黑龙江大学面向对象程序设计Java实验讲义.docx
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黑龙江大学面向对象程序设计Java实验讲义
Java语言程序设计
实验讲义
黑龙江大学计算机科学技术学院
2010年3月
前言
《Java语言程序设计实验》在面向对象程序设计的基础上，阐述Java语言的编程基础及其设计方法。
内容包括：
Java程序的输入输出、表达式与运算符、结构化程序设计、类、属性和方法、继承和重载、包和接口、Applet与图形用户界面以及相关Java网络设计等知识，本课程注重实际应用操作，采用实例讲解为学生进一步学习J2EE和J2ME打下技术基础。
结合对实例的开发，以学生为主体，充分发挥学生的主观能动性，引导学生自学教材部分内容，并锻炼学生自行开发各种小型程序模块；培养和锻炼学生利用Java语言进行网络编程的能力。
《Java语言程序设计实验》是以程序设计操作为主的技能课程，它由若干个独立的实验项目组成，与相应的理论课—《Java语言程序设计》配套，本课程的目标是：
（1）加深学生对课堂讲授内容的理解，从计算机语言的基本概念、面向对象程序设计的基本方法、语法规则等方面加深理解，打好面向对象程序设计、软件开发的良好基础。
（2）在上机实验中，提高学生对Java语言各部分内容的综合使用能力，逐步掌握Java语言程序设计的规律与技巧。
（3）在对Java程序的调试过程中，提高学生分析程序中出现的错误和排除这些错误的能力。
（4）通过上机实践，加深学生对计算机软件运行环境、Java集成开发环境的了解。
实验要求
《Java语言程序设计实验》是与《Java语言程序设计》理论课配套的实验课程。
通过本课程的实验训练，要求学生能运用所学理论知识进行基本的面向对象程序设计，培养其规范的编程习惯，掌握基本的操作技能和编程思想。
同时要注意培养学生实事求是的科学态度，相互协作的团队精神，为学习后续课程，参加实际工作和开展科学研究打下良好的基础。
具体要求是：
（1）本课程以实验为主，配合理论课的教学。
任课教师需向学生讲清课程的性质，任务，要求，课程安排和进度，平时考核内容，期末考试办法，实验守则及实验室安全制度等。
（2）本课程主要设置下列类型的实验：
（1）基本操作训练，
（2）验证性及设计性实验；整个实验过程包括课前准备，实验操作，实验报告等环节。
学生在实验前必须进行准备。
（3）根据实验内容不同，基本操作性的实验1人1组，设计性实验可根据情况多人一组，每个实验要求在规定时间内由学生独立完成。
（4）实验过程中，老师应在实验室进行巡视，及时回答问题，纠正学生的错误操作，检查学生的实验报告。
（5）任课教师要认真备课，提前预做实验，上好每一堂课。
实验前清点学生人数。
实验的验收将分为两个部分。
第一部分是上机操作，包括设计结果的源程序的验收与检查。
第二部分是提交书面的实验报告。
实验1Java程序的编辑、编译、运行环境（2学时）
1.实验内容
（1）编写并调试运行HelloWorld应用程序。
（2）编写并调试运行HelloWorld小应用程序。
（3）设置path和classpath环境变量。
程序调试通过后填写实验报告。
2.预习内容
Java语言概述
3.实验类型
验证型
4.实验目的
（1）了解Java程序运行环境；
（2）掌握程序调试的全部过程；
（3）学会编写和调试JavaApplication和JavaApplet程序；
（4）掌握java环境变量的配置
5.实验要求
（1）在修改源程序文件名时，测试源程序文件名是否必须与公有类类名一致；若源程序中没有公有类，源程序文件名可以如何命名；
（2）注意观察字节码文件何时生成，在何路径下生成；
（3）掌握设置环境变量的方法。
实验2Java基本语法（2学时）
1.实验内容
（1）实现一个整数N的阶乘运算。
N为固定常数。
（2）在屏幕上按如下格式输出乘法口诀表：
1X1=1
1X2=22X2=4
1X3=32X3=63X3=9
…
其中，每行的多个乘法公式之间用‘\t’分割
（3）编写一个简单的猜数游戏程序：
●利用Math.random（）方法生成0-1之间的double型数dNum，将dNum转换为0-100之间的整数iNum。
●利用KeyInput.readInt（）方法接收键盘输入的整数inNum。
如果inNum小于iNum，在屏幕上显示“输入的值小，请输入更大的数.”；如果inNum大于iNum，在屏幕上显示“输入的值大，请输入更小的数.”；如果inNum等于iNum，在屏幕上显示“猜对了.”，并结束运行。
●猜测错误的时候，重新输入inNum，直到猜对为止。
如果猜测10次后仍未猜对，显示“猜测次数已达10次，猜数失败.”，并结束程序的运行。
2.预习内容
常用控制语句的格式
System.out.print和System.out.println方法的区别
3.实验类型
验证型
4.实验目的
（1）掌握Java循环控制语句和System.out.print、System.out.println方法的使用
（2）掌握Java随机数方法和键盘输入类KeyInput的使用
5.实验要求
（1）阶乘计算部分必须用函数的递归调用来实现，函数定义时应声明为static，如：
