Java语言程序设计实验指导书实验指导书

1、 J a v a语 言 程 序 设 计 实 验 指 导 书 实 验 指 导 书高川翔2012年 2月一、实验的地位、作用Java 语言程序设计实验作为课程实践性环节之一，是教学过程中必不可少的重要内容。通过计算机实验和案例分析，使学生加深理解、验证巩固课堂教学内容；增强高级语言程序设计的感性认识；掌握程序设计的基本方法；培养学生理论与实践相结合的能力。二、实验开设对象本实验开设对象为 Java 语言程序设计课程的学习者（信息与计算科学专业本科生），实验为必修内容。三、基本原理及课程简介Java 语言程序设计是必修基础课程。本课程以BlueJ 为工具，主要介绍面向对象的程序设计方法， Java

2、面向对象程序设计语言和面向对象程序设计工具。使学生掌握面向对象的思想方法，是后续专业课程的基础。四、指导教师原则上由 Java 语言程序设计讲授教师负责，由年轻教师担任主要的实验指导教师，实验室人员配合指导。指导教师应在每次实验前讲清实验目的、基本原理、实验要求等，指导学生在规定的时间内完成相关课程实验。五、实验设备配置每人配置 1 台电脑，安装有JDK，以及 Blue J 、Eclipse或者 JBuilder 。六、考核与报告1实验后，学生将实验结果等内容写出实验报告，符合实验教学的要求，并得到指导教师的认可。2指导教师对每份实验报告进行审阅、评分。3该实验程依附于理论课，实验课的成绩记入

3、课程平时成绩，占总成绩的25%实验一Java 运行环境的安装、配置与运行一、实验课时3 课时。二、实验目的1 掌握下载并安装JDK 软件包的方法。2 掌握在 BlueJ 环境下编写、编译与运行Java程序的方法。3 了解 Java语言的概貌。4 了解设置环境变量，命令行编译java 程序的方法。三、实验内容和要求内容：1安装 JDK 软件包和 BlueJ 开发环境并进行配置。（ 1）配置 JDK 运行环境：a)配置 windows 的 path 环境变量。将安装的J2SDK（注意：必须安装J2SDK）的 bin 文件夹的完整路径添加到path 系统变量中，如图3 4 所示。图 1 1 path

4、系统变量的配置b)配置 CLASSPATH系统变量。如果系统变量中不存在classpath，则“新建”之。将J2SDK 的 lib文件夹的完整路径写入。如图3 5。图 1 2 CLASSPATH系统变量的配置（ 2） 进入 DOS虚拟环境；（ 3）将实验 1 的程序保存在 d： example文件夹下；（ 4）使用 javac 命令编译程序；（如图3 6）（ 5） 使用 java 运行程序。注意包中程序的编译与运行方法。图 1 3 利用 JDK 环境编译运行 Java 应用程序( 以下实验前请仔细阅读BlueJ 教程的电子文档 )2在 BlueJ 环境下新建一个工程，在工程中编写一个简单的Ja

5、va程序，在屏幕上输出”hello,java!”。public class Hellopublic static void main(String args)3编译运行 Java程序。4设置环境变量，在命令行下编译运行Java 程序。5浏览运行 JDK 自带的 Applet应用小程序。6在程序中设置断点、单步执行、查看变量值。要求：1、独立完成；并以实际上机操作计成绩；2、所有上机实验必须在下一次实验之前完成，否则此次实验成绩算0 分；3、编写实验报告（按照报告模板编写，必须写出详细的实验步骤及必要的屏幕截图）。实验二创建一个Applet一、实验课时3 课时。二、实验目的了解 Applet 与

6、 Application 的区别，学会设计 Applet 程序。三、实验内容和要求已知 JButton 类有一个构造函数原形为：public JButton(String text,Icon icon)。其中参数text为显示在按钮上的文本、参数icon为显示在按钮上的图标。下面的例子就是利用此构造函数产生一个带有文本、图标的按钮，并且当按一下按钮，图标就切换一次。此图标切换是在两个图标中循环进行的。程序如下：import .*;import .*;import class ButtonExample extends JAppletint imageNum=1;public void init

