Java实验指导.pdf

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1、Java语言程序设计实验指导书东北大学软件学院2 实验要求由于 Java语言程序设计是一门实践性较强的课程，课堂教学应该与实践环节紧密结合，因此，Java语言程序设计课程的实验环节在整个Java语言程序设计课程的学习过程中占据着重要的位置。Java语言程序设计课程实验的目的是为了使学生在课堂学习的同时，通过一系列的实验，使学生加深了解和更好地掌握Java语言程序设计课程教学大纲要求的内容。在Java语言程序设计的课程实验过程中，要求学生做到：（1）预习实验指导书有关部分，认真做好实验内容的准备，就实验可能出现的情况提前作出思考和分析。（2）仔细观察调试程序过程中出现的各种问题，记录主要问题，作

2、出必要说明和分析。（3）认真书写实验报告。实验报告模板见实验报告格式。（4）遵守机房纪律，服从辅导教师指挥，爱护实验设备。（5）实验课程不迟到。如有事不能出席，所缺实验一般不补。（6）本实验可以采用的开发工具有JDK，Jcreator和Eclipse等，同学在做实验之前要求熟悉开发环境。实验的验收将分为两个部分。第一部分是上机操作，包括检查程序运行和即时提问。第二部分是提交书面的实验报告。3 实验 1 Java 类和对象（一）（4 学时）1.实验目的（1）掌握 JDK 的安装步骤，理解环境变量PATH,CLASSPATH 的作用，以及它们的设置方法。掌握如何在命令行下编译和运行Java程序，掌

3、握Editplus 编辑器的使用方法。（2）通过编程和上机实验理解Java 语言如何体现面向对象编程基本思想，了解类的封装方法，以及如何创建类和对象，掌握对象和对象引用之间的关系，了解成员变量和成员方法的特性，掌握数组的定义方法，掌握类构造方法的定义和构造方法的使用，掌握OOP 方式进行程序设计的方法。2.实验类型设计型3.实验基本要求1（Java基本语法练习）编写35 选 7 的彩票程序，随机产生7 个 1-35 之间的中奖号码，产生的 7 个号码应保证互不相同，采用冒泡排序将7 个号码排序，从键盘输入7 个 1-35 之间的号码（必须为整数），输入的 7 个号码要保证互不相同，将用户输入的

4、号码与中奖号码进行比较，判断有几个号码相同，根据中奖号码的个数，判断用户中了几等奖。2（Java类和对象练习，与上课实例类似）.编写一个银行客户类，客户属性有：姓名，编号，取款密码，存款余额，提供的方法包括存钱、取钱、查询余额。编写一个测试类，要求用户输入密码，如果密码正确，进入操作界面，操作界面提供一个菜单，提示用户如何进行存款，取款和查询，能够循环存款、取款和查询，存款金额和取款金额需要从键盘输入，输入的存款金额和取款金额大于0，取款金额小于等于存款余额，否则重新输入。3（Java类和对象练习）.编写一个学生类，每个学生属性有：学号、姓名、年龄，创建5个学生对象，给一个学生数组赋值，完成以

5、下功能：将学生按学号排序输出；给所有学生年龄加1；统计大于20 岁的学生人数。4（选做）实现一个复数类，实现复数的加法和乘法，并编写测试类测试它。4 5（选做）编写一个三角形类，能根据3 个实数构造三角形对象，如果三个实数不满足三角形的条件，则自动构造以最小值为边的等边三角形。输入任意三个数，求构造的三角形面积。注：三角形面积s=sqrt(p*(p-a)*(p-b)*(p-c)其中，a,b,c为三条边，p=(a+b+c)/2。4.编程技巧1(1)如何根据构造方法的要求创建对象；(2)如何给对象数组赋值。(3)如何通过数组元素操作访问各对象的属性。(4)输出对象会自动调用对象的toString(

