第三章 Java程序设计基础练习.docx
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第三章Java程序设计基础练习
第3章程序设计基础
本章试验的任务主要是理解和掌握Java中简单的输入输出处理，程序设计的三种基本结构（顺序、选择和循环）。
其目的是掌握这些语句块的语法及构成，以能够在实际应用中灵活地运用它们。
3.1实验一：
基本输入输出语句的应用
1.实验目的
1）正确使用已存在类的方法，从键盘上输入数据；
2）掌握数据的接收、转换并正确使用的方法。
2.实验要求
1）根据数据的输入和输出，编写程序；
2）编译运行程序，分析程序及执行结果。
3.实验内容
实验示例3.1.1从键盘上任意输入一个字母，判断是大写还是小写。
实现该示例的步骤如下：
（1）根据题意，确定所要使用的对象，从键盘上输入数据可以使用System类in对象的read（）方法，该方法是从系统的标准设备上读取数据，可能会引发输入输出错误，因此系统要求在程序编码中应有抛出和处理IO错误的代码。
（2）程序参考代码如下：
/*这是一个简单的Java示例程序
*功能是从键盘上接收一个字符,判断该字符是否是字母
*程序的名字为Practice3_1_1.java
*/
importjava.io.*;
publicclassPractice3_1_1
{
publicstaticvoidmain（Stringargs[]）throwsjava.io.IOException
{
charc1;//定义字符变量c1
booleanl1;//定义布尔变量l1
c1=（char）System.in.read（）;//从键盘上接收一个字节数据赋给c1
l1=c1>='A'&&c1<='Z'||c1>='a'&&c1<='z';//判断输入的是否字母
System.out.println（"c1="+c1+"是字母吗?
"+l1+"!
"）;
}
}
（3）程序及执行结果分析
在程序中使用System.in.read（）方法从键盘上输入获取数据，获取的数据是以输入字符ASCII码的整数表示，例如字符A的ASCII码为65，字符0的ASCII码为48等等。
要将它赋给字符变量，必须进行（char）强制转换。
使用了布尔值真（ture）、假（false）来表示是否字母。
实验示例3.1.2从键盘上两次输入同一个6位及6位以上的验证码，若两次输入一致则通过，否则没有通过。
实现该示例的步骤如下：
（1）根据题意，确定所要使用的对象，从键盘上输入一串字符，可以使用javax.swing类库中的JOptionPane类的showInputDialog（）方法，该方法是从系统的标准设备上输入并获取字符串。
（2）程序参考代码如下：
/*这是一个简单的Java示例程序
*功能是从键盘上两次输入同一个字符串,若两次输入一致,
*则作为验证吗通过,否则没有通过.
*程序的名字为Practice3_1_2.java
*/
importjavax.swing.JOptionPane;
publicclassPractice3_1_2
{
publicstaticvoidmain（Stringargs[]）
{
Stringcode1,code2;//定义两个字符串变量
booleanl1;//定义布尔变量l1
code1=JOptionPane.showInputDialog（"请输入至少6位的验证码：
"）;
code2=JOptionPane.showInputDialog（"再输入一次：
"）;
l1=code1.equals（code2）;//比较字符串是否一样
System.out.println（"验证通过了吗?
"+l1+"!
"）;
System.exit（0）;
}
}
（3）程序及执行结果分析
在程序中涉及到了字符串的比较，它不同于单个字符的比较，在对两个字符串进行等于比较时，需要使用字符串对象的equals（）方法，该方法返回布尔值。
程序的最后执行System.exit（0）方法结束程序执行。
一般来说，在字符界面下，程序执行完main（）方法中的最后一个语句时，程序便自动结束了。
由于程序中使用了对话框，这是图形界面的操作，程序不能够自动结束，所以需要执行上述方法结束程序。
自由训练3.1仿照实验示例3.1.1编写程序，实现从键盘上输入一个字符，判断其是否数字字符。
自由训练3.2仿照实验示例3.1.2编写程序，实现从键盘上输入任意一个数字字串，将其转换为整数，并判断其是否是奇数，且能否被3除尽。
3.2实验二：
选择结构的应用
1.实验目的
1）正确理解各种选择结构（if、if~else~、switch）的语法构成及控制流程；
2）基本掌握选择结构程序设计的基本思想和方法。
2.实验要求
1）根据各种选择结构的实验题目，画出程序实现的处理流程；
2）根据程序实现的处理流程，编写程序；
3）编译运行程序，分析程序及执行结果。
3.实验内容
实验示例3.2.1编写程序，从键盘上输入任何一个字符，判断其是字母，数字还是其他字符。
实现该示例的基本步骤如下：
⑴为了正确有效地编写代码，先画出如图3-1所示的处理流程：
⑵根据流程编写并建立Java程序文件Practice3_2_1.java。
程序清单如下：
/*这是一个简单的Java示例程序
*功能是从键盘上接收一个字符,判断该字符是字母,数字还是其他字符
*程序的名字为Practice3_2_1.java
*/
importjava.io.*;
publicclassPractice3_2_1
{
publicstaticvoidmain（Stringargs[]）throwsjava.io.IOException
{
charc1;//定义字符变量c1
c1=（char）System.in.read（）;//从键盘上接收一个字节数据赋给c1
if（c1>='A'&&c1<='Z'||c1>='a'&&c1<='z'）System.out.println（c1+"是字母!