7、( )Container con = getContentPane( );final JButton jb_ok=new JButton(按我 ,new ImageIcon( );(new FlowLayout();(jb_ok);(new ActionListener( )public void actionPerformed(ActionEvent e)if(imageNum = =1)(new ImageIcon( );imageNum=2;else(new ImageIcon( );imageNum=1; ）；此程序中还用到了JButton 类的 setIcon( )方法，用以设置按钮

8、的新的图标。Html 文件代码：（文件名为）<applet code= width=300 height=200></applet>将该文件与保存在同一个目录中，使用appletviewer命令就可以运行这个applet 。要求：1、独立完成；并以实际上机操作计成绩；2、所有上机实验必须在下一次实验之前完成，否则此次实验成绩算0 分；3、编写实验报告（按照报告模板编写，必须写出详细的实验步骤及必要的屏幕截图）。实验三数据类型及表达式一、实验课时3 课时。二、实验目的1掌握 Java 语言的基本数据类型，了解数据类型包装类的概念。2掌握变量和表达式的用法。3理解类型转换的

9、概念。三、实验内容和要求1 输入并运行下面的程序，体会各种基本数据类型的变量的声明、初始化及使用。 public class BasicTypespublic static void main(String args) byte b = 0x88;short s = 0200;int i = 111111;char c ='A'float f =.33f;double d =.00001001;boolean bl= true; byte b = +b); short s =+s); int i =+i); long 1 = +1); char c = +c); float f

10、 =+f); double d = +d); boolean bl =+bl);思考：（1）上述程序中定义了哪些变量？每个变量的变量名、数据类型和作用域分别是什么？（2）查看程序的运行结果，分析为什么有些变量最后输出的结果和初始化时的不同？2 输入并运行下面的程序并分析结果，体会各种表达式的使用方法。（ 1）public class ArithmaticOp public static void main(String args )int a =5, b=3,c; double d=; c=a/b+a%b; c= +c); d=c*b+a/b*d; d= +d);（ 2） public cla

11、ss ArithmaticOp2 public static void main(String args ) int a,b,c;a=b=c=5;a=+b +c; a= +a+b= +b+c=+c); a=b+c+; a= +a+b= +b+c=+c); a=b +c； a= +a+b= +b+c=+c;（ 3） public class LogicOppublic static void main(String args )boolean x, y;x=5>3 3*4<6&&!(5<3);y=2= =6&&9>8+4|5+6<7+

12、4&&!x; x= +x+,y= +y);思考：（1）上述程序中用到了哪些运算符？运算符的优先级如何？（2）增一和减一运算符（+和）放在变量和放在变量之后，其用法有何不同？（3）将你分析程序得到的结果与实际的运行结果相比较，如果有不同，原因在哪里？3 输入并运行下面的程序，分析结果，了解并掌握自动类型转换用法。public class Promotionpublic static void main(String args )byte b=10;char c=a;int i =90;long l=5551;float f =3.5f;double d = ;float f1=f

13、*b;else ); The character+aChar+ is lower case.); The value of aBoolean is+aBoolean);（1）修改上面的程序，让它能输出每种整型数据类型能表示的最小值。（提示：Byte 类型的最小值属性是MIN_VALUE）（2）Character 类有另一个方法boolean isLowerCase(char ch),可以来判断一个字符是否为小写。修改适当的语句，使程序完成相同的功能。（3）修改上面的程序，使布尔型变量aBoolean 具有一个不同的值。要求：1、独立完成；并以实际上机操作计成绩；2、所有上机实验必须在下一次实验

14、之前完成，否则此次实验成绩算0 分；3、编写实验报告（按照报告模板编写，必须写出详细的实验步骤及必要的屏幕截图）。实验四控制流程一、实验课时3 课时。二、实验目的1充分掌握流程控制语句的格式和功能。2熟练运用流程控制语句进行程序设计。3学会进行简单的程序调试。三、实验内容和要求1输入并运行下面两个程序：（ 1）public class WhileDemo2 public static void main (String args)int i =100; while(i 100 Print +i); i+;(2) public class DoWhileDemo2 public static v

