java程序设计实验

Java程序设计实验指导书重庆工商大学计算机科学与信息工程学院二零零六 年 七 月实验 1 Java 运行环境的安装、配置与运行 一、实验目的 1 掌握下载 Java SDK 软件包。 2 掌握设置 Java 程序运行环境的方法。 3 掌握编写与运行 Java 程序的方法。 4 了解 Java 语言的概貌。 5 安装、掌握JCreator软件，为学习 Java 语言和进行 Java 程序的实验做好准备工作。6 浏览Applet 程序二、实验要求 1 安装并设置 Java SDK 软件包。 2 编写一个简单的 Java 程序，在屏幕上输出”hello,java!”。 public class Hello public static void main(String args) System.out.println(hello,java!); 3 掌握运行 Java 程序的步骤。 4 浏览 SDK 自带的 Applet 应用小程序。三、实验内容（一）SDK 的下载与安装1 机器要求 Java 对机器运行要求不高。下面给出的是基于Windows 平台的机器要求。硬件要求：CPU PII 以上，64M 内存，1OOM 硬盘空间即可。软件要求：Windows98/Me/XP/NT/2000，IE 5 以上。2 下载SDK 为了建立基于SDK 的Java 运行环境，需要先下载Sun 的免费SDK 软件包。SDK 包含了一整套开发工具，其中包含对编程最有用的是Java 编译器、Applet 查看器和Java 解释器。在浏览器中输入 J2SE v 1.4.2_01 ”栏可以选择下载 J2SE v 1.4.2_01 SDK 软件包。有两种选择：一种是在线安装“Windows Installation”；一种是离线安装“Windows Offline Installation”。3 安装SDK运行下载的“j2sdk-1_4_2_01-windows-i586.exe”软件包，可安装SDK，在安装过程中可以设置安装路径及选择组件，系统默认的安装路径为C: j2sdk1.4.2_01（这里选择E 盘），默认的组件选择是全部安装。4 SDK 中的主要文件夹和文件安装成功后，E: j2sdk1.4.2_01 中的文件和子目录其中，bin 文件夹中包含编译器（javac.exe）、解释器（javac.exe）、Applet 查看器（appletviewer.exe）5 等可执行文件（二）设置环境变量SDK 中的工具都是命令行工具，需要从命令行即MSDOS 提示符下运行它们。很多人可能会不习惯，但这是Sun 特意采取的策略，为的是把精力更多地投入到Java 语言本身而不是花在开发工具上。为了能正确方便的使用SDK，可手工配置一些Windows 的环境变量，Windows 98 与Windows/xp/NT/2000 的配置略有不同。下面以Windows/xp/NT/2000为例说明相关配置。1 设置Windows XP/NT/2000 在桌面“我的电脑”图标上单击右键，选择“属性”菜单，将出现系统特性设置界面 在“高级”选项卡中单击“环境变量”按钮。将出现“环境变量”设置界面 在“系统变量”框中选择“Path”，然后单击“编辑”按钮，在出现的“编辑系统变量”对话框中， 在“变量值”栏的命令前添加“E:j2sdk1.4.2_01bin;”命令 用同样方法设置环境变量“classpath”，其值为“E:j2sdk1.4.2_01lib;”命令。 设置完成后，单击“开始”“所有程序”“附件”“命令提示符”打开DOS 窗口，在命令提示符下输入“java”或“javac”，回车后，如果出现其用法参数提示信息，则安装正确2 设置DOS 起始位置为了在打开DOS 窗口时可以直接进入包含你开发的java 程序的路径下，下面以Windows XP/2000为例说明设置过程。 首先建立一个存放java 源程序的路径和文件夹，如将实验中建立的java 源程序都存放在为“e:java程序”文件夹中。 单击“开始”“所有程序”“附件”“命令提示符”，选择“命令提示符”选项右击， 在出现的下拉菜单中选择“属性”菜单，将打开“命令提示符 属性”对话框，如图1.11 所示。 在“命令提示符 属性”对话框中选择“快捷方式”选项，在“起始位置”栏输入“e:java程序”，单击“确定”按钮。进行了上面的设置后，打开DOS 窗口时将直接进入“e:java程序”路径下。如果没有进行上述设置，可使用DOS 命令，直接输入“e:”按回车进入到e 盘，再输入“cd java”到e 盘的java 子目录下，再输入“cd 程序”即可到“e:java程序”路径下。（三）编写、编译Java 源程序1 打开一个纯文本编辑器，键入如下程序： public class Hello public static void main(String args) System.out.println(Hello,welcome!);2 将文件命名为Hello.java，保存为文本文件格式文件，注意保存文件的路径。根据前面环境变量的设置，Hello.java 应该保存在“e:java程序”的路径下。（四）编译Java 源程序Java 源程序编写后，要使用Java 编译器（javac.exe）进行编译，将Java 源程序编译成可执行的程序代码。Java 源程序都是扩展名为 .java 的文本文件。编译时首先读入Java 源程序，然后进行语法检查，如果出现问题就终止编译。语法检查通过后，生成可执行程序代码即字节码，字节码文件名和源文件名相同，扩展名为 .class。