Java面向对象程序设计及应用实验指导书.doc

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1、Java 面向对象程序设计及应用实验指导书董 东 张朝昆2009.2目 录实验1 Java开发环境4实验目的4实验任务4命名规则4实验题目4实验步骤5实验2 Java基本数据类型及运算11实验目的11实验任务11实验题目11实验步骤12实验3 流程控制语句14实验目的14实验任务14实验题目14实验步骤15实验4 面向对象程序设计初步18实验目的18实验任务18实验题目18实验步骤20实验5 类与对象的设计21实验目的21实验任务21实验题目21实验步骤23实验6 类的继承26实验目的26实验任务26实验题目26实验步骤28实验7 抽象类和接口29实验目的29实验任务30实验题目30实验步骤3

2、1实验8 数 组33实验目的33实验任务33实验题目33实验步骤34实验9 异 常35实验目的35实验任务35实验题目35实验步骤36实验10 Collection框架38实验目的38实验任务38实验题目38实验步骤41实验11 输入输出流42实验目的42实验任务42实验题目42实验步骤44实验12 GUI设计45实验目的45实验任务45实验题目45实验步骤47实验13 线程安全的程序设计48实验目的48实验任务48实验题目48实验步骤49实验14 网络程序设计49实验目的49实验任务49实验题目50实验步骤51附录1 调试程序56附录2 文本文件I/O57实验1 Java开发环境实验目的1.

3、 熟悉Java程序运行环境；2. 对NetBeans IDE 中创建、编译及运行有初步的了解；3. 编写简单的应用程序；4. 学会对应用程序的编译、运行。实验任务1. 熟悉NetBeans IDE 环境，并在NetBeans中创建一个简单Java Application，并能够打印出字符串；2. 创建简单的Java Application，能够打印出字符、字符串和数字等；3. 考查读入一个字符，显示其结果的程序运行情况；4. 考查读入一个字符串，显示其结果的程序运行情况；5. 考查利用对话框方式读入数据，进行运算的程序运行情况。命名规则为了更好地完成Java实验，让大家在实验过程中，更加清楚实

4、验步骤与流程，这里规定如下命名规则：1. 每次实验为一个项目，项目名称为“Experiment”，如为实验1建立一个项目，项目名称为Experiment1；实验2为Experiment2；2. 每次实验（即一个项目）仅有一个主类“Experiment.Main”，该类中只有一个main方法；3. 实验中每一道实验题作为问题类的一个对象，类名为“Question_”，如实验1的程序设计题第1题，命名为“Question1_1”，以此类推；4. 类Question_中设计方法run()，在该方法中实现题目；5. 每次实验中的所有类都位于“Experiment”包中；6. 在main方法中，每题类的

5、实例如仅有一个，实例名字为：“questionInstance（_”。运行该实验题的方法是，向该实例发送消息：qustionInstance_.run()。实验题目1. 编写一个Java Application程序，该程序运行后输出效果如下：Hello Java!Hello NetBeans!2. 编写一个Java Application程序，该程序运行后输出效果如下：a=100b=0.5The result is OK!3. 给出下面程序的运行效果：import java.util.Scanner;public class Question1_3 public void run() int

6、i; System.out.printf(%s%n, Input an integer:); Scanner sc = new Scanner(System.in); ch = sc.nextInt(); System.out.printf(The input is %d , i ); 4. 给出下面程序的运行效果：import java.util.Scanner;public class Question1_4 public void run() String str ; System.out.printf(%s, Please input your name:); Scanner sc =

7、 new Scanner(System.in); str = sc.next(); System.out.println(Your name is: + str); 实验步骤1. 实验题目1实验步骤（1）选择NetBeans主菜单的“File / New Project”选项，将弹出“New Project”对话框，如图1-1所示。（2）在如图1-1所示的界面中，分别选中“Categories”列表框中“Java”选项和“Projects”列表框中“Java Application”选项，单击“Next”按钮，进入“New Java Application”对话框，如图1-2所示。（3）在如图

