Java程序设计实验讲义版资料.docx
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Java程序设计实验讲义版资料
《Java程序设计》
实验讲义
黑龙江大学计算机学院
黑龙江大学软件学院
2015年8月
目录
前言4
实验要求5
实验1Java程序的编辑、编译、运行环境（2学时）6
1.实验内容6
2.预习内容6
3.实验类型6
4.实验目的6
5.实验要求6
6.实验提示7
实验2类和对象的使用（2学时）8
1.实验内容8
2.预习内容8
3.实验类型8
4.实验目的8
5.实验要求8
6.思考题9
实验3继承性（2学时）10
1.实验内容10
2.预习内容10
3.实验类型10
4.实验目的10
5.实验要求10
6.思考题10
实验4Object类（2学时）11
1.实验内容11
2.预习内容11
3.实验类型11
4.实验目的11
5.实验要求11
6.思考题11
实验5数组与异常处理（2学时）12
1.实验内容12
2.预习内容12
3.实验类型12
4.实验目的12
5.实验要求12
6.思考题13
实验6图形用户界面（2学时）14
1.实验内容14
2.预习内容14
3.实验类型14
4.实验目的14
5.实验要求14
6.实验提示15
实验7输入/输出处理（2学时）16
1.实验内容16
2.预习内容16
3.实验类型16
4.实验目的16
5.实验要求16
6.实验提示16
实验8线程（2学时）18
1.实验内容18
2.预习内容18
3.实验类型18
4.实验目的18
5.实验提示18
6.思考题19
前言
《Java程序设计》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程序设计实验》是与《Java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环境变量；设置classpath环境变量（选做）。
（4）实现一个整数N的阶乘运算。
N为固定常数。
（5）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
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。
（4）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）{
…
}
6.实验提示
（1）path是Windows系统的一个环境变量，内容为分号分隔的若干个文件夹名称（如“C:
\Windows;C:
\Windows\System32;C:
\java\bin”）。
在cmd窗口中输入一个命令时，Windows首先在命令行提示符所表示的文件夹（称作“当前文件夹”或“默认文件夹”）内查找命令文件。
如果此文件夹内确实存在命令文件，则开始运行该命令，否则依次查看path环境变量中的每个文件夹，直到找到命令文件或查找失败为止。
根据上述特点，我们可以把包含“javac.exe”命令文件和“java.exe”命令文件的文件夹（通常为“c:
\programfiles\java\jdk1.6.xxx\bin”）添加到path环境变量中，从而简化cmd窗口中输入的java编译或运行命令。
（2）classpath环境变量也是分号分隔的若干个文件夹或压缩文件名称。
设置classpath的目的，在于告诉Java命令在哪些文件夹或压缩文件内可以找到所要执行的.class文件。
由于用“java类名”命令执行一个.class文件的文件夹通常都是当前文件夹，所以应该将表示当前文件夹的符号“.”加到classpath环境变量中。
实验2类和对象的使用（2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。
其中计算平方根的方法是Math.sqrt（），如：
doubled=Math.sqtr
（2）;
（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）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.实验类型
设计型
4.实验目的
掌握Java类的设计原理和对象的使用方法
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。
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3继承性（2学时）（二选一）
1.实验内容
（1）编写颜色类Color和具有颜色值的ColoredCircle类，ColoredCircle类是Circle类的子类。
Color类包含三个颜色分量red、green和blue（取值范围为0-255）；ColoredCircle类包括圆周颜色borderColor和圆心颜色centerColor成员对象，都是自定义的Color类对象。
（2）为上述两个类添加适当的构造方法、get、set方法（如getBlue（）、setBlue（）、getCenterColor（））.
