集合，每种数据类型均存在相应的对象封装类。
下表列出了Java的数据类型包装及其对应的基本数据类型。
基本数据类型数据类型包装类
byteByte
shortShort
intInteger
longLong
floatFloat
doubleDouble
charCharacter
booleanBoolean
每一个类都提供了一些属性和方法，用户可以根据需要来灵活使用。
注意：
数据类型包装类与相应的基本数据类型名字几乎相同，请不要混淆。
前者的显着特点是第一个字母应为大写。
2．输入并运行下面的程序，了解并掌握数据类型包装类的属性和用法。
publicclassMaxVariables{
publicstaticvoidmain（Stringargs[]）{
//integers
bytelargestByte=Byte.MAX_VALUE;
//MAX_VALUE是Byte类的属性（表示Byte类所能达到的最大值）
shortlargestShort=Short.MAX_VALUE;
intlargestInteger=Integer.MAX_VALUE;
longlargestLong=Long.MAX_VALUE;
//realnumbers
floatlargestFloat=Float.MAX_VALUE;
doublelargestDouble=Double.MAX_VALUE;
//otherprimitivetypes
charaChar=′S′;
booleanaBoolean=true;
//displaythemall
″Thelargestbytevalueis″+largestByte）;
″Thelargestshortvalueis″+largestShort）;
″Thelargestintegervalueis″+largestInteger）;
″Thelargestlongvalueis″+largestLong）;
″Thelargestfloatvalueis″+largestFloat）;
″Thelargestdoublevalueis″+largestDouble）;
//Character类有一个方法booleanisUpperCase（charch）是用来判断一个字符是
//否是大写
if（Character.isUpperCase（aChar））{
″Thecharacter″+aChar+″isuppercase.″）;
}else{
″Thecharacter″+aChar+″islowercase.″）;
}
″ThevalueofaBooleanis″+aBoolean）;
}
}
（1）修改上面的程序，让它能输出每种整型数据类型能表示的最小值。
（提示：
Byte类型的最小值属性是MIN_VALUE）
（2）Character类有另一个方法booleanisLowerCase（charch）,可以来判断一个字符是否为小写。
修改适当的语句，使程序完成相同的功能。
（3）修改上面的程序，使布尔型变量aBoolean具有一个不同的值。
要求：
1、独立完成；并以实际上机操作计成绩；
2、所有上机实验必须在下一次实验之前完成，否则此次实验成绩算0分；
3、编写实验报告（按照报告模板编写，必须写出详细的实验步骤及必要的屏幕截图）。
实验四 控制流程
一、实验课时
3课时。
二、实验目的
1．充分掌握流程控制语句的格式和功能。
2．熟练运用流程控制语句进行程序设计。
3．学会进行简单的程序调试。
三、实验内容和要求
1．输入并运行下面两个程序：
（1）publicclassWhileDemo2{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
inti=100;
while（i＜100{
″Print″+i）;
i++;
}
}
}
（2）publicclassDoWhileDemo2{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
inti=100;
do{
″Print″+i）;
i++
}while（i<100）;
}
}
思考：
运行上面两个程序，比较While和DoWhile语句的执行过程有何不同。
2．输入并运行下面的程序：
publicclasslxsum{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
inti=1,sum;
sum=0;
while（i<=100）{
sum+=i;
i++
}
″sum=″+sum）;
}
}
思考：
（1）循环一般适用于什么情况？
（2）请用for循环和do-while循环为实现上面的程序的功能。
3．输入并运行下面的程序，体会switch语句的使用。
publicclasslxswitch{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
intx=1,y=2,i=0,j=0;
switch（x）{
case1:
switch（y）{
case1:
i++;break;
case2:
j++;break;
default:
i++;
j++;
}
case2:
i++;j++;break;
default:
i++;j++;
}
″i=″+i）;
″j=″+j）;
}
}
思考：
（1）将你分析程序得到的结果与实际的运行结果相比较，看看有没有什么不同。
如果有不同，原因在哪里？
（2）break语句在switch语句中起到了什么作用？
4．输入并运行下面的程序，判断某一年是否是闰年。
闰年的条件是符合下面二者之一：
（1）能被4整除，但不能被100整除；
（2）能被4整除，又能被400整除。
publicclassJudgeLeapYear{
publicstaicvoidmain（Stringargs[]）{
//方法1
intyear=1800;
if（（year%4==0&&year%100!
=0）||（year%400==0））
″年是闰年″）；
else
″年不是闰年″）;
//方法2
year=1997;
booleanleap;
if（year%4!
=0）
leap=false;
elseif（year%100!
=0）
leap=true;
elseif（year%400!