8、1-2所示的界面中，设置“Project Name”文本框的值为Experiment1。 图1-1 New Project窗口 图1-2 New Java Application窗口（4）单击Browse浏览指定项目的名称和位置，从而打开图1-3所示的对话框。在此实验中，选择存储项目的文件夹，如E:classJavaJavaEx。如果磁盘上没有该文件夹，则单击“创建新的文件夹”按钮，新建E:classJavaJavaEx文件夹。选择完成后，单击“打开”按钮返回到“New Java Application”对话框界面。图1-3 Select Project Location窗口（5）选中“Set

9、 as Main Project”和“Create Main Class”复选框。并将“Create Main Class”文本框的值设置为experiment1.Main，其中，Main就是本项目主类的名字，experiment1是包的名字。一个NetBeans项目中可以有若干类，多个类中可以有main()方法，但一个项目只能设置一个main()方法起作用，这个存在起作用的main()方法的类称为Main Class。（6）单击“Finish”按钮完成项目的创建，此时光标会自动出现在Main.java的代码编辑窗口中，如图1-4所示。图1-4 代码编辑窗口Main.java（7）右击项目窗口

10、中的包experience1，弹出菜单中选择“New ”、“Java Class”，弹出对话框如图1-6所示。 图1-6 New Java Class窗口（8）在如图1-6所示界面中，设置“Class Name”文本框中的值为Question1_1，Package中选择experiment1。（9）单击“Finish”按钮完成类Question1_1的添加，返回到主界面。（10）在Question1_1.java文件中，给类Question1_1添加一个方法run()，并添加如下代码： public void run() System.out.printf(%s%n, Hello Java!)

11、; System.out.println(%s%n, Hello NetBeans!); 添加完成后如图1-7所示。（11）打开Main.java文件，把光标移动到 / TODO code application logic here处换行，添加如下代码： Question1_1 questionInstance1_1 = new Question1_1(); questionInstance1_1.run();添加完成后如图1-8所示。（12）选择主菜单中的“File / Save All”选项，保存所有文件。 （13）选择主菜单中的“Build / Build Main Project”选

12、项，编译和打包应用程序。此时“Output”窗口在界面下方打开，显示Ant脚本运行的结果，如图1-9所示。（14）选择主菜单中的“Run / Run Main Project”选项，运行主项目。此时，在“Output”窗口中会显示运行结果，如图1-10所示。 图1-7 Question1_1.java文件 图1-8 Main.java文件 图1-9 编译输出窗口 图1-10 运行输出窗口（15）如果代码中有错误，NetBeans会自动给出提示（红色波浪线）。把鼠标指针移动到波浪线上，就会出现提示信息，并根据提示信息修改代码。如图1-11所示，提示“需要;”，则需要在出错代码最后加上“;”。图1

13、-11 出错信息（16）如果代码格式很乱，不符合约定的格式，可选择主菜单中的“Source / Format”选项，NetBeans会自动格式化代码。格式化前界面如图1-12所示。图1-12 格式化前界面格式化后如图1-13所示。图1-13 格式化后界面从格式化后的结果看到，除了自动对齐语句外，还能够自动安排每行语句的位置，使得它们按照约定各占一行。2. 实验题目2实验步骤（1）在项目Experiment1中新建类Question1_2。右击包experiment1，在弹出的菜单中，选择“New / Java Class”，弹出“New Java Class”对话框，设置Class Name文

14、本框的值为Question1_2，其他值默认。设置完成后如图1-14所示。图1-14 New Java Class窗口（2）单击“Finish”按钮，完成类Question1_2的添加，返回主界面。（3）在Question1_2.java文件中，给类Question1_2添加一个方法run()，并添加如下代码： public void run() int a = 10; double b = 0.5; System.out.printf(a= %d, a); System.out.printf(b= %d , b); System.out.printf(%s%n, The result is

15、OK!); （4）在Main.java文件的main方法中，首先通过注释的方法不再运行Question1_1，然后添加如下代码： /Question1_1 questionInstance1_1 = new Question1_1(); /questionInstance1_1.run(); Question1_2 questionInstance1_2 = new Question1_2(); questionInstance1_2.run();（5）按F6运行程序。运行会在输出窗口出现错误提示，图1-15所示。init:deps-jar:Compiling 2 source files t