15、oid main (String args)int i =100; do Print +i); i+ while(i<100);思考：运行上面两个程序，比较While 和 DoWhile 语句的执行过程有何不同。2输入并运行下面的程序：public class lxsumpublic static void main (String args)int i =1,sum;sum=0;while(i<=100)sum+=i;i+ sum=+sum);思考：（1）循环一般适用于什么情况？（2）请用 for 循环和 do-while循环为实现上面的程序的功能。3输入并运行下面的程序，体会s

16、witch 语句的使用。public class lxswitchpublic static void main (String args)int x=1,y=2,i=0,j=0;switch(x)case 1: switch(y)case 1: i+ +; break;case 2:j+; break;default: i+ +;j+;case2: i+ +;j+;break;default: i+;j+; i= +i); j= +j);思考：（1）将你分析程序得到的结果与实际的运行结果相比较，看看有没有什么不同。如果有不同，原因在哪里？（2）break 语句在 switch 语句中起到了什

17、么作用？4 输入并运行下面的程序，判断某一年是否是闰年。闰年的条件是符合下面二者之一：（1）能被 4 整除，但不能被100 整除；（2）能被 4 整除，又能被 400 整除。public class JudgeLeapYearpublic staic void main (String args )java, 屏幕上会出现如下错误信息：:5:Undefined variable:ifor (i=1;i<5;i+);?:5:Undefined variable:ifor(i=1;i<5;i+);:5:Undefined varable:ifor (i=1;i<5;i+)?:7:

18、Undefined variable:i time +i+ :Hello ); 4errors可以看到， Java 中的错误信息包含如下内容：（1）源程序文件名；（2）出错那一行的行号；（3）出错的类型；（4）出错那一行的内容。根据系统给出的错误信息，可以进行相应的修改。如上面的几个错误，类型都是"Undefinedvariable:i",也就是说，变量i 尚未定义。于是就可以分析出出错的原因是程序中没有声明变量 i 就直接使用了它，就是一个语法错误，在源程序中进行相应的修改。修改过的程序内容如下 :public class Hellopublic static void

19、main (String args) int i; ut. println(time +i+ :Hello! )对上面的程序再进行编译，顺利通过（屏幕没有出现任何信息）后生成相应的.class文件。运行该文件，结果为：time 5:Hello!只输出了一次"Hello!"与题目的要求（输出5 次"Hello!"）不符，这是一个逻辑错误。分析结果，发现它只执行了i 为5 的那一次输出。再次检查程序，发现在for语句的圆括号后面多了一个分号，造成了for语句的循环体实际为空语句。从源程序中将" ；" 去掉，重新存盘、编译、运行。结果如下：

20、time1:Hello!time2:Hello!time3:Hello!time4:Hello!发现还少输出一次 "Hello ！ " ，将循环变量的结束条件为"i<6" ，重新存盘、编译，运行正确。思考：（1）变量 i 在程序中起到什么作用？（2）如果将 i 的初值改设为 0，那么应如何改写终止循环的条件？（3）如果将 i 的初值改设为 3，那么应如何改写终止循环的条件？要求：1、独立完成；并以实际上机操作计成绩；2、所有上机实验必须在下一次实验之前完成，否则此次实验成绩算0 分；3、编写实验报告（按照报告模板编写，必须写出详细的实验步骤及必要的

21、屏幕截图）。实验五数组一、实验课时3 课时。二、实验目的1掌握 Java 中数组的声明、创建、初始化和使用。2了解 Java 中提供的对数组排序的常用方法。3了解在数组中查找一个特定的值的常用方法。三、实验内容和要求1数组元素的排序是一个经常会遇到的问题，冒泡（起泡）排序法（bubble sort）是一种常用的排序方法。它的基本思想是：对一个具有n 个元素的数组，首先将第一个元素的值和第二个元素的值进行比较，若为逆序（即第一个元素的值大于第二个元素的值），则将两个元素交换之，然后比较第二个元素和第三个元素的值，依次类推，直到第n 1 个元素和第n 个元素进行比较、交换为止。如此经过一趟排序，使

22、得值最大元素被安置到最后一个元素的位置上。然后，对前n 1 个元素进行同样的操作，则具有次大值的元素被安置在第n 1 个元素的位置上。重复以上过程直到没有元素需要交换为止。此过程可图示如下：初始数组元素：49 38 65 97 76 13 27第 1 趟排序之后： 38 49 65 76 13 27 97第 2 趟排序之后： 38 49 65 13 27 76 97第 3 趟排序之后： 38 49 13 27 65 76 97第 4 趟排序之后： 38 13 27 49 65 76 97第 5 趟排序之后： 13 27 38 49 65 76 97第 6 趟排序之后： 13 27 38 49