6、)方法。(5)通过数组管理学生对象，由于要多次输出学生数组，所以程序中编写了一个output 方法。2两个字符串的比较要用equals方法。5.实验思考题1 以下程序的运行结果？public class A static int k=3;static int m;public static void main(String args)k+;if(m=0)System.out.println(k);else System.out.println(B.k);k+;class B static int k=6;A.3 B.4 C.5 D.编译错误E.6 2以下程序的运行结果？public class

7、 A static int k=3;public static void main(String args)int k=4;A x1=new A();x1.k+;A x2=new A();5 x2.k+;k+;System.out.println(x1.k);A.3 B.4 C.5 D.6 E.7 3以下程序的运行结果为?class ValHold public int i=10;public class ObParm public static void main(String argv)ObParm o=new ObParm();o.amethod();public void ametho

8、d()int i=99;ValHold v=new ValHold();v.i=30;another(v,i);System.out.print(v.i);public void another(ValHold v,int i)i=0;v.i=20;ValHold vh=new V alHold();v=vh;System.out.print(v.i);System.out.print(i);A10030 B.20030 C.209930 D.10020 6 实验 2 Java 类和对象（二）（4 学时）1.实验目的理解面向对象与面向过程在编程思想上的差异，掌握如何定义一个类，熟练掌握构造方法

9、的定义和调用，掌握包的概念，掌握类中修饰符（public,protected,private）的使用方法和意义，掌握this 关键字的使用，掌握static 关键字的使用方法，理解静态变量、静态方法和静态代码块的意义，掌握一维数组和二维数组的定义和使用方法，掌握集合类Vector 和ArrayList的使用方法，并理解如何将集合类使用为动态数组，掌握String,StringBuffer和StringTokenizer 的使用方法。2.实验类型设计型3.实验基本要求1（完善银行顾客例子，与上课实例类似）.具体满足如下要求：(1)为顾客类创建一个带有4 个参数的构造函数，初始化类中的4 个成员变

10、量;(2)为了去掉冗余，将顾客的业务放到顾客类的run()方法中；(3)在测试类中创建4 个顾客对象，存储在一个对象数组中，提示用户输入账号，根据账号确定执行哪个顾客的业务，即执行相应顾客的run 方法（使用for 循环）；(4)顾客类中添加一个静态变量allNum，统计该银行一共有多少位顾客，在构造方法中将变量的值+1。(5)在顾客类中添加一个转账的方法，在顾客数组的4个对象之间转账，提示用户输入想转入的账号，在顾客对象的数组中查找是否有该账号，如果有该账号，提示用户输入转账金额，如果转账金额为正数，并且大于剩余金额，提示转账成功，否则提示余额不足，如果转账金额为负数，则执行反转账（从对方账

11、户向自己账户转账），反转账要求知道对方密码（可以调用之前编写的isPass()方法），否则不允许反转账。(6)将顾客的数组改为动态数组，可使用Vector 或者 ArrayList。(7)创建一个管理员类，类中包括id，name，password 等数据，类中提供添加顾客、删除顾客、计算储蓄总额、打印某个顾客的信息等方法，具体定义及功能列举如下：添加顾客：方法头可以定义为void addCust(Vector st)，方法中提示管理员输入账号，密码，开户金额，顾客名字，用这些信息创建一个Cutomer 类，并添加到st 参数传进来的 Vector 中。7 删除顾客：方法头可以定义为void d

12、eleteCust(Vector st)，方法中提示输入想要删除的顾客的账号，遍历st 参数传进来的Vector，找到后，将其删除。计算储蓄总额：方法头可以定义为void sum(Vector st)，遍历 st 参数传进来的Vector，将所有账号的金额加起来。打印某个顾客的信息：方法头可以定义为void printOnePerson(Vector st)，提示输入想要查询顾客的账号，遍历st 参数传进来的Vector，找到后，将该顾客的信息打印出来。2定义一个名为MyRectangle 的矩形类，类中有4 个私有的整型域，分别是矩形的左上角坐标（xUp,yUp）和右下角坐标（xDown,y