16、o C:Documents and SettingsAdministratorMy DocumentsNetBeansProjectsExperiment1buildclassescompile:run:Exception in thread main java.util.IllegalFormatConversionException: d != java.lang.Double at java.util.Formatter$FormatSpecifier.failConversion(Formatter.java:3978) at java.util.Formatter$FormatSpe

17、cifier.printInteger(Formatter.java:2705) at java.util.Formatter$FormatSpecifier.print(Formatter.java:2658) at java.util.Formatter.format(Formatter.java:2430) at java.io.PrintStream.format(PrintStream.java:899) at java.io.PrintStream.printf(PrintStream.java:800) at javaoop.experiment1.Question1_2.run

18、(Question1_2.java:17) at javaoop.experiment1.Main.main(Main.java:22)a= 10b= Java Result: 1成功生成（总时间：0 秒）图1-15 Question1_2运行出错图单击阴影标识出的行，Netbeans会自动在源代码编辑窗口中定位错误行（17行）。把“%d”改为“%f”后再次运行。3. 实验题目3实验步骤（1）在项目Experiment1中新建类Question1_3，生成文件Question1_3.java。（2）在文件Question1_3.java中编辑如题所示代码。（3）在文件Main.java中，注释

19、前个题目的运行语句，添加如下代码： Question1_3 questionInstance1_3 = new Question1_3(); questionInstance1_3.run();（4）按F6运行程序。假设输入数字字符2时的运行结果如图1-16所示。图1-16 Question1_3运行结果图那么，请大家根据运行结果分析一下，程序的功能是什么？4. 实验题目4实验步骤（1）在项目Experiment1中新建类Question1_4，生成文件Question1_4.java。（2）在文件Question1_4.java中编辑如题所示代码。（3）在文件Main.java中，注释前个题

20、目的运行语句，添加如下代码： Question1_4 questionInstance1_4 = new Question1_4(); questionInstance1_4.run();（4）按F6运行程序。假设输入字符串Kevin Zhang时的运行结果如图1-17所示。图1-17 Question1_4运行结果图同样，请大家根据运行结果分析一下，程序的功能是什么？实验2 Java基本数据类型及运算实验目的1. 理解Java语言的基本数据类型的概念和数据类型之间的转换；2. 掌握常量、变量和各种表达式的用法；3. 掌握各种运算符的优先级；4. 学会编写简单的Java程序。实验任务1. 体会

21、自动类型转换和强制类型转换用法；2. 给出算术表达式、关系表达式及布尔表达式的值，体会运算符的优先级；3. 利用三目运算符进行编程；4. 进行简单Java编程，能够根据给出的三个变量值进行求和及平均；5. 进行简单Java编程，能够根据圆的半径计算出圆的周长及面积。实验题目1. 给出下面程序运行结果，注意掌握自动类型转换和强制类型转换的用法。 / 定义变量 char c = a; byte b = 10; int i = 100; long l = 1000l; float f = 2.72f; double d = 3.14159; / 自动类型转换 int ii = c + i; long

22、 ll = l - ii; float ff = f * b; double dd = ff / i + d; / 强制类型转换 byte bb = (byte)i; int iii = (int)ll; / 显示 System.out.println(ii= + ii + , ll= + ll + , ff= + ff + , dd= + dd); System.out.println(bb= + bb + , iii= + iii);根据运行结果，请问：（1）哪些变量用到了自动类型转换，哪些用到了强制类型转换？（2）强制类型转换可能会产生什么样的问题？（3）变量dd的结果和你预期的结果有什

23、么样的偏差，为什么？2. 给出下面程序的运行结果。 int a = 20, b = 3, c =4, d = 5; int value1,value2,value3; value1 = a + b+; value2 = a + +c; value3 = a+ + d; System.out.println(value1= + value1 + , value2= + value2 + , value3= + value3); boolean x,y; x = !(cd) | b*ca & ab; y = c=d & bc+d | a-bc+d & !x; System.out.println(