=0）
leap=false;
else
leap=true;
if（leap==true）
″年是闰年″）；
else
″年不是闰年″）
//方法3
year=2000;
if（year%4==0）{
if（year%100==0）{
if（year%400==0）
leap=true;
else
leap=false;
}else
leap=false;
}else
leap=false;
if（leap==true）
″年是闰年″）；
else
″年不是闰年″）；
}
}
思考：
（1）程序中是如何判断一个数能被另一个数整除的？
（2）请说出程序中用了哪三种方法来判断是否闰年，并体会其中的联系和区别。
提高：
在输入程序的过程中难免要出错。
一般说业，程序中的错误有两种：
语法错误和逻辑错误。
程序调试就是要找出程序中的错误，编出正确的程序。
下面的程序用来输出5次"Hello！
"，请更正程序中的错误，并上机调试运行。
publicclassHello{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
for（i=1;i<5;i++）;
{
″time″+i+″:
Hello!
″）;
}
}
}
在MS-DOS下编译该程序，输入javacHello.java,屏幕上会出现如下错误信息：
Hello.java:
5:
Undefinedvariable:
i
for（i=1;i<5;i++）;
?
Hello.java:
5:
Undefinedvariable:
i
for（i=1;i<5;i++）;
Hello.java:
5:
Undefinedvarable:
i
for（i=1;i<5;i++）
?
Hello.java:
7:
Undefinedvariable:
i
″time″+i+″:
Hello″）;
4errors
可以看到，Java中的错误信息包含如下内容：
（1）源程序文件名；
（2）出错那一行的行号；
（3）出错的类型；
（4）出错那一行的内容。
根据系统给出的错误信息，可以进行相应的修改。
如上面的几个错误，类型都是"Undefinedvariable:
i",也就是说，变量i尚未定义。
于是就可以分析出出错的原因是程序中没有声明变量i就直接使用了它，就是一个语法错误，在源程序中进行相应的修改。
修改过的程序内容如下:
publicclassHello{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
inti;//新添的变量说明
for（i=1;i<5;i++）{
System.out.println（″time″+i+″:
Hello!
″）
}
}
}
对上面的程序再进行编译，顺利通过（屏幕没有出现任何信息）后生成相应的.class文件。
运行该文件，结果为：
time5:
Hello!
只输出了一次"Hello!
"与题目的要求（输出5次"Hello!
"）不符，这是一个逻辑错误。
分析结果，发现它只执行了i为5的那一次输出。
再次检查程序，发现在for语句的圆括号后面多了一个分号，造成了for语句的循环体实际为空语句。
从源程序中将"；"去掉，重新存盘、编译、运行。
结果如下：
time1:
Hello!
time2:
Hello!
time3:
Hello!
time4:
Hello!
发现还少输出一次"Hello！
"，将循环变量的结束条件为"i<6"，重新存盘、编译，运行正确。
思考：
（1）变量i在程序中起到什么作用？
（2）如果将i的初值改设为0，那么应如何改写终止循环的条件？
（3）如果将i的初值改设为3，那么应如何改写终止循环的条件？
要求：
1、独立完成；并以实际上机操作计成绩；
2、所有上机实验必须在下一次实验之前完成，否则此次实验成绩算0分；
3、编写实验报告（按照报告模板编写，必须写出详细的实验步骤及必要的屏幕截图）。
实验五 数组
一、实验课时
3课时。
二、实验目的
1．掌握Java中数组的声明、创建、初始化和使用。
2．了解Java中提供的对数组排序的常用方法。
3．了解在数组中查找一个特定的值的常用方法。
三、实验内容和要求
1．数组元素的排序是一个经常会遇到的问题，冒泡（起泡）排序法（bubblesort）是一种常用的排序方法。
它的基本思想是：
对一个具有n个元素的数组，首先将第一个元素的值和第二个元素的值进行比较，若为逆序（即第一个元素的值大于第二个元素的值），则将两个元素交换之，然后比较第二个元素和第三个元素的值，依次类推，直到第n－1个元素和第n个元素进行比较、交换为止。
如此经过一趟排序，使得值最大元素被安置到最后一个元素的位置上。
然后，对前n－1个元素进行同样的操作，则具有次大值的元素被安置在第n－1个元素的位置上。
重复以上过程直到没有元素需要交换为止。
此过程可图示如下：
初始数组元素：
[49386597761327]
第1趟排序之后：
[384965761327]97
第2趟排序之后：
[3849651327]7697
第3趟排序之后：
[38491327]657697
第4趟排序之后：
[381327]49657697
第5趟排序之后：
[1327]3849657697
第
升级会员 