1 打开命令提示符窗口（MSDOS 窗口）进入Java 源程序所在路径。2 键入编译器文件名和要谝译的源程序文件名。javac Hello.java3 按回车键开始编译(注意：文件名H 要大写，否则运行会出问题)。如果源程序没有错误，则屏幕上没有输出，键入 “dir”按回车键后可在目录中看到生成了一个同名字的.class 文件“Hello. class”。否则，将显示出错信息。（五）运行Java 程序使用Java 解释器（java.exe）可将编译后的字节码文件Hello.class 解释为本地计算机代码。在命令提示符窗口或MSDOS 窗口键入解释器文件名和要解释的字节码文件名java Hello，按回车键即开始解释并可看到运行结果，如果看到如图1.19 所示结果，表明程序运行成功了（六）安装、使用JCreator软件在JCreator环境下编辑、编写、运行Java程序（七）浏览SDK 自带的Applet 应用小程序。在下载的j2sdk1.4.2_01demoappletsClock 文件夹中用浏览器打开网页文件example1.html，就可以看到一个嵌入到Web 页面的Applet 开始运行，一个模拟时钟出现在网页上实验 2 Java 基本语法练习 一、实验目的 1 了解 Java 的数据类型 2 掌握各种变量的声明方式。 3 理解运算符的优先级。 4 掌握 Java 基本数据类型、运算符与表达式。 5 理解 Java 程序语法结构，掌握顺序结构、选择结构和循环结构语法的程序设计方法。 6 通过以上内容，掌握 Java 语言的编程规则。 二、实验要求 1. 编写一个声明 Java 不同数据类型变量的程序。 2. 编写一个使用运算符、表达式、变量的程序。 3. 编写一个使用 Java 数组的的程序。 4. 编写表达式语句、复合语句的程序。 5. 编写使用不同选择结构的程序。 6. 编写使用不同循环结构结构的程序。 三、实验内容 （一） 声明不同数据类型的变量 1编写声明不同数据类型变量的程序文件 KY2_1.java，源代码如下。 public class KY2_1 public static void main(String args) byte b=0x55; short s=0x55ff; int i=1000000; long l=0xffffL; char c=a; float f=0.23F; double d=0.7E-3; boolean B=true; String S=这是字符串类数据类型; System.out.println(字节型变量 b = +b); System.out.println(短整型变量 s = +s); System.out.println( 整型变量 i = +i); System.out.println(长整型变量 l = +l); System.out.println(字符型变量 c = +c); System.out.println(浮点型变量 f = +f); System.out.println(双精度变量 d = +d); System.out.println(布尔型变量 B = +B); System.out.println(字符串类对象 S = +S); 2 编译并运行该程序（二） 了解变量的使用范围 1建立 KY2_2.java 文件，通过本程序了解变量的使用范围，源代码如下。 public class KY2_2 static int i=10; public static void main(String args) int k=10; System.out.println(i=+i); System.out.println(k=+k); System.out.println(i=+i); System.out.println(k=+k); /编译时将出错，已出 k 的使用范围 2编译 KY2_2.java 此时会出现错误提示。因为变量 k 在方法块中声明，在方法块之外它是不存在的， 所以编译时会出错。 3修改上面的程序。 4成功运行该程序。 思考：KY2_2.java 程序说明了什么问题？ （三） 使用关系运算符和逻辑运算符 1建立使用关系运算符和逻辑运算符的程序文件，源代码如下。 class KY2_3 public static void main(String args) int a=25, b=20, e=3, f=0; boolean d=ab; System.out.println(a=25,b=20,e=3,f=0); System.out.println(因为关系表达式 a5) System.out.println(因为 e 非 0 且 a/e 为 8 大于 5，所以输出 a/e +a/e); if (f!=0 & a/f5) System.out.println(a/f = +a/f); else System.out.println(因为 f 值为 0，所以输出 f = +f); 2编译并运行该程序，结果如图 2.3 所示。（四） 使用表达式语句与复合语句 1 建立包含表达式语句程序，源代码如下。 class KY2_4 public static void main(String args) int k, i=3, j=4; k=20*8/4+i+j*i; System.out.println(表达式（20*8/4+i+j*i）+k); 2 建立包含复合语句程序，源代码如下。 