23、65 76 97在此过程中，值小的数组元素好比水中气泡逐趟向上飘浮，而值大的数组元素好比石块沉入水底。下面的代码是冒泡排序法的程序实现，请输入并运行之:public class BubbleSortpublic static void main (String args )int i,j;int intArray =30,1,-9,70,25;int 1=intArray .length;for(i=1;i<1;i+)for(j=0;j<1-i-1;j+ +)if(intArrayj>intArrayj+1)int t =intArrayi;intArrayj=intArra

24、yj+1;intArrayj+1=t;for(i=0;i<1;i+) ) ；思考：（ 1）什么情况下使用数组比较合理？（ 2）为什么要用双重循环来实现此算法？循环变量i 和 j 是如何来确定范围的？（ 3）如何来交换两个数组元素的值？2试着修改上面的程序，改为对一维数组中的元素按值从大到小进行排序，并输出最终结果。3我们经常需要在数组中查找一个特定的值。对于已排好序的数组来说，二分查找法（折半查找法）是一种比较快捷的方法。二分查找法的基本思路是：先将整个数组作为查找区间，用给定的值与查找区间的中间元素的值相比较，若相等，则查找成功；若不等，则缩小范围，判断该值落在区间的前一部分还是后一部

25、分，再将其所在的部分作为新的查找区间。继续上述过程，一直到找到该值或区间大小小于0 表明查找不成功时为止。请输入并运行下面的程序，体会二分查找法的算法的实现方式。public class arrayBinarypublic static int bsearch(int array ,int value)boolean found = false;int high =;int low =0;int cnt =0;int mid =(high+low)/2; Looking for +value);while (!found &&(high> =low) Low +low+

26、Mid +mid+ High +high); if(value= =arraymid)found=true; elseif(value<arraymid) high =mid-1;elselow =mid+1; mid= (high+low)/2;cnt + +; Steps +cnt);retrun (found)?mid:-1)；public static void main(String args )int a =new int 100;for (int i=0;i<i+)a i=i; Result +bsearch(a,32); Result +bsearch(a,1);

27、Result +bsearch(a,1031);思考：（ 1）程序中整型变量high 、 low 、 mid 、 cnt 分别起什么作用？布尔型变量found 又起到什么作用？（ 2）该程序是如何确定查找区间范围的？（ 3）该程序先定义了一个 bsearch 方法，然后在 main （）中多次调用该方法，请说出这样做有什么优点。4编程实现在无序数组中顺序查找一个特定的值，找到则返回该值在数组中的位置（下标），找不到则返回-1 。（想想，为什么用负值用为返回标志？）提示：数组中的元素是无序的，因此搜索范围一定要是整个数组。5输入并运行下面的程序，体会二维数组的用法。class MaxMatrix

28、public static void main(String args )int row =0;int col=0;语句，可以让包中的所有的类在程序中都可以使用；（ 2）创建一个数组；（ 3）使用 Arrays 类的 sort( ) 方法来重新调整一个数组的数据。用 Arrays 类的 sort( ) 方法排过序的数组元素将被调整为按升序排列。import .*;立一个字符串数组并按升序进行排序。3. 建立一个浮点型数组并按升序进行排序。要求：1、独立完成；并以实际上机操作计成绩；2、所有上机实验必须在下一次实验之前完成，否则此次实验成绩算0 分；3、编写实验报告（按照报告模板编写，必须写出详

29、细的实验步骤及必要的屏幕截图）。实验六类一、实验课时3 课时。二、实验目的1掌握如何定义类。2掌握如何定义类的成员变量、成员方法。3掌握如何创建对象。4掌握关键字 static的用法。5掌握类成员的访问权限。三、实验内容和要求1下面是一个教师类Teacher ，用于学校某个系部的管理。系部在管理教师时，所关心的信息主要有教师编号、姓名、性别、年龄、家庭住址、电话号码等，于是抽取这些属性来描述" 教师 " 这个实体。考虑到教师年龄、家庭住址、电话号码等不宜对无关人员公开，于是将这些数据设为私有的成员变量（即实行保护）。要获得这些数据，必须使用类所提供的一组方法，并给出口令。检