!
!
"）;
elseif（c1>='0'&&c1<='9'）System.out.println（c1+"是数字字符!
!
!
"）;
elseSystem.out.println（c1+"是其他字符!
!
!
"）;
}
}
⑶程序及执行结果分析
在程序中，使用了示例3.1.1中输入数据的方式，以if多分支结构语句判断字符的归属并输出相应的结果。
实验示例3.2.2某商场根据售货员当月的营业额计算当月奖金，计算方法如下：
10万元以内（包括10万元），取销售额的1%；
15万元以内（包括15万元），10万元按10万以内计算，超出10万元的部分，取0.75%；
20万元以内（包括20万元），15万元按15万以内计算，超出15万元的部分，取0.5%；
20万元上，20万元按20万元以内计算，超出20万元的部分，取0.3%。
编写程序计算奖金。
⑴为了正确有效地编写代码，先画出如图3-3所示的处理流程：
⑵根据流程编写并建立Java程序文件Practice3_2_2.java。
程序清单如下：
/*这是一个简单的Java示例程序
*它的功能是计算奖金额
*程序的名字为Practice3_2_2.java
*/
importjavax.swing.*;
publicclassPractice3_2_2
{
publicstaticvoidmain（String[]args）
{
floatm1,j1;//定义营业额m1,奖金额j1
Stringsm1=JOptionPane.showInputDialog（"请输入营业额（单位为万元）:
"）;
m1=Float.parseFloat（sm1）;//获得营业额
if（m1<=10f）j1=m1*0.01f;
elseif（m1<=15f）j1=10f*0.01f+（m1-10f）*0.0075f;
elseif（m1<=20f）j1=10f*0.01f+5f*0.0075f+（m1-15f）*0.005f;
elsej1=10f*0.01f+5f*0.0075f+5f*0.005f+（m1-20f）*0.003f;
System.out.println（"营业额="+m1+"万元,应得奖金="+j1+"万元"）;
System.exit（0）;//结束程序执行
}
}
⑶程序及执行结果分析
在程序中，我们仍然使用输入对话框来输入浮点数字串，然后使用Float类的parseFloat（）方法将数字串转换为Float常数。
根据获得的营业额，按其多少分别计算相应的奖金额。
程序中使用了多分支的if结构语句进行判断处理。
请多次运行程序，分别输入不同的值，验证处理的正确性。
也许有人会问：
该问题能够使用简单的if分支结构语句解决吗吗?
回答是肯定的。
为了搞清楚if简单分支和多分支的区别和应用，把使用if单分支结构语句实现该示例作为一个自由训练作业留给大家。
实验示例3.2.3将实验示例3.2.2以switch结构方式实现。
实现该示例的基本步骤如下：
⑴处理流程如图3-2所示；
⑵根据流程编写并建立Java程序文件Practice3_2_3.java。
程序清单如下：
/*这是一个简单的Java示例程序
*它的功能是计算奖金额.以switch结构实现
*程序的名字为Practice3_2_3.java
*/
importjavax.swing.*;
publicclassPractice3_2_3
{
publicstaticvoidmain（String[]args）
{
floatm1,j1;//定义营业额m1,奖金额j1
Stringsm1=JOptionPane.showInputDialog（"请输入营业额（单位为万元）:
"）;
m1=Float.parseFloat（sm1）;//获得营业额
intn=（int）（m1-0.0001）/5;
switch（n）
{
case0:
case1:
j1=m1*0.01f;
break;
case2:
j1=10f*0.01f+（m1-10f）*0.0075f;
break;
case3:
j1=10f*0.01f+5f*0.0075f+（m1-15f）*0.005f;
break;
default:
j1=10f*0.01f+5f*0.0075f+5f*0.005f+（m1-20f）*0.003f;
}
System.out.println（"营业额="+m1+"万元,应得奖金="+j1+"万元"）;
System.exit（0）;//结束程序执行
}
}
⑶程序及执行结果分析
该程序采用了switch结构进行处理，该结构的关键在于构造判断表达式，根据表达式的值进行相应的处理。
程序功能和上例是一样的，可以多次执行程序，分别输入不同的值以验证程序处理的正确性。
自由训练3.3编写程序：
以简单的if结构语句实现实验示例3.2.2。
自由训练3.4阅读下列程序：
/*这是一个简单的Java示例程序
*它的功能是计算奖金额.以switch结构实现
*程序的名字为Practice3_2_3.java
*/
importjavax.swing.*;
publicclassTest3_3
{
publicstaticvoidmain（String[]args）
{
floatm1,j1=0;//定义营业额m1,奖金额j1
Stringsm1=JOptionPane.showInputDialog（"请输入营业额（单位为万元）:
"）;
m1=Float.parseFloat（sm1）;//获得营业额
System.out.print（"营业额="+m1+"万元,"）;
intn=（int）（m1-0.0001）/5;
switch（n）
{
default:
j1+=（m1-20f）*0.003f;
m1=20;
case3:
j1+=（m1-15f）*0.005f;
m1=15;
case2:
j1+=（m1-10f）*0.0075f;
m1=10;
case1:
case0:
j1+=m1*0.01f;
}
System.out.println（"应得奖金="+j1+"万元"）;
System.exit（0）;//结束程序执行
}
}
该程序的目的是实现实验示例3.2.2的功能，输入并编译执行程序，执行的结果正确吗?