class KY2_5 public static void main(String args) int k, i=3, j=4; k=i+j; System.out.println(在复合块外的输出 k=+k); float f; f=j+4.5F; i+; System.out.println(在复合块内的输出 f=+f); System.out.println(在复合块内的输出 k=+k); System.out.println(在复合块外的输出 i=+i); 3 编译并运行上述两个源程序 4 将变量 i 在块内定义会怎样？改变其他变量的位置看看会发生什么变化。 思考：指出程序的复合结构以及变量的使用范围。 （五） 使用选择语句 1使用 if.else 语句 程序功能：使用 if.else 语句构造多分支，判断某一年是否为闰年。闰年的条件是符合下面二者之一：能被 4 整除，但不能被 100 整除；能被 4 整除，又能被 100 整除。 编写源程序文件，代码如下。 public class KY2_6 public static void main(String args) boolean leap; int year=2005; if (year%4=0 & year%100!=0) | (year%400=0) / 方法 1 System.out.println(year+ 年是闰年); else System.out.println(year+ 年不是闰年); year=2008; / 方法 2 if (year%4!=0) leap=false; else if (year%100!=0) leap=true; else if (year%400!=0) leap=false; else leap=true; if (leap=true) System.out.println(year+ 年是闰年); else System.out.println(year+ 年不是闰年); year=2050; / 方法 3 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) System.out.println(year+ 年是闰年); else System.out.println(year+ 年不是闰年); 编译运行程序思考：本程序中有几个选择语句，哪些具有嵌套关系？ 2使用 switch 语句 程序功能：在不同温度时显示不同的解释说明。 程序源代码如下。 class KY2_7 public static void main(String args) int c=38; switch (c10?1:c25?2:c35?3:4) case 1: System.out.println( +c+ 有点冷。要多穿衣服。); case 2: System.out.println( +c+ 正合适。出去玩吧。); case 3: System.out.println( +c+ 有点热。); default: System.out.println( +c+ 太热了!开空调。); 编译运行程序（六） 使用循环语句 1 for 循环语句练习 程序功能：按 5 度的增量打印出一个从摄氏温度到华氏温度的转换表。 程序源代码如下。 class KY2_8 public static void main (String args) int h,c; System.out.println(摄氏温度 华氏温度); for (c=0; c=40; c+=5) h=c*9/5+32; System.out.println( +c+ +h); 编译并运行程序，其结果如图 2.9 所示。 2 while 循环语句练习 程序功能：运行程序后从键盘输入数字 1/2/3 后，可显示抽奖得到的奖品；如果输入其它数 字或字符显示“没有奖品给你!”。 程序源代码如下。 import java.io.*; class KY2_9 public static void main(String args) throws IOException char ch; System.out.println(按 1/2/3 数字键可得大奖!); System.out.println(按空格键后回车可退出循环操作.); while (ch=(char)System.in.read()!= ) System.in.skip(2); / 跳过回车键 switch (ch) case 1: System.out.println(恭喜你得大奖，一辆汽车!); break; case 2: System.out.println(不错呀，你得到一台笔记本电脑!); break; case 3: System.out.println(没有白来，你得到一台冰箱!); break; default: System.out.println(真不幸，你没有奖品!下次再来吧。); 编译源程序。 在命令提示符窗口运行程序，然后分别按 1、2、3、r ,记录结果。 3dowhile 循环语句练习 程序功能：求 12+100 之和，并将求和表达式与所求的和显示出来。 程序源代码如下。 class KY2_10 public static void main(String args) int n=1, sum=0; do sum+=n+; while (n=100); System.out.println(1+2.+100 =+sum); 编译并运行程序 4多重循环练习 输出九九乘法表的程序，源代码如下。 