13、Down）；类中定义没有参数的构造方法和有4 个int 参数的构造方法，用来初始化类对象。类中还有以下方法：getW()计算矩形的宽度；getH()计算矩形的高度；area()计算矩形的面积；toString()把矩形的宽、高和面积等信息作为为字符串返回。编写应用程序使用MyRectangle 类。3.小镇的图书馆需要一个新的电子租借系统。该小镇有两个图书馆，每个图书馆提供很多书让客户去租赁。客户可以打印出所有的图书清单，包括现存的，已经借出的和归还的。现在我们需要提供两个类，Book 类和 Library 类，有这两个类提供图书数据库的功能。请补充缺少的方法去完成类的功能。步骤：（1）补充完

14、成Book 类的定义。这个类需要定义获取图书标题的方法,查看图书的作者，查看是否可用的方法,是否借出方法。图书的状态用“available”和“borrowed”表示。现在的结构框架内缺少这些方法的执行内容，请用合适的功能代码补充方法体的内容。用main 方法测试方法，当你运行程序时应该输出的内容：图书名称：Java 程序设计教程图书作者：丁一出租状态：出租中可用状态：不可用public class Book String title;/图书名称String author;/作者boolean borrowed;/图书状态，初始状态为可用/使用给定的图书名称，创建一个新的Book 对象，并置该

15、对象的初始状态为可用public Book(String bookTitle,String author)/Implement this method 8/借书，标记该书为借出状态public void borrowed()/Implement this method /还书，标记该书为可用状态public void returned()/Implement this method /Returns true if the book is rented,false otherwise public boolean isBorrowed()/Implement this method /Retu

16、rns true if the book is available,false otherwise public Boolean isAvailable()/Implement this method /返回图书的名称public String getTitle()/Implement this method public static void main(String arguments)Book example=new Book(Java 程序设计教程);System.out.println(图书名称：+example.getTitle();System.out.println(图书作者：

17、+example.getAuthor();System.out.println(出租状态：+example.isBorrowed();System.out.println(可用状态：+example.isAvailable();（2）完成 library 类：我们应该建立一个类用于表示每个图书馆，并且管理每个图书馆的图书，他们有不同的地址和图书数目。建立一个Library 类。复制下面的结构代码。我们提供一个 main 方法用于建立两个图书馆，然后执行一些对书目的操作，图书入库、出借图书和图书归还，当一本处于出租中的图书被借阅时，输出“图书已被出租”，如果没有要借的图书，输出“没有发现要借的图

18、书”。当然，这些所有的方法成员和变量成员都是缺少的，你需要填充这些缺省的部分。解读下面的main 方法检查编译错误，填充缺少的方法和成员内容。9 public class Libaray /Add the missing implementation to this class public static void main(String args)/Create two libraries Library firstLibrary=new Library(文化路 80号);Library secondLibrary=new Library(建设路 22号);/Add four books t

19、o the first library firstLibrary.addBook(new Book(飞鸟集,泰戈尔);firstLibrary.addBook(new Book(安妮日记,弗兰克);firstLibrary.addBook(new Book(红楼梦,曹雪芹);firstLibrary.addBook(new Book(希腊的神话和传说,斯威布);secondLibrary.addBook(new Book(安妮日记,弗兰克);secondLibrary.addBook(new Book(红楼梦,曹雪芹);secondLibrary.addBook(new Book(希腊的神话和

20、传说,斯威布);System.out.println(图书馆地址:);firstLibrary.printAddress();secondLibrary.printAddress();System.out.println();System.out.println(从两个图书馆借【飞鸟集】);firstLibrary.borrowBook(飞鸟集);firstLibrary.borrowBook(飞鸟集);secondLibrary.borrowBook(飞鸟集);System.out.println();/输出两个图书馆各自可外借的图书System.out.println(first libr

