Java实验指导书版.docx

1、Java实验指导书版第一部份 绪论 2本课程实验的作用与任务 2本课程实验的基础知识 2本课程实验教学项目及其教学要求 2第二部份基本实验指导 3实验一：Java基本语法 3实验三：Java面向对象程序设计（一） 5实验五：Java常用类 9实验七：Java集合 13实验九：GUI图形用户界面 16第一部份 绪论本课程实验的作用与任务使学生进一步深刻理解Java语言基本概念、语法规则及程序结构，熟练掌握Java语言程序设计的基本方法，提高利用Java在网络环境下开发、设计应用程序的能力，从而进一步培养学生的创新能力和解决实际问题的能力。熟悉JDK工具的编程和调试环境；熟练掌握选择和循环结构的程

2、序设计；熟练掌握面向对象的程序设计思想，包括系统类的应用和用户自定义类；充分理解类的三种的特性：封装、继承和多态，特别是通过接口和抽象类理解多态；掌握图形用户界面的设计，特别是事件处理；掌握包的使用；掌握常用的输入输出流类的应用。最后能根据实验的要求认真完成实验报告。本课程实验的基础知识Java的基本数据类型包括：byte,short,int,long,double,char。Java的数组属于引用类型的数据，是将相同类型的数据按顺序组成的一种符合数据类型。Java的运算符有算术运算符、关系运算符、逻辑运算符、位运算符和赋值运算符，特别要注意它们的优先级。Java的控制语句有if语句、swit

3、ch语句、for语句、while语句、do-while语句。类是组成Java程序的基本要素，类有两个重要的成员：成员变量和方法。类是创建对象的模板，类将对象的属性和功能封装为一个整体。成员变量和类变量的区别、实例方法和类方法的区别、方法的重载、成员的访问权限等都是实验课程所依据的重要理论。继承、多态、接口、包及内部类都是Java中非常重要的概念。Java使用“流”来读写数据。Java的输入输出工作是通过FileInputStream类、FileReader类、BufferedReader类、ByteArrayInputStream类、ByteArrayOutputStream类等完成的。要想使

4、用Java设计图形用户界面，必须掌握Javax.swing和Java.awt包中的所有容器类和组件类的用法。本课程实验教学项目及其教学要求序号实验项目名称学时教学目标、要求1开发运行环境及Java程序调试22Java程序流程控制23Java面向对象程序设计(1)24Java面向对象程序设计(2)25Java常用类26Java集合27Java异常处理程序设计28Java输入/输出流操作29图形用户界面设计210多线程编程技术2参考文献JAVA程序设计实验指导，陈轶等编著，清华大学出版社，2006年。JAVA语言教程（第1版），王伦津等编 ，人民邮电出版社，2001年。 Java程序设计教程（第5

5、版）， Deitel著，清华大学出版社，2004年。Java编程思想（第3版），Bruce Eckel著，机械工业出版社，2005年。第二部份基本实验指导实验一：Java基本语法实验目的 熟悉基本数据类型、变量的命名约定和常量的表达 掌握数据类型的自动转换与强制转换 掌握运算符与表达式的用法 掌握算术运算、关系运算及逻辑运算的优先关系 掌握位运算的使用方法实验步骤一、 常量与变量的声明与使用1. 分析并通过程序验证以下表达式： (1) short s = 33L; (2) int i = 33L; (3) longl = 33L; (4) float f = 33L; (5) double d

6、 = 33L;2. 首先分析判断能否编译成功，并在表2-1-1中填写预测结果：表2-1-1 实验结果3. 使用Eclipse开发工具，编写上述代码，编译运行代码，查看程序执行结果，在上表中填写验证结果。 根据记录的实验结果回答以下问题： 哪些表达式能编译成功？为什么？ 哪些表达式不能编译成功？为什么？如何修改表达式才能编译成功？二、 运算符与表达式定义两个变量a和b为： (1) int a = 10; (2) int b = 3;（一） 算术运算符操作练习1. 求变量a和b的和、差、乘积、商和余数，并在下表中填写预测结果：表2-2-1实验结果2. 使用Eclipse开发工具，编写上述代码，编译

