Java实验指导书版.docx
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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、switch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
2
2
Java程序流程控制
2
3
Java面向对象程序设计
（1）
2
4
Java面向对象程序设计
（2）
2
5
Java常用类
2
6
Java集合
2
7
Java异常处理程序设计
2
8
Java输入/输出流操作
2
9
图形用户界面设计
2
10
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版），Deitel著，清华大学出版社，2004年。
《Java编程思想》（第3版），BruceEckel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）shorts=33L;
（2）inti=33L;
（3）long l=33L;
（4）floatf=33L;
（5）doubled=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）inta=10;
（2）intb=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“a>>b”和“a>>>b”的结果，并分析“a>>b”与“a>>>b”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if…else、switch…case语句
3.掌握用于循环的for、while、do…while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“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. 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，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classTestPackage加进importmypackage1.*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）intvar1=12;
（2）intvar2=3;
2. 完成下列表格中的预测结果：
表7-2-1 预测和验证结果
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“2012-12-20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。
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try…catch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c[2]=200；
（2）保持a=10，修改c[3]=200；
（3）修改a=0，修改c[3]=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division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
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