（3）编写测试ColoredCircle类的测试类ColoredCircleTest，并在该类的main方法中调用ColoredCircle类的相关方法，验证其正确性。
（4）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.实验类型
验证型
4.实验目的
掌握Java继承机制的使用方法
5.实验要求
（1）ColoredCircle类的两个颜色分量必须是Color类对象。
（2）ColoredCircle必须是Circle类的子类。
6.思考题
您还可以设计哪些Circle类的子类？
继承性（与上面的继承性试验二选一，即可）
1.实验内容
（5）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、计算圆柱体的体积方法volume（）和计算表面积的方法surfaceArea（）。
（6）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。
（7）程序调试通过后填写实验报告。
2.预习内容
（3）类的定义
（4）继承机制及其作用
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
5.实验要求
（3）确定Circle类的包名
（4）在Cylinder类中用import导入Circle类
（5）编写Cylinder类的代码
（6）编写CylinderTest类的代码
6.思考题
您还可以设计哪些Circle类的子类？
实验4Object类（2学时）
1.实验内容
（1）重写Point和Circle类的equals（）、toString（）方法，并测试这些方法的正确性。
（2）程序调试通过后填写实验报告。
2.预习内容
（1）Object类的作用
（2）equals（）方法和toString（）方法
3.实验类型
验证型
4.实验目的
掌握Object类与其它类之间的关系
5.实验要求
（1）在Point和Circle类中分别添加equals（）方法和toString（）方法
（2）测试上述方法的正确性
6.思考题
为什么equals（）方法和toString（）方法的访问类型必须为public？
实验5数组与异常处理（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）为矩阵类添加相关的自定义异常类，并在适当位置使用这些异常类。
2.预习内容
（1）数组的定义
（2）类的定义
（3）异常处理
3.实验类型
验证型
4.实验目的
（1）掌握数组的定义和使用
（2）理解异常的使用和自定义异常类的方法。
（3）理解throw和throws的区别和联系。
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
（4）编写矩阵行数或列数非法异常类IllegalArgumentException、矩阵行号或列号非法异常类IllegalIndexException以及矩阵无法相乘异常类MatrixMultiplicationException。
这些类只需要包含toString非法即可。
（5）在Matrix类的构造方法中，如果rows或cols变量值小于1，抛出IllegalArgumentException异常；在getData和setData方法中，如果row或col大于等于矩阵行数或列数，抛出IllegalIndexException异常；在multiply非法中，如果两个矩阵的行列数不满足矩阵相乘规则，抛出MatrixMultiplicationException异常。
（6）在MatrixTest类中测试上述异常定义是否有效。
（7）提交调试通过的Java程序。
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，如何给矩阵的某个元素值赋值？
实验6图形用户界面（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。
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
5.实验要求
（1）编写各个按钮的代码，使得能够进行四则运算。
（2）当按下“+”按钮时，两个数值文本框之间应显示“+”号，同时相加结果显示在第三个文本框内（如下图所示）。
类似处理“-”、“*”和“/”按钮。
（3）应处理除0异常和数值格式非法异常，如：
（4）程序调试通过后填写实验报告。
6.实验提示
（1）文本框（TextField类）的宽度可以用构造函数设置，如:
TextFieldtf1=newTextField（10）;
（2）出错提示窗口可以利用javax.swing.JOptionPane类的相应方法，如：
javax.swing.JOptionPane.showMessageDialog（null,"请输入两个整数!
"）;
实验7输入/输出处理（2学时）
1.实验内容
实现一个简单的图形界面文本编辑器（如下图所示），该程序从磁盘读入文本文件，并将内容显示到JTextArea中。
也可以将JTextArea内容保存到原文件或另存到其它文件中。
2.预习内容
输入/输出处理、异常处理、图形用户界面
3.实验类型
综合型
4.实验目的
（1）理解流的操作
（2）能够创建、读写、更新文件
5.实验要求
（1）在以上操作中，均要求带有异常处理结构。
（2）提交调试通过的Java程序。
6.实验提示
（1）在JFrame中添加菜单可以用如下代码：
JMenuBarjMenuBar1=newJMenuBar（）;
JMenujMenu1=newJMenu（"文件"）;
JMenuItemjMenuItem1=newJMenuItem（"打开"）;
JMenuItemjMenuItem2=newJMenuItem（"保存"）;
JMenuItemjMenuItem3=newJMenuItem（"另存为"）;
JMenuItemjMenuItem4=newJMenuItem（"退出"）;
JSeparatorjSeparator1=newJSeparator（）;
jMenu1.add（jMenuItem1）;
jMenu1.add（jMenuItem2）;
jMenu1.add（jMenuItem3）;
jMenu1.add（jSeparator1）;
jMenu1.add（jMenuItem4）;
jMenuBar1.add（jMenu1）;
frame.setJMenuBar（jMenuBar1）;
（2）默认情况下JtextArea没有滚动条，若要添加滚动条，需要用以下代码：
jScrollPane1=newJScrollPane（）;
jTextArea1=newJTextArea（）;
jScrollPane1.setViewportView（jTextArea1）;
frame.add（jScrollPane1）;
实验8线程（2学时）
1.实验内容
（1）编写一个世界时钟程序，界面如下图所示：
（2）在主窗口上至少显示两个时区的时间。
2.预习内容
（1）图形界面程序
（2）线程
3.实验类型
设计型
4.实验目的
掌握多线程程序的编写
5.实验提示
（1）获取时间、换算时区以及转化为字符串的代码如下：
Calendarnow=Calendar.getInstance（）;
now.add（Calendar.HOUR, timeInterval）;
//timeInterval为与北京时间相差的时数，如纽约为-12，伦敦为-7，东京为+2
Stringsdf=newSimpleDateFormat（"HH:
mm:
ss"）.format（now.getTime（））;
（2）设置JLabel字体的代码如下：
Fontfont=newFont（"宋体",Font.BOLD,30）;
l1=newJLabel（"北京时间"）;
l1.setFont（font）;
6.思考题
如何提高本实验的代码重用程度？
能不能用一个类实现所有线程？
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