7、运行代码，查看程序执行结果，在上表中填写验证结果。（二） 运算符优先级操作练习1. 分析表达式，并在下表中填写预测结果，且比较运算符优先关系。表2-2-2实验结果2. 使用Eclipse开发工具，编写上述代码，编译运行代码，查看程序执行结果，在上表中填写验证结果。 根据记录的预测结果和验证结果，分析+和+的运算优先级关系。(三) 位运算符操作练习1. 求出a与b的各种位运算，并在下表中填写预测结果：表2-2-3 实验结果2. 使用Eclipse开发工具，编写上述代码，编译运行代码，查看程序执行结果，在上表中填写验证结果。 重新定义变量a的值，令a=-10，再次验证“ab”和“ab”的结果，并分

8、析“ab”与“ab”的区别。实验二 java程序流程控制实验目的：1. 理解Java 程序的三种基本结构，即顺序结构、分支结构和循环结构2. 掌握用于分支的ifelse、switchcase语句3. 掌握用于循环的for、while、dowhile语句4. 熟悉break、continue作用实验步骤：一. if语句练习1. 编写程序实现判断输入的年份是否为闰年。 提示闰年：如果一个年份能被4整除并且不能被100整除，或者能被400整除的就是闰年。2. 源代码如下：3. 使用Eclipse开发工具，编写上述代码，编译运行代码，查看程序执行结果，并在下表中填写验证结果，是闰年填“Y”，不是闰年填

9、“N”。表2-1-1 实验结果 如何将上述代码中的（1）至（6）代码改写为一条if语句实现。二. switch语句练习1. 编写程序实现学生成绩等级划分，输入考试成绩等级，程序会相应输出相应的百分制分数段，要求需使用switch语句。 提示if语句和switch语句结合使用。 等级划分如表3-1-2所示：表3-1-2 学生成绩等级划分2. 源代码如下：3. 使用Eclipse开发工具，编写上述代码，编译运行代码，查看程序执行结果，并输入测试case，对照等级划分表验证程序结果。三. for语句练习1. 编写程序，输出1到100之间，所有可以被3整除又可以被7整除的数。2. 源代码如下：3. 使

10、用Eclipse开发工具，编写上述代码，编译运行代码，查看程序执行结果。 分别使用while和do_while循环语句改写本程序，并上机运行。四. 程序流程控制语句综合应用 根据以下要求，运用程序流程控制语句打印“田”字。 程序要求：根据输入“田”字的长度进行打印输入，长度须为奇数，并且大于等于5，否则予以提示。运行效果图如下： 提示输入整型变量的语句如下代码所示：实验三：Java面向对象程序设计（一）实验目的 掌握类的定义； 掌握构造方法的使用；掌握对象的创建。 掌握静态变量与静态方法的使用；了解静态变量和成员变量的区别。 熟悉访问修饰符的作用；掌握访问修饰符的使用方法。 掌握方法的重载；掌

11、握访问器get/set方法。实验步骤一、 类和对象的创建1. 创建一个圆类，成员变量有半径radius和圆周率pi，提供计算圆面积的方法，并在main方法中创建圆类的对象，调用其计算面积的方法进行测试。2. 源代码如下：3. 使用Eclipse开发工具，编写上述代码，编译运行代码，查看程序执行结果。 试述程序中两个类的各自作用。 类Circle都封装了什么？求圆面积的初始数据是通过哪个方法实现的？请修改程序采用构造函数的方法初始化数据。 类Circle是如何声明的？在类中都声明了什么？在主函数中是如何创建Circle类对象的？二、 静态变量和静态方法的设计（一）. 静态变量和实例变量练习1.