24、x= + x + , y= + y);根据运行结果，请问：（1）上面程序用到哪些运算符，其优先级如何？（2）“+”运算符放到变量之后和之前有什么区别？（3）“a+ +b”、“a+b”和“a+ +b”一样吗，为什么？3. 用条件运算符编写Java程序，取两数之中较大的数及较小的数，已知两个数为10和5。4. 已知某学生三科考试成绩分别为87、92和75分，试求此学生考试成绩总和及平均分，要求平均分保留2位小数。5. 计算半径为10的圆面积和周长。注意，的值使用Java 中的Math.PI。实验步骤1. 实验题目1实验步骤（1）在项目Experiment2中新建类Question2_1，生成文件Q

25、uestion2_1.java。（2）在文件Question2_1.java中编辑如题所示代码。（3）在文件Main.java中，添加如下代码： Question2_1 questionInstance2_1 = new Question2_1(); questionInstance2_1.run();（4）按F6运行程序。运行结果如图2-1所示。图2-1 Question2_1运行结果图（5）根据计算得到变量dd应该为3.41359，而NetBeans给出的结果是3.1952，后面多出一些小数部分，原因请学生们自己分析。2. 实验题目2实验步骤（1）在项目Experiment2中新建类Que

26、stion2_2，生成文件Question2_2.java。（2）在文件Question2_2.java中编辑如题所示代码。（3）在文件Main.java中，添加如下代码： Question2_2 questionInstance2_2 = new Question2_2(); questionInstance2_2.run();（4）按F6运行程序。运行结果如图2-2所示。图2-2 Question2_2运行结果图3. 实验题目3、4和5实验步骤略。实验3 流程控制语句实验目的1. 熟练掌握选择结构控制的程序设计方法；2. 熟练掌握循环结构控制的程序设计方法。实验任务1. 理解if语句、if

27、else语句在程序设计中的运用；2. 学会switch语句，if嵌套语句在多重选择程序设计中的运用；3. 理解while语句、dowhile语句和for语句实现循环的方法；4. 学会运用while语句、dowhile语句和for语句实现循环；5. 学会多重循环和循环嵌套语句的使用。实验题目1. 编程实现学生成绩所在等级，其中，成绩大于等于90分为优秀，大于等于80分为小于90分为良，大于等于60分小于80分为及格，小于60分为不及格。假设学生成绩为85分。2. 给出下面程序的运行结果及实现的功能。/* Main.java */package experiment3;public class M

28、ain public static void main(String args) int nowYear = 2009; int nowMonth = 3; if (args.length0) nowYear = Integer.parseInt(args0); if (args.length1) nowMonth = Integer.parseInt(args1); Question3_2 questionInstance = new Question3_2(); System.out.println(nowYear + 年 + nowMonth + 月有 + questionInstanc

29、e.run(nowYear,nowMonth) + 天); /* Question3_2.java */package experiment3;public class Question3_2 public int run(int year, int month) int days = -1; switch (month) case 1: case 3: case 5: case 7: case 8: case 10: case 12: days = 31; break; case 4: case 6: case 9: case 11: days = 30; break; case 2: if

30、 (year % 400 = 0 | (year % 4 = 0 & year % 100 != 0) days = 29; else days = 28; return days; 3. 给出下面程序的运行结果和实现的功能。 System.out.println(输出以下数：); for (int i=100; i1000; i+) int a,b,c; a = i / 100; b = i / 10 % 10; c = i % 10; if (a*a*a+b*b*b+c*c*c=i) System.out.println(i); 4. 编写Java程序，求1000以内（包括1000）能被3

31、整除或被5整除的所有整数之和。5. 编写Java程序，给出九九乘法表。实验步骤1. 实验题目1实验步骤（1）在项目Experiment3中新建类Question3_1，生成文件Question3_1.java。（2）在文件Question3_1.java中编辑对应代码，其中，成绩可任意赋值，也可通过读入的方法获得。（3）在文件Main.java中，添加如下代码： Question3_1 questionInstance3_1 = new Question3_1(); questionInstance3_1.run();（4）按F6运行程序。当成绩为85分的时候，运行结果如图3-1所示。图3-1

