Java程序设计B要点.docx
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Java程序设计B要点
《Java程序设计B》
实验指导书
尹春娇编写胡俊审定
安徽新华学院信息工程学院
2015年5月
前言
Java语言是一门当前流行的面向对象的程序设计语言，它相对于C++语言做了一些简化，也增加了一些新特性，是一门实践操作性很强、也比较容易入门的优秀程序设计语言。
上机实验的目的在于提高学生的分析问题、解决问题的能力和动手能力，通过实践环节理解Java语言的基本结构和面向对象的程序设计方法，体会Java语言的精髓。
为了使学生在上机实验时目标明确，本实验指导书针对课程内容编写了10个实验，实验项目比较全面的涵盖了Java语言程序设计的相关知识模块，读者可以根据教材讲授内容选择相应的实验内容，帮助对理论知识的深入理解。
由于编者水平有限，错误和不当之处在所难免，在此恳请读者给予批评指正，编者的电子邮件地址是：
yinchunjiao@。
2015年12月
第一章Java语言概述
实验一Java开发环境设置与Java程序结构
一、实验目的
1．练习java基本开发环境的配置
2．编写简单的java程序和applet，体会java程序开发过程，掌握java命令行工具
二、实验仪器
1．计算机一台
三、实验原理
1．Java程序开发的基本环境是Sun公司提供的java开发平台，分J2ME、J2SE、J2EE三种，教学选用J2SE，下载并安装J2SE的最新版本，配置开发环境。
2．Java程序的开发过程分编辑、编译、运行三个步骤，应用程序和Applet的运行方式有所不同。
四、实验内容
1．Java软件开发工具包（J2SE）的下载、安装与环境配置
2．编写简单的java应用程序并编译运行
五、实验步骤
1．下载J2SE安装程序：
从Sun官方网站下载J2SE的最新版本的JDK软件包，目前版本是JDK6.0。
JDK软件包安装程序分为在线（Onling）安装和离线安装（OffLine）两种，
根据安装时机子能否连网而做出选择，下载时要注意选择相应的操作系统类型。
同时下载J2SE的Documentation，其中包含J2SE的API手册，以方便编程时查阅参考。
2．安装J2SE：
运行J2SE安装程序“jdk-6u4-windows-i586-p.exe”，在安装过程中可以设置安装路径及选择要安装的组件，默认的安装路径为“C:
\ProgramFiles\Java\jdk1.6.0_04\”，也可以根据需要将J2SE安装
到其他目录下。
默认的组件选择是全部安装。
3.设置环境变量：
为了能正确方便的使用JDK，需要手工配置一些Windows的环境变量。
以WindowsXP为例说明设置过程。
在桌面“我的电脑”图标上单击右键，选择“属性”菜单，在出现的系统属性设置界面的“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”栏的末尾添加“;C:
\ProgramFiles\Java\jdk1.6.0_04\bin”。
如果“系统变量”框中没有“Path”变量，则选择“新建”按钮新建一个名为“Path”的环境变量，变量值设为“C:
\ProgramFiles\Java\jdk1.6.0_04\bin”。
用同样方法设置环境变量“classpath”，为了保证JVM能找到你的程序所在当前文件夹下的自定义的类文件，通常将当前文件夹也添加到“classpath”的变量值中，即将“classpath”的值设置为“C:
\ProgramFiles\Java\jdk1.6.0_04\lib;.”。
设置完成后，单击“开始”→“运行”，在对话框中输入“cmd”，点击“确定”或键盘回车键后打开命令行窗口。
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，则安装配置正确，如下图所示。
4.编写java源程序：
使用文本编辑器（如记事本或EditPlus）编辑简单的java源程序，如下列HelloJava程序：
publicclassHelloJava{
publicstaticvoidmain（Stringargs[]）{
System.out.println（"HelloJava!