12、创建一个类，类名为StaticVariableTest，包含static变量和实例变量，类型为int型，在main方法中分别调用这2个变量并且输出结果。2. 部分源代码如下：3. 将上述代码中的main方法补充完整后，编译运行代码，查看程序执行结果。 根据完善后的源码，分析调用静态变量和实例变量有什么不同？（二）. 静态方法和实例方法练习1. 创建一个类，类名为StaticMethodTest，包含一个静态方法和一个实例方法，在main方法中分别调用这个两个方法进行测试。2. 部分源代码如下：3. 将上述代码中的main函数补充完整，编译运行代码，查看程序执行结果。 根据完善后的源码，分析如何

13、调用静态方法和实例方法？三、 访问修饰符与方法的重载（一）. 访问修饰符练习1. 创建一个Person类，在该类中用不同的访问修饰符设立不同的person属性，再创建一个PersonTest类，包括main方法，在此类中分别访问Person类中各个属性。2. 源代码如下：3. 先填写下面的表格，在预测结果中，如果能打印输出，填写程序输出结果，否则填“N”。 记录程序运行结果。表4-3-1 预测和验证结果4. 使用Eclipse开发工具，编写上述代码，编译运行代码。在上表中填写程序验证结果。 访问private变量时，编译会出现什么问题，为什么？ 通过什么方式能访问private变量？编程实现访

14、问Person类中的private变量。（二）. 方法重载练习1. 给出一个OverloadTest类，并定义了一个amethod()方法，分析A)、B)、C)、D)和E)五个方法能否正确编译；2. 源代码如下：3. 使用Eclipse开发工具，编写上述代码，编译运行代码，查看程序执行结果。 根据程序执行结果分析类中A)、B)、C)、D)和E)五个方法哪些能编译，哪些不能编译，为什么？实验四：面向对象的程序设计（二）实验目的：1. 掌握类的继承、方法覆盖和变量的隐藏。2. 理解父类与子类的关系及创建方法。3. 掌握子类对象创建过程中与父类构造函数的关系。4. 了解抽象类与抽象方法。5. 掌握多

15、态的实现机理及方法。6. 掌握接口的定义和使用7. 了解接口的设计方法8. 掌握包的定义和使用实验步骤：一. 继承类的访问修饰符练习1. 定义一个父类，有不同访问级别的成员变量和方法；2. 源代码如下：3. 再定义一个子类，继承上面的父类，访问父类的成员变量和成员方法。4. 子类源代码如下：5. 分析上面main方法的每一步中，哪些成员变量和方法可以访问，哪些不能访问？填写下面表格中的预测结果，可以访问的填“Y”，不可以访问的填“N”。表4-1-1 实验结果6. 使用Eclipse开发工具，编写上述代码，编译运行代码，查看程序执行结果，并填写表5-1-1中的验证结果。二. 成员变量的隐藏和方法

16、覆盖练习1. 以下程序具有继承、成员的覆盖与隐藏的概念。2. 源代码如下：3. 使用Eclipse开发工具，编写上述代码，编译运行代码，查看程序执行结果。 子类Son中隐藏了父类Father哪个变量？覆盖了哪个方法？ 根据上述程序，分析方法重载与方法覆盖的区别。三类的多态性的练习1. 下面源代码演示了多态的各种特性。2. 源代码如下： 3. 使用Eclipse开发工具，编写上述代码，编译运行代码，查看程序执行结果。 分析上述代码中的who.var和who.staticVar、who.method()和who.staticMethod()的输出结果有什么不同？为什么存在这种现象？ 分析以下代码，

17、编译时会有什么问题？为什么？ 分析以下代码，如何能让who访问Sub类的成员？ 分析以下代码，运行会有什么问题？为什么？四接口相关练习1. 定义一个rec_Area_Peri接口，里面有两个方法getArea()和getPerimeter()，分别表示“计算面积”和“计算周长”；再定义一个Rectangle类，实现接口rec_Area_Peri。2. 源代码如下：3. 使用Eclipse开发工具，编写上述代码，编译运行代码，查看程序执行结果。 在实现类Rectangle中注释掉一个方法后进行编译，看发生了什么？为什么？ 在实现类Rectangle中将各实现方法前的public修饰符去掉再进行编