30、查口令是否正确是由私有方法checkPasswork 完成的。阅读并编译这一程序，体会类的成员变量、类的方法以及访问权限的设计。class Teacher 法名 " 调用，而可直接用 " 类名 . 方法名 " 来调用。请设计一个测试程序。Static类也有类似的情形吗？再设计一个测试程序。要求：1、独立完成；并以实际上机操作计成绩；2、所有上机实验必须在下一次实验之前完成，否则此次实验成绩算0 分；3、编写实验报告（按照报告模板编写，必须写出详细的实验步骤及必要的屏幕截图）。实验七继承和多态一、实验课时3 课时。二、实验目的1掌握如何创建子类。2掌握关键字 thi

31、s和 super 的用法。3体会方法重写和重载的区别。4体会抽象和抽象方法的用法。三、实验内容和要求1下面程序中定义了汽车类Car 和垃圾车类 TrashCar 。其中垃圾车类由汽车类继承而来。注意汽车类中声明了抽象方法powerType（动力类型），在垃圾车类中重写了这一方法。上机编译、运行此程序，体会此程序中创建子类的方法和抽象类、抽象方法的用法。请在此程序基础上利用继承声明一个客车类Bus，该类比汽车多一个属性：座位数（intseat_num）。动力类型为柴油发动机；在主类的主方法中增加一些语句来创建客车类的对象并对这些对象进行一些操作。调试并运行你的程序。abstract class

32、Car );public class OverLoadingDemo public static void main (String args )Father x = new Father( );();照上面的程序，自己编写一个包含圆类的程序，并为圆类设计几个构造方法，编译并运行你的程序。提高：1编译运行下面的程序，观察分析运行结果，注意对象作为方法参数的用法。Class Intint n;class SetValuevoid setValue(Int n1,int n2);import .*;import .event.*;public class FrameDemplpublic stat

33、ic void main (String args ) ;import .*;public class LayoutDemopublic static void main (String args );JFrame frame = new JFrame ( );Container c =( );(new BorderLayout(); ;public class LayoutDemo4public static void main (String args )JFme fram =new JFrme( );Container c= ( );(new GridLayout(2,3,5,5)；;p

34、ublic class actonlistenerDemo extends JframeBorderLayout borderLayout1=new BorderLayout();JtexField jTextFieldl=new JtextField();Jpanel jPanell=new Jpanel();JButton jButtonl=new JButton();JButton jBtton2=new JButton();Public actonlistenerDemo()tryjbInit();catch(Exception e)();public static void main

35、(String args)actonlistenerDemo actionIistenerDemol=new actionIlistenerDemo(); JtexField jTextFieldl=new BorderLayout(); Public actionlistenerDemo()try jbInit();catch(Exception e)();public static void main (String args)actionlistenetDemo actionlistenerDemol=new actionlistenerDemo();();();private void

36、 jbInit()throws Exception( jTextFieldl);().setLayout(bordeLayoutl);( jButtonl);public void actionPerfomed(ActionEvent e)jButtonl_actionPerformed(e););( jButton2 );(new java .awt .()public void actionPerformed(ActionEvent e)jButton2_actionPerformed(e););public void windowClosing(WindowEvent e)this_wi

37、ndowClosing(e););this .getContentPane().add(jTextFieldl,;this .getContentPane().add(jpanell,;(jButton1,null);(jButton2,null);void jButton1_actionPerformed(ActionEvent e)( 1);void jBotton2_actionPerformed(ActionEvent e)( 2);void this _WindowClosing(WindowEvent e)(0);2请添加一个按钮 "clear"，实现其事件处理

38、，当用鼠标点击谬论按钮时清空j Textfield1中的内容。3这个单元给出一个简单的计算器（只能进行整数的"+" 运算，但不能连续运算），请仿照完成整数的 "-" 运算，也不需要连续运算。（1）创建一个计算器的GUI，并为每个数字键添加一个Listener,按下以后就可在 Textfield中显示这个数字。import .*;import .*;public class CalculateDemo extends Jpanel implements ActionListenerJButton bt1,bt2,bt3,bt4,bt5,bt6,bt7,bt