32、 Question3_1运行结果图2. 实验题目2实验步骤（1）在项目Experiment3中新建类Question3_2，生成文件Question3_2.java。（2）在文件Question3_2.java中编辑如题所示代码。（3）在文件Main.java中编辑如题所示代码。（4）选择NetBeans主菜单中的“Build / Set Main Project Configuration / Customize”选项，打开“Project Properties”对话框，如图3-2所示。也可以通过选择NetBeans主菜单中的“File / Experiment3 Properties”选项

33、（Experiment3为工程名，根据实际情况将会有所变化），同样可以打开“Project Properties”对话框。图3-2 Project Properties窗口（5）在“Project Properties”对话框中，在Categories列表框中选择“run”选项。（6）在“Arguments”文本框中填写当前日期，如“2009 4”（中间用空格分开）。其他默认。完成后单击“OK”按钮，返回主界面。（7）在主界面下，按F6运行程序。运行结果如图3-4所示。图3-4 Question3_2运行结果图（8）完成功能请同学们自行分析。3. 实验题目3实验步骤（1）在项目Experime

34、nt3中新建类Question3_3，生成文件Question3_3.java。（2）在文件Question3_3.java中编辑对应代码。（3）在文件Main.java中，添加如下代码： Question3_3 questionInstance3_3 = new Question3_3(); questionInstance3_3.run();（4）按F6运行程序。运行结果如图3-5所示。图3-5 Question3_3运行结果图（5）完成功能请学生们自行分析。4. 实验题目4实验步骤步骤略，结果如图3-6所示。5. 实验题目5实验步骤步骤略，结果如图3-7所示。 图3-6 Question

35、3_4运行结果图 图3-7 Question3_5运行结果图实验4 面向对象程序设计初步实验目的1. 掌握根类Object的使用方法；2. 掌握类描述类Class的使用方法；3. 掌握系统类System的使用方法；4. 掌握算术运算类Math的使用方法；5. 掌握String类和StringBuffer类的使用方法；6. 掌握日期类Date和日历类Calendar的使用方法。实验任务1. 学会利用String类分析和编写程序；2. 理解StringBuffer类的用法；3. 学会分析Date类和Calendar类程序；4. 体会System类的使用方法；5. 学会利用Math类进行编程。实验题

36、目1. 分析运行下面程序并给出程序结果，体会String类的用法。package experiment10;public class Question10_3 public void run() String s1 = Hello ; String s2 = World!; System.out.println(字符串1长： + s1.length(); System.out.println(字符串2长： + s2.length(); System.out.println(s1.concat(s2);/连接字符串 String s3 = Welcome ; String s4 = to jav

37、a!; String s5 = s3 + s4; System.out.println(s5); String s6 = Nice to meet you.; String s7 = Nice to meet you.; String s8 = new String(You are very nice. ); String s9 = new String(You are very nice. ); boolean c,d,e,f; c = s6 = s7;/s6和s7指向内存中同一个存储空间 d = s6.equals(s7); e = s8 = s9;/s8和s9是两个不同的对象，在内存中占

38、用两个不同的存储空间，他们用“=”比较时，两者的值不相等； f = s8.equals(s9);/equal方法比较的是两个变量的值； System.out.println(c + + d); System.out.println(e + + f); int i,j; i = pareTo(s7); j = pareTo(s9); System.out.println(i + + j); 2. 分析运行下面程序并给出程序结果，回答下面问题。package experiment10;import java.util.*;public class Question10_5 public void

39、run() GregorianCalendar cal = new GregorianCalendar(); Date rightNow = cal.getTime(); System.out.println(The current time and date: + rightNow); 问题：（1）第二条语句含义是什么？（2）程序功能是什么？给出程序运行结果。（3）体会Date类和Calendar类的用法。3. 分析运行下面程序并给出程序结果，体会System类的使用方法。package experiment10;public class Question10_1 public void r

40、un() System.out.println(file.separator is set to + System.getProperty(file.separator); System.out.println(java.class.path is set to + System.getProperty(java.class.path); System.out.println(java.class.version is set to + System.getProperty(java.class.version); System.out.println(java.home is set to + System.getProperty(java.home); System.out.println(java.vendor is set to + System.getProperty(java.vendor); System.out.println(java.vendor.url is