18、译，看发生了什么？为什么？ 将接口rec_Area_Peri中定义的两个方法前加上abstract修饰符再编译，看对程序有影响否？为什么？ 将接口rec_Area_Peri中定义的两个方法拆分定义成两个接口，即每个接口只定义一个方法，程序将如何修改？五. 包的相关练习1. 创建两个java文件，一个是mypack.java文件，定义两个类classA和classB，类修饰符为默认。另一个是主类文件TestPackage.java，在该类中使用classA和classB。两个java文件都在package1包中。2. mypack.java源代码如下：3. TestPackage.java源代码

19、如下：4. 使用Eclipse开发工具，编写上述代码，编译运行代码，查看程序执行结果。 将主类文件TestPackage.java封装在另一个包mypackage2，再进行编译，看编译结果提示什么结果？ 以上条件不变，在主类class TestPackage加进import mypackage1.*语句，再编译，看是什么编译错误？ 将类classA和classB修饰为public再编译，看发生了什么？为什么？ 将类classA和类classB分别放在两个文件中再编译，再看TestPackage还存在什么错误？ 将方法aaa()和bbb()修饰为public，重新编译，所有错误是否消失？无错误后

20、可运行主类，观察运行结果。实验五：Java常用类实验目的 掌握String类的构造方法和常用方法；掌握StringBuffer类的构造方法和常用方法。了解Math类常用方法的使用；了解静态导入方法的使用。掌握Date类和DateFormat常用方法的使用；掌握Calendar类常用方法的使用。实验步骤一、 String类1.给定一个字符串“abcdefghijklmnopqrstuvwxyz”，要求用两种方法进行倒序输出。 提示（1）转换成字符数组，进行倒序输出；（2）调用StringBuffer类的方法。2. 源代码如下： 提议学好Java，要经常查看API文档，而且要会查看API文档，熟悉

21、API中的常用包下的常用类。通过查看API去了解String和StringBuffer中的方法，就可以完成此题了。3. 经过上述分析，编写代码，编译运行代码，输出为“zyxwvutsrqponmlkjihgfedcba”。 分析上述程序，如何将字符串转换为字符数组？ 转换之后如何进行输出，才能得到想要的倒序结果？ 如何通过String参数构建StringBuffer对象？ StringBuffer是否有方法可以直接进行倒序输出？二、 Math类1.给定如下两个整数： (1) int var1 = 12; (2) int var2 = 3;2. 完成下列表格中的预测结果：表7-2-1 预测和验证

22、结果3. 使用Eclipse开发工具，编码实现通过Math类中的max()方法和min()方法求最大值最小值，并根据程序执行结果填写上表的验证结果。 提示Math中的方法都是static类型的，可以通过Math.xxx()的形式进行调用方法。 将代码修改为静态导入的方式，说明采用静态导入方式的优势。三、 Date类和Calendar类（一）. Date类和DateFormat类练习1. 构造Date类对象获取系统日期，并格式化输出如下形式，如：“2012-12-20 星期六”。2. 源代码如下：3. 使用Eclipse开发工具，编写上述代码，编译运行代码，查看程序执行结果。 如果要输出为“20

23、12-12-20 星期六 12:12:12”的形式应该如何做呢？（二）. Calendar类练习1. 利用Calendar类输出2011年4月的日历页。2. 源代码如下：3. 使用Eclipse开发工具，编写上述代码，编译运行代码，查看程序执行结果。 考虑如何将程序修改为能根据当前日期改变的日历页，并且能够标识当前日期？ 实验六：java异常处理实验目的：1. 了解Java异常处理机制的优点2. 了解Java异常的种类3. 掌握异常的捕获与处理4. 掌握异常的抛出5. 熟悉用户自定义异常6. 了解异常处理原则实验步骤：一 异常捕获和处理的练习1. 下面源代码要捕捉的异常是除数为零和数组下标越界