public class KY2_11 public static void main(String args) int i,j,n=9; System.out.print( * |); for (i=1;i=n;i+) System.out.print( +i); System.out.print(n-|); for (i=1;i=n;i+) System.out.print(-); System.out.println(); for (i=1;i=n;i+) System.out.print( +i+ |); for (j=1;j=i;j+) System.out.print( +i*j); System.out.println(); 编译并运行程序实验 3 面向对象编程练习 一、实验目的 通过编程和上机实验理解 Java 语言是如何体现面向对象编程基本思想，了解类的封装方法，以及 如何创建类和对象，了解成员变量和成员方法的特性，掌握 OOP 方式进行程序设计的方法，了解类的继承性和多态性的作用。 二、实验要求 1 编写一个体现面向对象思想的程序。 2 编写一个创建对象和使用对象的方法的程序。3 编写一个显示当前日期和时间的程序。 4 编写不同成员变量修饰方法的程序。 5 编写不同成员方法修饰方法的程序。 6 编写体现类的继承性（成员变量、成员方法、成员变量隐藏）的程序。 7 编写体现类的多态性（成员方法重载、构造方法重载）的程序。三、实验内容 （一）创建 Applet 应用小程序 1创建一个 Applet 应用程序 KY3_1.java 文件。 （1）程序功能：建立一个 Applet 小程序，使其可以进行简单的加法运算。该程序要包含类、接口、属性、方法、事件等面向对象的基本元素。 （2）程序源代码如下。 import java.awt.*; import java.awt.event.*; import java.applet.Applet; public class KY3_1 extends Applet implements ActionListener Label label1=new Label(+); Label label2=new Label(=); TextField field1=new TextField(6); TextField field2=new TextField(6); TextField field3=new TextField(6); Button button1=new Button(相加); public void init() / 初始化 add(field1); add(label1); add(field2); add(label2); add(field3); add(button1); button1.addActionListener(this); public void actionPerformed(ActionEvent e) / 处理按钮事件 int x=Integer.parseInt(field1.getText()+Integer.parseInt(field2.getText(); field3.setText(Integer.toString(x); / 数值转换为字符串 2 编写一个浏览 Applet 应用程序的页面文件 KY3_1.HTML，源代码如。 3 将 KY3_1.java 源程序编译为 KY3_1.class 文件 4 使用浏览器或使用小程序查看器浏览 KY3_1.HTML 文件（即在命令提示符窗口输入：appletviewer KY3_1.HTML），运行。（二）创建对象并使用对象 1编写 Applet 程序 程序功能：这个 Applet 程序要在页面上输出两个矩形，并伴有文字输出。 KY3_2.java 程序的源代码如下。 import java.awt.*; import java.applet.Applet; public class KY3_2 extends Applet MyBox b1=new MyBox();/创建对象 b1 MyBox b2=new MyBox(170,20,60,60); /创建对象 b2 public void paint(Graphics g) b1.setPosition(20,20); b1.setSize(60,60); b1.draw(g); g.drawString(矩形 1 的 X 位置: +b1.getX(), 20, 100); g.drawString(矩形 1 的 Y 位置: +b1.getY(), 20, 120); b2.draw(g); g.drawString(矩形 2 的 X 位置: +b2.getX(), b2.getX(), b2.getY()+80); g.drawString(矩形 2 的 Y 位置: +b2.getY(), b2.getX(), b2.getY()+100); class MyBox private int x, y, width, height; MyBox() x=0; y=0; width=0; height=0; MyBox(int xPos, int yPos, int w, int h) x=xPos; y=yPos; width=w; height=h; public void setPosition (int xPos, int yPos) x=xPos; y=yPos; public void setSize (int w, int h) width=w; height=h; public int getX() return x; public int getY() return y; public void draw(Graphics g) g.drawRect(x, y, width, height); 2编写一个浏览 Applet 应用程序的页面文件 KY3_2.HTML 3 将 KY3_2.java 源程序编译为 KY3_2.class 文件 4 使用浏览器或使用小程序查看器浏览KY3_2.HTML文件（即在命令提示符下输入：appletviewer KY3_2.HTML），运行.