StaticlonggetFactorial（inti）{
…
}
（2）乘法口诀表部分
●编写NineMultiply类
●在main方法中实现乘法口诀表的输出
（3）猜数游戏部分
●编写NumGuessGame类
●在main方法中定义相关变量
●生成dNum和iNum
●利用KeyInput.readInt（），获取inNum值
●根据inNum和iNum值，显示相应信息
●如果猜测10次仍未成功，结束程序的运行
6.思考题
●如何将程序修改成可以猜测多个数的程序？
●如何将猜数游戏程序编写成更为灵活的类？
实验3类、对象以及包的使用（6学时）
1.实验内容
（1）实现一个Point类，该类包含表示坐标的两个int型变量x、y，构造方法Point（）和Point（intxx,intyy）,返回x值和y值的intgetX（）和intgetY（）方法，计算两点间距离的doubledistance（Point）方法。
其中计算平方根用Math.sqrt（）方法。
（2）实现一个Circle类，该类包含表示圆心的Point型变量center，表示半径的intradius变量，以及构造方法Circle（）、Circle（intxx,intyy,intr）、Circle（Pointc,intr），返回周长和面积的intperimeter（）、doublearea（）方法，返回两个圆是否为同一个圆（返回0）、同心圆（返回1）、相交的圆（返回2）、分离的圆（返回3）、包含的圆（返回4）等关系的intrelation（Circlec）等方法。
PI值可以用Math.PI常量。
（3）实现测试上述两个类的ClassTest类。
该类在main方法中分别创建若干个Point对象和Circle对象，并调用相关方法，输出方法的返回值，验证其正确性。
（4）将1-2实验中类的包名分别调整为experiment?
，并重新运行，验证是否运行正确。
其中?
表示实验编号。
（5）实现Rectangle类和RectangleTest类。
其中，Rectangle类隶属于包的包名为experiment9，含有两个方法：
构造方法Rectangle（）和计算面积的方法area（）；RectangleTest类不属于experiment9包，利用RectangleTest类调用包experiment9中的Rectangle类，计算矩形面积。
（6）程序调试通过后填写实验报告。
2.预习内容
（1）类的组成：
成员变量、成员方法、构造方法
（2）对象的创建和使用
（3）Java包及其使用方法
3.实验类型
设计型
4.实验目的
（1）掌握Java类的设计原理和对象的使用方法
（2）理解包的概念以及package语句的用法。
（3）掌握编译和运行包的方法。
（4）理解import语句的用法。
（5）掌握自己设计包的方法和步骤以及调用自己设计的包的方法。
5.实验要求
（1）编写Point类，实现相关方法
（2）编写Circle类，实现相关方法
（3）编写ClassTest类，并在main方法中创建两个Point对象和两个Circle对象，对象的参数可以用固定值
（4）调用Point和Circle的相关方法，并把返回值输出到屏幕上。
（5）
●把实验1-2的程序制作为2个Java包。
●实验中的包名为experiment?
，其中?
表示实验编号。
例如，实验1中的HelloWorldApp类的所隶属的包名为experiment1。
（6）
●实现Rectangle类，含有两个方法：
构造方法Rectangle（）和计算面积的方法area（）。
●Rectangle类隶属于包的包名为experiment9
●实现RectangleTest类。
利用RectangleTest类调用包experiment9中的Rectangle类，计算矩形面积。
（7）提交调试通过的Java程序和实验报告。
6.思考题
（1）为什么distance（）和relation（）方法只需要一个参数？
提供两个或更多的参数有什么缺点？
（2）relation（）方法只返回整数，而不是在方法内部直接输出判断结果。
这么做有什么优点？
实验4继承性与Object类（2学时）
1.实验内容
（1）编写一个代表圆柱体的Cylinder类，该类是Circle类的子类。
Cylinder类包括圆柱体的高度变量height以及计算圆柱体的体积方法volume（）和计算表面积的方法surfaceArea（）。
（2）编写测试Cylinder类的CylinderTest类，并在该类得main方法中调用Cylinder类的相关方法。
（3）重写Point和Circle类的equals（）、toString（）方法，并测试这些方法的正确性。
（4）定义四则运算接口Computable，接口中包括加、减、乘、除四个抽象方法。
再定义接口的实现类和测试类两个类，测试类中尝试使用接口回调调用四则运算方法。
（5）程序调试通过后填写实验报告。
2.预习内容
（1）类的定义
（2）继承机制及其作用
（3）Object类的作用
（4）equals（）方法和toString（）方法
3.实验类型
设计型
4.实验目的
掌握Java继承机制的使用方法
掌握Object类与其它类之间的关系