"）;
}
}
保存源程序，本例存为HelloJava.java。
5.编译并运行java程序：
在命令提示符窗口使用Java编译器（javac.exe）进行编译，将Java源程序编译成字节码文件（HelloJava.class），然后使用Java解释器（java.exe）可将编译后的字节码文件HelloJava.class解释执行。
六、数据记录及处理
1．JDK安装路径及Path、Classpath变量的配置值
2．Java源程序、保存的文件名及运行输出结果
七、实验注意事项
1．环境变量配置时多个值之间用分号分割，当前目录”.”添加到classpath变量中
2．Java源文件保存时文件名必须与public类名一致
八、思考题
1．为什么必须配置path和calsspath环境变量？
其作用是什么？
2．Java虚拟机在java程序执行过程中的作用。
第三章Java面向对象程序设计
实验二面向对象程序设计
一、实验目的
1．通过编程和上机实验理解Java语言面向对象编程思想，掌握类和对象的构建与使用，了解成员变量和成员方法的特性，掌握面向对象程序设计的方法。
2．了解类的继承性和多态性的作用及实现机制，了解接口的作用，了解包的创建和使用。
二、实验仪器
1．计算机一台
三、实验原理
1．Java是一种纯粹的面向对象的语言，相对于C++做了一些简化，其单继承机制避免了多继承存在的问题，通过接口又弥补了单继承的不足。
2．多态性提高了问题的抽象级别，降低了问题的复杂度，多态分两种，静态多态性和动态多态性，分别通过方法重载和继承时方法覆盖实现。
3．Java中类和接口属于引用数据类型，因此作为参数传递时实际传的是隐含地址。
四、实验内容
1．设计类来描述真实客观世界中的事物，使用类的成员变量来表示事物的属性和状态，使用类的成员方法来提供对成员变量的访问或修改；创建类的对象，使用对象的方法来访问或修改对象的变量。
（1）程序功能：
设计一个用来描述汽车的类Car，使用类的成员变量来表示汽车的车主姓名、当前的速率和当前方向盘的转向角度，使用类的成员方法来表示改变汽车的速率和停车两个操作；创建主类来使用Car类的对象，在调用类的构造函数时指定对象的变量的初始值，以后再使用对象的方法来访问或修改对象的变量的值。
（2）程序源代码如下。
//汽车类Car的定义
classCar{
privateStringownerName;//车主姓名
privatefloatcurSpeed;//当前车速
privatefloatcurDirInDegree;//当前方向盘转向角度
publicCar（StringownerName）{
this.ownerName=ownerName;
}
publicCar（StringownerName,floatspeed,floatdirInDegree）{
this（ownerName）;
this.curSpeed=speed;
this.curDirInDegree=dirInDegree;
}
publicStringgetOwnerName（）{//提供对车主姓名的访问
returnownerName;
}
publicfloatgetCurDirInDegree（）{//提供对当前方向盘转向角度的访问
returncurDirInDegree;
}
publicfloatgetCurSpeed（）{//提供对当前车速的访问
returncurSpeed;
}
publicvoidchangeSpeed（floatcurSpeed）{//提供改变当前的车速
this.curSpeed=curSpeed;
}
publicvoidstop（）{//提供停车
this.curSpeed=0;
}
}
//主类TestCar的定义
publicclassTestCar{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
Carcar=newCar（"成龙",200f,25f）;
System.out.println（"车主姓名:
"+car.getOwnerName（））;
System.out.println（"当前车速:
"+car.getCurSpeed（））;
System.out.println（"当前转向角度:
"+car.getCurDirInDegree（））;
car.changeSpeed（80）;
System.out.println（"在调用changeSpeed（80）后,车速变为:
"+car.getCurSpeed（））;
car.stop（）;
System.out.println（"在调用stop（）后,车速变为:
"+car.getCurSpeed（））;
}
}
（3）保存源程序，编译并运行，观察运行结果。
2.使用修饰符来限定类的成员变量或成员方法的属性
使用类的成员修饰符来设置类成员的访问权限，可以达到数据保护的目的。
编写程序练习修饰符的使用。
常用的修饰符如下：
publicprivateprotectedpackagestaticfinal
不同修饰符的访问控制权限如表3.1所示。
访问权限修饰符
类
子类
包
所有类和包
public
√
√
√
√
private