该实现方式和实验示例3.2.3有哪些区别?
通过上边示例的实验和自由训练，应该初步了解和掌握了选择结构基本的使用方法，选择结构在程序设计中是常用的，请大家认真总结并思考以下问题：
简单if分支结构语句、多分支结构语句与switch结构各有哪些特点?
它们分别适用于处理那些应用?
3.3实验三：
循环结构的应用
1.实验目的
1）正确理解各种循环结构（while、do~while、for）的语法构成及控制流程；
2）理解break、continue控制语句的意义，并正确使用它们；
3）基本掌握循环结构程序设计的基本思想和方法。
2.实验要求
1）根据各种循环结构的实验题目，画出程序实现的处理流程；
2）根据程序实现的处理流程，编写程序；
3）编译运行程序，分析程序及执行结果。
3.实验内容
实验示例3.3.1从键盘上输入n个字符，统计其中字母、数字和其它字符的个数。
可以参照实验示例3.2.1，在此示例的基础上稍作修改即可。
实现该示例的基本步骤如下：
⑴主要处理流程如图3-3所示；
⑵根据流程编写并建立Java程序文件Practice3_3_1.java。
程序清单如下：
*这是一个简单的Java示例程序
*功能是从键盘上接收n个字符,统计其中字母,数字和其他字符的个数
*程序的名字为Practice3_3_1.java
*/
importjava.io.*;
publicclassPractice3_3_1
{
publicstaticvoidmain（Stringargs[]）throwsjava.io.IOException
{
charc1;//定义字符变量c1
intn=50,i,alphabet=0,digit=0,other=0;//定义所需变量
System.out.println（"请连续输入"+n+"个字符,之后按回车键完成:
"）;
for（i=1;i<=n;i++）
{
c1=（char）System.in.read（）;//从键盘上接收一个字节数据赋给c1
if（c1>='A'&&c1<='Z'||c1>='a'&&c1<='z'）alphabet++;
elseif（c1>='0'&&c1<='9'）digit++;
elseother++;
}
System.out.println（n+"字符中,"+alphabet+"个字母,"+digit+"个数字字符,"+other+"个其他字符!
!
!