思考：程序的结构。类与对象的关系。对象创建、使用、销毁的过程。（三）编写显示当前日期和时间的程序1 编写Applet 类文件KY3_3.java 程序功能：该程序通过使用一个自定义类Time，实现显示当前日期和时间的功能 KY3_3.java 程序源代码如下。import java.awt.Graphics;import java.applet.Applet;import java.util.Calendar;class Time private Calendar t;private int y, m, d, hh, mm, ss;Time ()t=Calendar.getInstance();y=t.get(t.YEAR);m=t.get(t.MONTH)+1;d=t.get(t.DATE);hh=t.get(t.HOUR_OF_DAY);mm=t.get(t.MINUTE);ss=t.get(t.SECOND);public String getDate() return y+ 年+m+月+d+日;public String getTime() String s=hh+ 时+mm+分+ss+秒;return s;public class KY3_3 extends Applet Time t=new Time();public void paint(Graphics g) g.drawString(当前日期：+t.getDate(),50,40);g.drawString(当前时间：+t.getTime(),50,80);2 编写浏览KY3_3 类的页面文件KY3_3.html3 在浏览器中浏览程序运行结果。（四）使用修饰符有时需要公开一些变量和方法，有时需要禁止其他对象使用变量和方法，这时可以使用修饰符来实现这个目的。常用的修饰符如下。Public，private，protected，package，static，final，transient，volatile1 程序功能：通过两个类StaticDemo、KY3_4 说明静态变量/方法与实例变量/方法的区别。2 编写类文件KY3_4.java，程序源代码如下。class StaticDemo static int x;int y;public static int getX() return x;public static void setX(int newX) x = newX;public int getY() return y;public void setY(int newY) y = newY;public class KY3_4 public static void main(String args) System.out.println(静态变量x=+StaticDemo.getX();System.out.println(实例变量y=+StaticDemo.getY(); / 非法，编译时将出错StaticDemo a= new StaticDemo();StaticDemo b= new StaticDemo();a.setX(1);a.setY(2);b.setX(3);b.setY(4);System.out.println(静态变量a.x=+a.getX();System.out.println(实例变量a.y=+a.getY();System.out.println(静态变量b.x=+b.getX();System.out.println(实例变量b.y=+b.getY();3 对上面的源程序进行编译，排错并运行（五）方法中参数传递的练习1 编写一个传值调用的程序文件KY3_5.java。 程序功能：程序首先给整型变量x 和y 赋一个初值10，然后使用传值调用方式调用方法ff1对x 和y 做乘方及输出x 和y 的乘方值，最后再输出x 和y 的乘方值。 程序源代码如下。class KY3_5 public static void main(String args) int x=10, y=10;ff1(x, y);System.out.println(x=+x+, y=+y);static void ff1(int passX, int passY) passX=passX*passX;passY=passY*passY;System.out.println(passX=+passX+, passY=+passY); 编译KY3_5.java 分析其运行结果2 编写一个调用对象方法的程序文件KY3_6.java。 程序功能：通过调用对象的方法在方法调用后修改了成员变量的值。 KY3_6.java 程序源代码如下。class KY3_6 public static void main(String args) Power p=new Power();p.ff2(10,10);System.out.println(方法调用后 x=+p.x+, y=+p.y);class Powerint x=10, y=10;void ff2(int passX, int passY) System.out.println(初始时 x=+x+, y=+y);x=passX*passX;y=passY*passY;System.out.println(方法调用中 x=+x+, y=+y); 编译KY3_6.java以上两个实验例子仅仅是为了说明Java 编程中参数传递时要注意的问题，在实际编程中是不可取的，因为完全可以采用其它更好的方法来实现参数的传递。