√
protected
√
√
√
缺省权限
√
√
表3.1
（1）程序功能：
通过两个类StaticDemo、Test说明静态变量/方法与实例变量/方法的区别。
（2）程序源代码如下。
classStaticDemo{
staticintx;
inty;
publicstaticintgetX（）{
returnx;
}
publicstaticvoidsetX（intnewX）{
x=newX;
}
publicintgetY（）{
returny;
}
publicvoidsetY（intnewY）{
y=newY;
}
}
publicclassTest{
publicstaticvoidmain（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
StaticDemoa=newStaticDemo（）;
StaticDemob=newStaticDemo（）;
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，观察出错提示。
（4）修改源程序中的出错语句，删除或使用解释符//隐藏起来，例如，//System.out.println（"实例变量y="+StaticDemo.getY（））;
（5）重新编译并运行该程序，观察运行结果。
3.调用方法时参数传递的练习
在Java中，方法调用时的参数传递只有值传递一种，即进行实参到形参的简单值拷贝。
当基本类型数据作为参数时，把实参值拷贝给形参，方法内部对参数的修改不会影响实参；当引用类型（类、接口、数组）数据作参数时，因为引用就是隐含的指针，所以进行值拷贝时，其实是在传递引用（隐含指针），方法内部对参数的修改会影响到实参。
3.1、编写一个传递基本类型数据进行方法调用的程序
（1）程序功能：
程序首先给整型变量x和y赋一个初值10，然后调用方法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。
（2）程序源代码如下。
classPassParam{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
intx=10,y=10;
ff1（x,y）;
System.out.println（"x="+x+",y="+y）;
}
staticvoidff1（intpassX,intpassY）{
passX=passX*passX;
passY=passY*passY;
System.out.println（"passX="+passX+",passY="+passY）;
}
}
（3）编译并运行，观察运行结果，体会基本数据类型的值传递。
3.2、编写一个传递对象进行方法调用的程序
（1）程序功能：
定义一个有x、y两个成员的类Power，主类TestParam中创建Power的对象给x、y赋初值10，方法ff2以Power类对象为参数，内部对参数对象的x、y的值进行乘方，输出调用ff2前后的成员x、y的值。
（2）程序源代码如下。
classPower{
intx=10,y=10;
voidprintXY（）{
System.out.println（"x="+x+",y="+y）;
}
Power（intnx,intny）{
x=nx;y=ny;
}
}
PublicclassTestParam{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
Powerp=newPower（10,10）;
p.printXY（）;
ff2（p）;
System.out.println（"方法调用后x="+p.x+",y="+p.y）;
}
Staticvoidff2（Powerob）
{
ob.x=ob.x*ob.x;
ob.y=ob.y*ob.y;
}
p.printXY（）;
}
（3）编译并运行，观察运行结果，体会引用类型的值传递。
4.类的继承性练习
Java继承机制允许在已有类（父类）的基础上构造新类，新类（子类）自动继承父类的所有属性和方法，同时可以对子类进行扩充，继承机制很好地支持了软件重用，有效地提高了程序设计的效率。
4.1继承性练习
（1）程序功能：
编写创建学生类的程序，体现继承性。
（2）程序源代码如下。
publicclassStudent//学生类，作为父类，描述学生基本信息
{
protectedStringxm;//姓名，保护成员
protectedintxh;//学好，保护成员
voidsetdata（Stringm,inth）//设置数据的方法
{
xm=m;
xh=h;
}
publicvoidprint（）//输出数据的方法
{
System.out.println（xm+","+xh）;
}
}
classUndergraduateextendsStudent{//大学生类，扩充了学院、系的信息
protectedStringxy;//学院
protectedStringxi;//系
publicstaticvoidmain（Stringargs[]）{
Students=newStudent（）;
s.setdata（"李四",12321）;