39、8,bt9,bt0;JtextField result;StringBuffer number;Public CalculateDemo()number=new StringBuffer();result=new JtexField(8);bt1=new JButton( 1 );(this);bt2=new JButton( 2 );(this);bt3=new JButton( 3 );(this);bt4=new JButton( 4 );(this);bt5=new JButton( 5 );(this);bt6=new JButton( 6 );(this);bt7=new JBut

40、ton( 7 );(this);bt8=new JButton( 8 );(this);bt9=new JButton( 9 );(this);bt0=new JButton( 0 );(this);setLayout(new BorderLayout(20,20);add(result,;Jpanel numpanel=new Jpanel();(new GrdLayout(4,3,5,5);(bt1);(bt2);(bt3);(bt4);(bt5);(bt6);(bt7);(bt8);(bt9);(bt0);add(numpanel,;publicvoid actionPerfomed(A

41、ctionEvent evt)Object source=();if(source= = bt1)(1);else if(source=bt2)(2);else if(source=bt3)(3);else if(source=bt4)(4);else if(source=bt5)(5);else if(source=bt6)(6);else if(source=bt7)(7);else if(source=bt8)(8);else if(source=bt9)(9);else if(source=bt0)(0);public static void main(String str )Jfra

42、me count =new Jframe(计算器 ) ；(new WindowAdapter( )public void windowClosing(WindowEvent e)(0););CalculateDemo calculate =new CalculateDemo( );( ).add(calculate);(200,200);(true);(2) 下列程序实现了 "+" 运算，请依照着写出 "-" 运算功能。import .*;import .*;import .*;public class calculator extends JPanel

43、 implements ActionListener JButton bt1,bt2,bt3,bt4,bt5,bt6,bt7,bt8,bt9,bt0; JButton addutton;JButton reset;JButton equalbutton;JtextField result;int flag =0,calresult;Integer rt,rs;String current; dd(cou);(200,200);(true);要求：1、独立完成；并以实际上机操作计成绩；2、所有上机实验必须在下一次实验之前完成，否则此次实验成绩算0 分；3、编写实验报告（按照报告模板编写，必须写出

44、详细的实验步骤及必要的屏幕截图）。实验十二综合性实验一、实验课时3 课时。二、实验目的将所学知识进行综合运用，模仿设计具有实际意义的应用程序。锻炼使用新类（没有介绍的）类的能力。三、实验内容和要求1. 在计算机上实现指导书中应用程序。2. 分析应用程序中使用了哪些系统类，指出使用该类的变量与方法。说明创建了什么类。包含什么变量与方法。3. 能根据实际需要使用不同的系统类编写应用程序。（一）幻灯机效果连续显示多幅图像程序功能：如果Applet仅仅是显示一幅图像，没有什么特别的意义，不如直接在HTML 文件中显示图像。本程序可以像幻灯机那样连续显示多幅图像。在当前目录中的image 文件夹中准备6

45、幅画的图像文件。编写程序文件，源代码如下：import .*;import .*;public class Exp8_1 extends Appletint index;Image imgs=new Image6;public void init()addMouseListener(new MouseAdapter()public void mouseClicked(MouseEvent e)index=+index%6;repaint();for (int i=0; i<6; i+)imgsi=getImage(getCodeBase(),"image/花"+(i+

46、1)+".gif");public void paint(Graphics g)if (imgsindex!=null)(imgsindex,60,20,this);在这个程序中，加载了6幅图像，点击鼠标可逐一显示图像，并在显示完6幅图像后自动返回第一幅重新开始。对程序进行分析，写出分析结果。（二）使用滚动条改变背景颜色1 程序功能：移动滚动条可以改变背景颜色。2 编写程序文件，源代码如下：import .*;public class Exp8_2 extends Applet implements AdjustmentListenerScrollbar r1,r2,r3;int red,green,blue;TextField t;Label a;public void init()setLayout(null);r1=new Scrollbar,0,1,0,255);r2=new Scrollbar,0,1,0,255);r3=new Scrollbar,0,1,0,255);t=new TextField("0",5);(false);a=new Label("移动滚动条可改变背景颜色",;add(a);(120,