24、。通过修改a和c下标值体验程序。2. 源代码如下：3. 使用Eclipse开发工具，编写并完善上述代码，编译运行代码，查看程序执行结果。 按下条件分别修改数据，编译后运行，观察输出结果，分析在trycatch块里哪些语句没有被执行，为什么？块外哪些语句可被执行到，为什么？ (1) 修改a=0，保持c2=200； (2) 保持a=10，修改c3=200； (3) 修改a=0，修改c3=200。二自定义异常的定义和使用的练习1. 设计两个数求商的程序，并设定一个异常类，判断两数相除时，除数是否为零，当除数为零时将抛给自定义异常类，并输出除数为零。2. 部分源代码如下：3. 分析上述代码，将divi

25、sion方法体中的代码补充完整，判断输入的除数是否为0。如果为0，要抛出DivisorIsNotZeroException异常；如果不为0，则计算这个数的商。并按要求创建自定义异常类DivisorIsNotZeroException。在main方法中已经给出如何输入数据和调用所写方法。4. 代码完善后，编译运行代码，输入下表数据进行验证，如果抛出异常填“Y”，否则填“N”。表6-2-1 测试数据 分析自定义异常是如何创建的？实验七：Java集合实验目的 掌握Collection和Iterator接口的使用 掌握List集合的使用 了解集合的不同遍历方式 掌握Map、HashMap集合的使用 了

26、解Map集合的常用方法 理解Map集合的实现原理实验步骤一、 Collection集合1. 创建一个集合，装20个不同的随机数（1-100），然后将排序结果，以及排序后的倒序结果输出。2. 源代码如下：3. 使用Eclipse开发工具，编写上述代码，编译运行代码，查看程序执行结果。 分析上述代码是如何判断列表list中是否存在元素的？若选用其他方式如何实现？ 在TestList类中编写一个方法（方法名为ListOut），选用Iterator和增强for循环遍历方式输出列表list的元素。二、 Map集合1. 做一个map集合，key值100以内随机十个不同的数，value值26个字母随机取，输

27、出key值和value值。2. 源代码如下：3. 使用Eclipse开发工具，编写上述代码，编译运行代码，查看程序执行结果。 通过什么方式能对Map里的元素进行有规则的排序？比如将上述代码中的map值对象进行排序。实验八：java输入输出流操作实验目的：1. 了解字节流和字符流2. 了解流的分类实验步骤：一Java输出流操作1. 求2-200间的素数，将结果通过输出流保存在“D:prime.dat”文件中；2. 源代码如下： 3. 使用Eclipse开发工具，编写上述代码，编译运行代码，查看程序执行结果。二. Java输入流操作1. 通过输入流操作，将上题中保存到“D:prime.dat”中的

28、素数读出来，并在控制台打印出来。2. 源代码如下： 3. 使用Eclipse开发工具，编写上述代码，编译运行代码，查看程序执行结果。三. Java输出流和输入流综合应用 通过Java输出流和输入流操作练习，实现将“D:prime.dat”文件复制到“D:newprime.dat”。 提示先将prime.dat中的内容通过输入流读取进来，再将读取到的内容通过输出流输出到目标文件中。实验九：GUI图形用户界面实验目的 了解GUI 了解AWT常用容器 掌握AWT常用组件的用法 了解GUI常用布局管理器的种类及用法 掌握常用事件处理实验步骤一、 AWT组件及其事件处理1. 模拟计算器的布局，如图9-1-1所示。图9-1-1 计算器布局分析计算器整体布局包括两个输入文本框、一个结果输出框、加、减、乘、除、平方和开方按钮。2. 源代码如下：3. 使用Eclipse开发工具，编写上述代码，编译运行代码，查看程序执行结果。 分析上述程序，采用了哪些类型的监听器？采用什么方式实现监听接口？ 采用了什么布局管理器，各组件按什么次序加入组件的？ 分析事件执行方法actionPerfor