21、ary可外借的图书:);firstLibrary.printAvailableBooks();System.out.println();System.out.println(second library 可外借的图书:);secondLibrary.printAvailableBooks();System.out.println();/向first library 归还【飞鸟集】System.out.println(向first library 归还【飞鸟集】:);firstLibrary.returnBook(飞鸟集);System.out.println();/输出 first libra

22、ry 图书馆可外借的图书System.out.println(first library可外借的图书:);firstLibrary.printAvailableBooks();10 4.（选做）.链表的每个结点定义如下：class Node int data;Node next;定义一个链表类，创建一个初始为10 个结点的单向链表，结点数据用随机函数产生。输出该链表：分别在首部，中间和尾部增加一个数据为100的结点，输出链表。4.实验思考题1.以下程序的运行结果？class StaticDemo static int x;int y;public static int getX()return

23、 x;public static void setX(int newX)x=newX;public int getY()return y;public void setY(int newY)y=newY;public class EXP3_4 public static void main(String args)System.out.println(静态变量 x=+StaticDemo.getX();StaticDemo a=new StaticDemo();StaticDemo b=new StaticDemo();a.setX(1);a.setY(2);b.setX(3);b.setY(

24、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();11 2以下程序的运行结果？import java.util.Calendar;class Time private Calendar t;private int y,m,d,hh,mm,ss;Time()t=Calendar.getInstance();y=t.get(t.YEAR);m

25、=t.get(t.MONTH)+1;d=t.get(t.DATE);hh=t.get(t.HOUR_OF_DAY);mm=t.get(t.MINUTE);ss=t.get(t.SECOND);public String getDate()return y+年+m+月+d+日;public String getTime()return hh+时+mm+分+ss+秒;public class EXP3_3 public static void main(String args)Time t=new Time();System.out.println(当前日期：+t.getDate();System

26、.out.println(当前时间：+t.getTime();实验 3 Java 继承与接口（4 学时）1.实验目的掌握继承、抽象类、抽象方法和接口的概念，理解Java 继承的优势，掌握extends、implements、super 和 final 关键字的使用，掌握继承过程中构造方法的调用顺序，掌握继承体系中方法覆盖的机制，掌握抽象类和接口的区别，理解类与接口，接口与接口之间的实现与继承关系。2.实验类型设计型12 3.实验基本要求1.（与上课例子一致）假定要为某个公司编写员工工资支付程序，这个公司有各种类型的员工员（Employee），不同类型的员工按不同的方式支付工资：（1）经理（Ma

27、nager）每月获得一份固定的工资（2）销售人员（Salesman）在基本工资的基础上每月还有销售提成。（3）一般工人（Worker）则按他每月工作的天数计算工资。根 据 上 述 要 求 试 用 类 的 继 承 和 相 关 机 制 实 现 这 些 功 能，设 计 一 个 测 试 类EmployeeDemo，分别创建经理、销售人员和一般工人这三个类的对象，并输出每种员工的工资。（提示：应设计一个抽象的员工类（Employee）描述所有雇员的共同特性，这个类应该提供一个计算工资的抽象方法ComputeSalary()，使得可以通过这个类计算员工的工资。经理、销售人员和一般工人对应的类都应该继承这个

28、类，并给出每种员工工资的计算方法，进而给出它的具体实现。）2.假定根据学生的3 门学位课程的分数决定其是否可以拿到学位，对于本科生，如果3 门课程的平均分数超过60 分即表示通过，而对于研究生，则需要平均超过80 分才能够通过。根据上述要求，请完成以下Java 类的设计：（1）设计一个基类Student 描述学生的共同特征（包括的属性：名字（name），A 课程的成绩（classA），B 课程的成绩（classB），C 课程的成绩（classC），包括的方法：getAverage()，计算 3 门课的平均成绩）。（2）设计一个描述本科生的类Undergraduate，该类继承并扩展Studen