s.print（）;
Undergraduateus=newUndergraduate（）;
us.setdata（"张三",12345）;//调用父类的成员方法
us.xy="安徽新华学院";//访问本类的成员变量
us.xi="信息工程学院计算机系";//访问本类的成员变量
us.print（）;//调用父类的成员方法
System.out.print（us.xm+","+us.xy+","+us.xi）;
}
}
（3）编译并运行，观察运行结果，体会继承性。
4.2this和super的使用
（1）程序功能：
程序功能：
说明this和super的用法。
程序首先定义Point（点）类，然后创建点的子类Line（线）。
最后通过Test类输出线段的长度。
程序中通过super（a,b）调用父类Point的构造方法为父类的x和y赋值。
在子类Line的setLine方法中，因为参数名和成员变量名相同，为给成员变量赋值，使用this引用，告诉编译器是为当前类的成员变量赋值。
在length和toString方法中使用父类成员变量时，使用super引用，告诉编译器使用的是父类的成员变量。
（2）程序源代码如下：
classPoint{
protectedintx,y;
Point（inta,intb）{
setPoint（a,b）;
}
publicvoidsetPoint（inta,intb）{
x=a;
y=b;
}
}
classLineextendsPoint{
protectedintx,y;
Line（inta,intb）{
super（a,b）;
setLine（a,b）;
}
publicvoidsetLine（intx,inty）{
this.x=x+x;
this.y=y+y;
}
publicdoublelength（）{
intx1=super.x,y1=super.y,x2=this.x,y2=this.y;
returnMath.sqrt（（x2-x1）*（x2-x1）+（y2-y1）*（y2-y1））;
}
publicStringtoString（）{
return"直线端点：
["+super.x+","+super.y+"]["+
x+","+y+"]直线长度：
"+this.length（）;
}
}
publicclassTest{
publicstaticvoidmain（Stringargs[]）{
Lineline=newLine（50,50）;
System.out.println（"\n"+line.toString（））;
}
}
（3）编译并运行，观察运行结果。
5.类的多态性练习
多态简言之就是“一个接口多种实现”，或者说“不同的对象接收到相同的消息执行不同的操作”，Java语言的多态分两种：
编译时多态（静态多态）和运行时多态（动态多态），编译时多态通过方法的重载（包括构造方法）来实现，运行时多态通过方法的覆盖来实现。
5.1方法的重载（静态多态性）
（1）程序功能：
使用同名方法求两个整数、浮点数、字符的较大值。
（2）程序源代码如下，补充空缺代码，并编译运行。
classGSelect{
publicstaticintgreaterOf（inta,intb）{
//补充方法体，返回两个整数中的较大值
}
publicstaticdoublegreaterOf（doublea,doubleb）{
//补充方法体，返回两个浮点数中的较大值
}
publicstaticchargreaterOf（chara,charb）{
//补充方法体，返回两个字符中的较大值
}
publicclassTestGreater{
publicstaticvoidmain（String[]args）{
inta1=30,b1=12;
doublea2=23.3,b2=23.4;
chara3=’G’.b3=’s’;
System.out.println（a1+”“+b1+"中较大的是：
"+GSelect.greaterOf（a1,b1））;
System.out.println（a2+”“+b2+"中较大的是：
"+GSelect.greaterOf（a2,b2））;
System.out.println（a3+”“+b3+"中较大的是：
"+GSelect.greaterOf（a3,b3））;
}
}
5.2方法的覆盖（动态多态性）
（1）程序功能：
定地Shape类作为图形类的基类，其中包含计算面积的方法，在Shape类的基础上派生出两个子类Rectangle和Circle，子类中覆盖父类计算面积的方法，在主类中计算矩形和圆形的面积，体现出多态性。
（2）程序源代码如下:
classShape{//基类的定义
protecteddoublearea;
doublegetArea（）{
area=0;
returnarea;
}
}
classRectangleextendsShape{//矩形类的定义
protecteddoublewidth,height;
Rectangle（doublew,doubleh）{
width=w;
height=h;
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