"）;
}
}
⑶程序及执行结果分析
在程序中使用了for循环结构，该结构是最常用的循环结构，一般用于确定重复次数（当然也可用于不确定次数）的循环。
在程序执行时，可以连续输入n个字符，然后按回车键完成输入，当然也可以输入一个或多个字符按回车键，如果输入不足n个字符，程序会继续等待输入字符，直到收到n个字符为止；如果输入多于n个字符，后边多余的字符将被丢弃。
程序一个个单独接收字符，根据分类分别计数统计，完成后输出统计结果。
实验示例3.3.2.查找、统计并输出100~1000之间的素数。
提示：
素数是只能被1和自身除尽的数，要判断一个数N是否是一个素数，只需看N是否能被2~N/2之间的任一个数除尽，如果有，则不是素数，否则是素数。
实现该示例的基本步骤如下：
⑴处理流程如图3-4所示；
⑵根据流程编写并建立Java程序文件Practice3_3_2.java。
程序清单如下：
参考程序一：
/*这是一个简单的Java示例程序
*它的功能是查找、统计并输出100~1000之间的素数
*程序的名字为Practice3_3_2.java
*/
publicclassPractice3_3_2
{
publicstaticvoidmain（String[]args）
{
intcount=0;
F1:
for（intN=101;N<=1000;N+=2）
{
for（inti=2;icount++;//素数个数计数
System.out.print（""+N）;//输出素数
if（count%10==0）System.out.println（）;//一行输出10个后换行
}
System.out.println（"\n100~1000内素数的个数为：
"+count）;
}
}
参考程序二：
/*这是一个简单的Java示例程序
*它的功能是查找、统计并输出100~1000之间的素数
*程序的名字为Practice3_3_2_1.java
*/
publicclassPractice3_3_2_1
{
publicstaticvoidmain（String[]args）
{
intcount=0;
for（intN=101;N<=1000;N+=2）
{
inti=2;
for（;iif（i>=N/2）
{
count++;//素数个数计数
System.out.print（""+N）;//输出素数
if（count%10==0）System.out.println（）;//一行输出10个后换行
}
}
System.out.println（"\n100~1000内素数的个数为：
"+count）;
}
}
⑶程序及执行结果分析
该实验示例提供了两个参考程序，都使用了双重循环，内层循环用于判断N是否是素数；外层循环逐个提供数据N，若N是素数，则输出并计数。
第一个参考程序在内循环体中判断N能否被2~N/2之间的数除尽，一旦遇到被除尽的数，则表明N不是素数，程序采用continue加标号的控制方式跳出内层循环并结束外层循环的本次循环，进入外层循环的下一次循环，计算判断下一个N是否为素数；若没有遇到被除尽的数，内层循环正常结束，表明N是一个素数，输出并计数。
第二个参考程序在内循环体的循环处理中，一旦遇到被除尽的数，则表明N不是素数，采用break的控制方式结束内层循环，然后依靠内循环的执行次数来判断N是否是素数，若内层循环控制变量i>=N/2，则表明内层循环正常结束，没有遇到被除尽的数，N是素数，输出并计数；否则，不是素数。
该示例的目的主要是加深对多重循环（循环嵌套）的认识，在多重循环中，内层循环变化最快，可以把它作为外层循环体的一个语句块来对待。
在示例的两个程序中分别使用了控制语句continue和break，并且使用了带语句标号的continue格式，它使得程序简洁、明了。
请大家认真阅读和理解这两个程序，注意控制语句的使用场合和使用方法。
实验示例3.3.3根据如下的计算公式计算其近似值，要求最后一项的绝对值小于10-5。
要求当前项
。
实现该示例的基本步骤如下：
⑴处理流程如图3-9所示；
⑵根据流程编写并建立Java程序文件，程序清单如下：
参考程序1：
/*这是一个简单的Java示例程序
*它的功能是计算输出级数的近似值
*程序的名字为Practice3_3_3.java
*/
publicclassPractice3_3_3
{
publicstaticvoidmain（String[]args）
{
doublen=2.0,p=1.0,sign=-1.0;
while（1.0/（n*n+1）>=1e-5）
{
p+=sign/（n*n+1）;
sign=-sign;
n++;
}
System.out.println（"p="+p）;
}
}
参考程序2：
/*这是一个简单的Java示例程序
*它的功能是计算输出级数的近似值
*程序的名字为Practice3_3_3_1.java
*/
publicclassPractice3_3_3_1
{
publicstaticvoidmain（String[]args）
{
doublen=2.0,p=1.0,sign=-1.0;
do
{
p+=sign/（n*n+1）;
sign=-sign;
n++;
}
while（1.0/（n*n+1）>=1e-5）;
System.out.println（"p="+p）;
}
}
⑶程序及执行结果分析
该示例也提供了两个参考程序，分别采用了while和do~while循环结构，这种结构一般适用于不定次数的循环问题，选取循环条件是关键。
两种循环格式的区别是，do~while循环的特点是先执行后判断，所以循环至少被执行一次；而while循环是先判断而后执行，所以循环有可能一次也不被执行。
本例中使用了双精度浮点数进行处理，以获得较高的计算精度；在加入各项值时，由于是一正一负交替进行的，所以采用一个变量sign来处理：
sign=-sign，以达到所需的目的。
认真阅读程序，掌握各种循环结构的用法，完成下边的自由练习：
自由练习3.5阅读以下程序：
/*这是一个简单的Java示例程序
*它的功能是:
已知n!
=3628800,n=?
*程序的名字为Test3_5.java
*/
publicclassTest3_5
{
publicstaticvoidmain（String[]args）
{
longn=1,facorial=1;
do
{
n++;
facorial*=n;
}
while（facorial>=3628800）;
System.out.println（"n!
="+facorial+"n="+n）;
}
}
输入、编译和执行程序，程序的执行结果对吗?
为什么?
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