29、t 类（除了继承父类的属性和方法外，还包括一个方法isPass()，判断该本科生是否可以拿到学位。提示：调用从父类继承来的getAverage()方法获得 3 门课程的平均成绩）。（3）设计一个描述研究生的类Graduate，该类继承并扩展Student 类（除了继承父类的属性和方法外，还包括一个方法isPass()，判断该研究生是否可以拿到学位。提示：调用从父类继承来的getAverage()方法获得3 门课程的平均成绩）。（4）设计一个测试类StudentDemo，分别创建本科生和研究生这两个类的对象，并输出相关信息。3编写程序，定义一个计算面积的接口Area，其中包含一个计算面积的抽象方

30、法calculateArea()。然后设计圆Circle 和矩形 Rectan 两个类实现这个接口中的方法。最后定义一个计算圆和矩形的面积的测试类AreaDemo。提示：Circle 类包含的属性包括：常量 PI（定义为public static final double PI=3.14159），成员变量半径：radius，要实现接口中的方法calculateArea()；Rectan 类 包 含 的 属 性 包 括：矩 形 的 长 和 宽，要 实 现 接 口 中 的 方 法calculateArea()。4.实验思考题1阅读如下所示的3 个 Java类的定义，分析它们之间的关系，写出运行结果

31、。class SuperClass int x;SuperClass()x=3;System.out.println(in SuperClass:x=+x);13 void doSomething()System.out.println(in SuperClass.doSomething();class SubClass extends SuperClass int x;SubClass()super();/调用父类的构造方法x=5;/super()要放在方法中的第一句System.out.println(in SubClass:x=+x);void doSomething()super.do

32、Something();/调用父类的方法System.out.println(in SubClass.doSomething();System.out.println(super.x=+super.x+sub.x=+x);public class Inheritance public static void main(String args)SubClass subC=new SubClass();subC.doSomething();2以下程序的运行结果？public class EXP3_7 protected String xm;/具有保护修饰符的成员变量protected int xh

33、;void setdata(String m,int h)/设置数据的方法 xm=m;xh=h;public void print()/输出数据的方法 System.out.println(xm+,+xh);class EXP3_8 extends EXP3_7 protected String xy;protected String xi;public static void main(String args)EXP3_7 p1=new EXP3_7();14 p1.setdata(李四,12321);p1.print();EXP3_8 s1=new EXP3_8();s1.setdata(

34、张三,12345);/调用父类的成员方法s1.xy=成都信息工程学院;/访问本类的成员变量s1.xi=计算机系;/访问本类的成员变量s1.print();System.out.print(s1.xm+,+s1.xy+,+s1.xi);3以下程序的运行结果？class Point protected int x,y;Point(int a,int b)setPoint(a,b);public void setPoint(int a,int b)x=a;y=b;class Line extends Point protected int x,y;Line(int a,int b)super(a,b

35、);setLine(a,b);public void setLine(int x,int y)this.x=x+x;this.y=y+y;public double length()int x1=super.x,y1=super.y,x2=this.x,y2=this.y;return Math.sqrt(x2-x1)*(x2-x1)+(y2-y1)*(y2-y1);public String toString()return 直线端点：+super.x+,+super.y+x+,+y+直线长度：+this.length();public class EXP3_10 public static

36、 void main(String args)Line line=new Line(50,50);System.out.println(n+line.toString();15 4以下程序的运行结果？interface NL/定义接口int year=2004;int age();void output();public class EXP3_13 implements NL/实现接口String xm;/类自己的成员变量（姓名）int csrq;/类自己的成员变量（出生日期）public EXP3_13(String n1,int y)/类构造方法xm=n1;csrq=y;public in

37、t age()/实现接口的方法return year-csrq;/这里直接使用了接口中的常量year public void output()/实现接口的方法System.out.println(this.xm+今年的年龄是+this.age()+岁);public static void main(String args)/类自己的成员方法 NL a=new EXP3_13(张三,1990);a.output();实验 3 Java 多态与异常处理（4 学时）1.实验目的掌握类的多态性、异常和错误的概念，掌握多态的使用方法，掌握instanceof、throw 和throws 关键字的含义，