例如，前面还使用过传递对象的方式。思考：方法的参数传递有哪些方式？区别时什么？（六）类的继承性练习 1 进一步理解继承的含义 新类可从现有的类中产生，并保留现有类的成员变量和方法并可根据需要对它们加以修改。新类 还可添加新的变量和方法。这种现象就称为类的继承。 当建立一个新类时，不必写出全部成员变量和成员方法。只要简单地声明这个类是从一个已定义的类继承下来的，就可以引用被继承类的全部成员。被继承的类称为父类或超类（superclass），这个新类称为子类。Java 提供了一个庞大的类库让开发人员继承和使用。设计这些类是出于公用的目的，因此，很少有某个类恰恰满足你的需要。你必须设计自己的能处理实际问题的类，如果你设计的这个类仅仅实现了继承，则和父类毫无两样。所以，通常要对子类进行扩展，即添加新的属性和方法。这使得子类要比父类大，但更具特殊性，代表着一组更具体的对象。继承的意义就在于此。 2 创建公共类 KY3_7_P （1）编写程序文件 KY3_7_P.java，源代码如下。 public class KY3_7_P protected String xm; /具有保护修饰符的成员变量 protected int xh; void setdata(String m,int h) /设置数据的方法 xm =m; xh = h; public void print() /输出数据的方法 System.out.println(xm+, +xh); （2）编译 KY3_7_P.java，产生类文件 KY3_7_P.class。 3创建继承的类 （1）程序功能：通过 KY3_7_P 类产生子类 KY3_8，其不仅具有父类的成员变量 xm（姓名）、xh（学号），还定义了新成员变量 xy（学院）、xi（系）。在程序中调用了父类的 print 方法，同时可以看出子类也具有该方法。（2）编写 KY3_8.java 程序，源代码如下。 class KY3_8 extends KY3_7_P protected String xy; protected String xi; public static void main(String args) KY3_7_P p1 = new KY3_7_P(); p1.setdata(帅零,12321) ; p1.print(); KY3_8 s1 = new KY3_8() ; s1.setdata(郭丽娜,12345); /调用父类的成员方法 s1.xy=经济管理学院; /访问本类的成员变量 s1.xi=信息管理系; /访问本类的成员变量 s1.print(); System.out.print(s1.xm+, +s1.xy+, +s1.xi); （3）编译并运行程序注意：公共类 KY3_7_P 与 KY3_8 类要在同一文件夹（路径）内。 （七）类的多态性练习1 理解类的多态性类的继承发生在多个类之间，而类的多态只发生在同一个类上。在一个类中，可以定义多个同名的方法，只要确定它们的参数个数和类型不同。这种现象称为类的多态。多态使程序简洁，为程序员带来很大便利。在OOP 中，当程序要实现多个相近的功能时，就给相应的方法起一个共同的名字，用不同的参数代表不同的功能。这样，在使用方法时不论传递什么参数，只要能被程序识别就可以得到确定的结果。类的多态性体现在方法的重载（overload）上，包括成员方法和构造方法的重载。2 方法的重载方法的重载是指对同名方法的不同使用方式。 程序功能：对不同的数进行排序输出。在IntSort 类中定义3 个同名的方法sort，在 编写KY3_9.java 文件，源代码如下。import java.awt.Graphics;import java.applet.Applet;class IntSort public String sort(int a, int b) if (ab)return a+ +b;elsereturn b+ +a;public String sort(int a, int b, int c) int swap;if (ab) swap=a;a=b;b=swap;if (ac) swap=a;a=c;c=swap;54if (bc) swap=b;b=c;c=swap;return a+ +b+ +c;public String sort(int arr) String s= ;int swap;for (int i=0; iarr.length; i+)for (int j=0; jarrj+1) swap=arrj;arrj=arrj+1;arrj+1=swap;for (int i=0; iarr.length; i+)s=s+arri+ ;return s;public class KY3_11 extends Applet IntSort s=new IntSort();public void paint(Graphics g) int a=30, b=12, c=40;int arr=34,8,12,67,44,98,52,23,16,16;g.drawString(两个数的排序结果：+s.sort(a,b),30,30);g.drawString(三个数的排序结果：+s.sort(a,b,c),30,60);g.drawString(数组的排序结果：+s.sort(arr),30,90);