5.实验要求
（1）确定Circle类的包名
（2）在Cylinder类中用import导入Circle类
（3）编写Cylinder类的代码
（4）编写CylinderTest类的代码
（5）在Point和Circle类中分别添加equals（）方法和toString（）方法
（6）测试上述方法的正确性
6.思考题
您还可以设计哪些Circle类的子类？
为什么equals（）方法和toString（）方法的访问类型必须为public？
实验5数组和向量（2学时）
1.实验内容
（1）设计和编写代表矩阵的Matrix类。
该类包括矩阵行列数变量introws和intcols，矩阵数据数组doubledata[][]，构造方法Matrix（）、Matrix（introws,intcols）、Matrix（introws,intcols,doubledata[][]），获取某元素值的方法getData（introw,intcol），设置某元素值的方法setData（introw,intcol,doublevalue），计算两个矩阵的乘积的方法multiply（Matrixm）以及toString（）等内容。
（2）编写测试类MatrixTest，并在该类中创建两个矩阵对象，计算其乘积。
（3）验证教材例7.5，了解向量Vector的用法
（4）程序调试通过后填写实验报告。
2.预习内容
（1）数组的定义
（2）类的定义
（3）向量的使用
3.实验类型
设计型
4.实验目的
掌握数组的定义和使用，了解向量的用法。
5.实验要求
（1）编写Matrix类
（2）编写MatrixTest类。
在该类中通过键盘输入方式确定所要创建的两个矩阵的行列数，根据行列数随机生成数据或键盘输入，并通过setData方法生成矩阵的内容。
（3）计算矩阵的乘积，并把结果通过toString方法输出到屏幕上
6.思考题
（1）您还可以编写哪些Matrix类的方法？
（2）如果没有setData方法，如何将矩阵的元素值赋值？
实验6异常处理（2学时）
1.实验内容
将教材书后的习题二第6小题调试通过。
2.预习内容
异常处理
3.实验类型
其它型
4.实验目的
（1）理解异常的使用和自定义异常类的方法。
（2）理解throw和throws的区别和联系。
5.实验要求
（1）将教材书后的习题二第6小题调试通过。
（2）提交调试通过的Java程序。
实验7输入/输出处理（2学时）
1.实验内容
（1）结合例10-3和11-3，实现文件复制和显示功能的程序。
（2）实现一个简单的文本编辑器，该编辑器从键盘依次读入成行的文本，并将文本内容及时写入文件中，文件名由命令行参数指定。
如果输入“stop”，运行结束。
2.预习内容
输入/输出处理、输入/输出处理中的字符流操作
3.实验类型
设计型
4.实验目的
（1）理解FileInputStream和FileOutputStream类的使用方法。
（2）理解字符流操作：
练习面向字符的I/O流操作
（3）能够创建、读写、更新文件
5.实验要求
（1）结合例10-3和11-3，实现文件复制和显示功能的程序。
把程序调试通过。
（2）在以上操作中，均要求带有异常处理结构
（3）提交调试通过的Java程序。
实验8GUI程序（2学时）
1.实验内容
（1）编写一个简易计算器程序，其界面如下图所示：
（2）用户界面可以手工编码的形式构造，也可以使用Netbeans、Eclipse等开发工具
（3）编写各个按钮的代码，使得能够进行四则运算。
（4）程序调试通过后填写实验报告。
2.预习内容
（1）图形界面程序的特点
（2）事件处理机制的原理
3.实验类型
设计型
4.实验目的
掌握图形界面程序的设计方法和事件处理机制
实验9布局及事件处理（6学时）
1.实验内容
（1）结合自己所学的基本组件及授权事件处理模型，完成不同组件的事件处理。
（2）综合I/O流及GUI设计相关内容，在记事本程序、Windows自带计算器、扫雷游戏中任选其一来模拟编程。
2.预习内容
（1）GUI编程（布局、事件及基本组件）
（2）I/O流的应用
3.实验类型
综合型
4.实验目的
掌握GUI编程、I/O流的使用
5.实验要求
（1）编写一个GUI程序，要求程序中包含List、Choice和TextField,在List中包含100项，内容分别是“前1项”，“前2项”，。
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“前100项”，用来代表1——100之间，取前几项进行运算。
Choice中包含3项，分别是“求和”，“求平方和”，“求立方和”,分别处理List的双击及Choice的事件,在TextField中显示结果。
（2）仿照windows的记事本程序、扫雷游戏或者计算器编写一个自己的程序。
要求界面基本相同，能够实现最基本的功能。
（3）建议使用swing组件。
（4）程序调试通过后填写实验报告。
6.思考题
（1）如何结合IO实现记事本的打开和保存操作？
（2）如何实现复制、粘贴及剪切操作？
（3）游戏该如何设计？
相关功能如何实现？
（4）
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