38、掌握子类对象与父类对象的关系，掌握异常的捕获和抛出，掌握使用try-catch-finally结构进行异常处理，学会用 throws 从函数中抛出异常，学会创建自定义异常，以及手工抛出（产生）异常的throw 语句。2.实验类型设计型16 3.实验基本要求1.（与上课例子一致）基于员工工资支付的程序（参看实验3），创建一个Employee 类的对象数组，数组中的对象引用分别指向不同的子类（Manager、Salesman 和 Worker 等）对象，通过数组中的对象调用每个子类对象的ComputeSalary()方法，计算每种员工的工资。体验多态为程序带来的灵活性和可维护性。2.在一个类中编写

39、4 个两数相加的重载方法，参数分别为整整，整实、实整、实实。并在另一个类中编程测试这些方法的运行结果。3在程序中主动产生一个ArithmeticException 类型被 0 除的异常，并用catch 语句捕获这个异常。最后通过ArithmeticException 类的对象e 的方法 getMessage 给出异常的具体类型并显示出来。4.（选做）下面是一个名称为NegativeAmountException的自定义异常类，表示一个不正常的银行账目事件类。填充下面的语句，完成该类的编写。class NegativeAmountException _ _/NegativeAmountExcep

40、tion异常：用消息 s创建异常NegativeAmountException(String s)super(s);class Account doublebalance;/构造函数，余额为 0；public Account()balance =0;/构造函数，余额为 n，如果初始余额小于 0抛出异常public Account(double n)throws NegativeAmountException if(n0)this.balance =n;else _;/查询余额方法，返回当前余额publicdouble getBalance()return this.balance;/存款方法，

41、存款数额 amount;如果存款数目小于 0抛出异常publicvoid deposit(double amount)_ if(amount=0)balance+=amount;else 17 throw new NegativeAmountException(存款出错);/取款方法，取款数额 amount;如果取款数目小于 0抛出异常publicvoid withdraw(double amount)_ _ if(amount0)throw new NegativeAmountException(操作错误);elseif(balance amount)throw new NegativeAm

42、ountException(取款出错);else balance-=amount;5.（选做）模仿上题中NegativeAmountException 自定义异常的写法，根据下面要求写程序。自定义异常 OnlyOneException 与NoOprandException，并补充各自类的构造函数，参数用于保存异常发生时候的信息；添加 main方法，从命令行参数读入两个数据，计算这两个数据的和并输出。如果参数的数目只要一个，抛出OnlyOneException 异常并退出程序的执行；如果没有参数，抛出 NoOprandException 异常并退出程序的执行。4.实验思考题（1）思考以下程序的运

43、行结果public class EXP5_2 public static void main(String args)System.out.println(“这是一个异常处理的例子n”);try int i=10;i/=0;catch(IndexOutOfBoundsException e)System.out.println(异常是：+e.getMessage();finally System.out.println(finally 语句被执行);（2）以下程序的运行结果？public class EXP5_3 public static void main(String args)try

44、int a=args.length;18 System.out.println(na=+a);int b=42/a;int c=1;c42=99;catch(ArithmeticException e)System.out.println(发生了被0 除：+e);catch(ArrayIndexOutOfBoundsException e)System.out.println(数组下标越界：+e);（3）以下程序的运行结果？public class EXP5_4 static void throwProcess()try throw new NullPointerException(空指针异常

45、);catch(NullPointerException e)System.out.println(n 在 throwProcess方法中捕获+e.getMessage();throw e;public static void main(String args)try throwProcess();catch(NullPointerException e)System.out.println(再次捕获：+e);（4）以下程序的运行结果？public class EXP5_4 static void throwProcess()try throw new NullPointerException(空指针异常);catch(NullPointerException e)System.out.println(n 在 throwProcess方法中捕获+e.getMessage();throw e;19 public static void main(String args)try throwProcess();catch(NullPointerException e)System.out.println(再次捕获：+e);（5）编译运行如下程序，写出程序的运行结果。理解trycatchfinally 的使用。