Java实验指导书.docx

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Java实验指导书

《Java程序设计》

实验指导书

成都信息工程学院计算机系

2006

目录

概述1

实验一Java程序设计基础3

实验二Java语言基础15

实验三Java语言面向对象基础28

实验四包、访问权限45

实验五异常处理和包装类的编程练习51

实验六Java语言的字符串类60

实验七多线程基础编程64

实验八多线程并发编程65

实验九字符流和字符流输入/输出编程67

实验十集合、列表、映射类编程69

实验十一Java高级编程＊70

实验十二数据库的连接：

JDBC＊72

实验十三综合设计实验——拼图游戏＊73

概述

一、上机实验的目的

　　上机实验的目的是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语言的基本结构和程序设计方法。

通过亲手编程掌握Java语言编程的方法。

二、实验基本内容

　　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13个实验。

学生可以在课内机时先完成指导书中给出的程序，理解所学的知识，在此基础上再编写其他应用程序。

指导书中的13个实验如下。

一、Java程序设计基础

二、Java语言基础

三、Java语言面向对象基础

四、包、访问权限

五、异常处理和包装类的编程练习

六、Java语言的字符串类

七、多线程基础编程

八、多线程并发编程

九、字符流和字符流输入/输出编程

一十、集合、列表、映射类编程

十一、Java高级编程＊

十二、数据库的连接：

JDBC＊

十三、综合设计实验——拼图游戏＊

三、实验任务与时间安排

　　《Java编程技术》是一门实践性很强的课程，除了在课内安排的实验外，鼓励同学在课外使用相关技术进行编程练习。

《Java编程技术》上机实验时间为22学时，与教学内容同时进行上机实验。

20个上机学时分为前10个实验。

后面3个实验学生需选做其一，占用课堂2个学时，课外6个学时。

四、实验设备要求

　　Java的开发和运行环境对机器的配置要求较高。

下面给出的是实验用机的软件和硬件基本配置。

　　软件配置：

Windows2000Professional、IE5.5以上

　　硬件配置：

CPUP42.0G以上、内存512MB以上

实验一Java程序设计基础

实验目的

1、学习构建Java语言开发和运行环境

2、学习使用EditPlus编写Java源程序

3、学习使用javac命令编译源程序

4、学习使用java命令运行程序

5、初步了解使用Java语言进行程序设计的基本步骤

6、为进行后续实验做好准备

实验要求

1、下载、安装Java软件开发工具包（JSDK）；

2、设置相关环境变量；

3、使用EditPlus编写一个简单的Java程序；

4、使用javac命令编译源程序；

5、使用java命令运行程序，观察运行结果。

实验内容

1、Java软件开发工具包（JSDK）的下载与安装

（1）下载SDK

　　为了建立基于SDK的Java运行环境，需要先下载Sun的免费SDK软件包。

SDK包含了一整套开发工具，其中包含对编程最有用的是Java编译器、Applet查看器和Java解释器。

　　在浏览器中输入所示的Sun公司网站页面。

图1.1

在页面右边“PopularDownloads”栏中可看到最新版的SDK软件包（早期版本称为JDK），这里显示的是“J2SE5.0”（当前最新版）。

单击“J2SE5.0”超链接，可看到图1.2所示页面。

图1.2

在页面的“DownloadJDK5.0Update6”栏可以选择下载最新的J2SE5.0SDK软件包。

有两种选择：

一种是在线安装“WindowsInstallation”；一种是离线安装“WindowsOfflineInstallation”。

单击页面中“SDK”列对应的“DOWNLOAD”超链接，可看到图1.3所示的下载协议说明书。

图1.3

　　单击“ACCEPT”按钮，同意Sun公司的协议，可进入到图1.4所示的下载页面，单击“WindowsOfflineInstallation,Multi-language”超链接，开始下载工作，下载的安装文件保存为“jdk-1_5_0_06-windows-i586-p.exe”。

图1.4

（2）安装SDK

　　运行“jdk-1_5_0_06-windows-i586-p.exe”软件包，可安装SDK，在安装过程中可以设置安装路径及选择组件，默认的安装路径为“C:

\ProgramFiles\Java\jdk1.5.0_06\”，　　这里将安装目录指定为“D:

\jdk\jdk1.5.0_06\”，默认的组件选择是全部安装。

（3）SDK安装目录中的Java命令

　　安装成功后，D:

\jdk\jdk1.5.0_06\中的文件和子目录结构如图1.5所示。

图1.5

其中，“bin”文件夹中包含编译器（javac.exe）、解释器（javac.exe）、Applet查看器（appletviewer.exe）等Java命令的可执行文件，如图1.6所示。

“demo”文件夹中包含一些源代码的程序示例。

图1.6

2、环境变量的设置

　　SDK中的工具都是命令行工具，需要在命令行窗口从命令行提示符下运行它们。

很多人可能会不习惯，但这是Sun特意采取的策略，为的是把精力更多地投入到Java语言本身而不是花在开发工具上。

　　为了能正确方便的使用SDK，可手工配置一些Windows的环境变量。

　　以Windows2000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，将出现系统特性设置界面，如图1.7所示。

图1.7

　　在“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，如图1.8所示。

图1.8

　　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”栏的命令前添加“D:

\jdk\jdk1.5.0_06\bin;”命令，如图1.9所示。

图1.9

　　用同样方法设置环境变量“classpath”，其值为“D:

\jdk\jdk1.5.0_06\lib;”命令。

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，则安装正确，如图1.10所示。

图1.10

　　为了在打开命令行窗口时可以直接进入包含你开发的java程序的路径下，下面以Windows2000为例说明设置过程。

（1）首先建立一个存放java源程序的路径和文件夹，如将实验中建立的java源程序都存放在为“d:

\java\prog”文件夹中。

（2）单击“开始”→“所有程序”→“附件”→“命令提示符”，选择“命令提示符”选项右击，在出现的下拉菜单中选择“属性”菜单，将打开“命令提示符属性”对话框，如图1.11所示。

图1.11

（3）在“命令提示符属性”对话框中选择“快捷方式”选项，在“起始位置”栏输入“d:

\java\prog”，单击“确定”按钮。

　　进行了上面的设置后，打开命令行窗口时将直接进入“e:

\java\prog>”路径下。

如果没有进行上述设置，可使用DOS命令，直接输入“d:

”按回车进入到d盘，再输入“cdjava”到d盘的java子目录下，再输入“cdprog”即可到“e:

\java\prog>”路径下。

3、使用EditPlus编写源程序

　　要编写Java程序，需要有文本编辑器。

可以使用操作系统提供的Edit或记事本作为编辑器，最好选择EditPlus编辑软件，它可以使用不同颜色显示Java的关键字和类名，简单好用，同时可以对程序进行编译和运行。

　　EditPlus为共享软件，在教育网各个软件下载网站都有下载。

下载安装EditPlus软件后打开EditPlus编辑软件，如图1.17所示，在其右边文本区输入如下代码。

　　publicclassHelloJava{

　　publicstaticvoidmain（Stringargs[]）{

　　System.out.println（"HelloJava!

"）;

　　}

　　}

图1.17

将文件命名为HelloJava.java，保存为文本文件格式文件，注意保存文件的路径。

根据前面环境变量的设置，HelloJava.java应该保存在“e:

\java\prog>”的路径下。

4、使用javac命令编译源程序

　　Java源程序编写后，要使用Java编译器（javac.exe）进行编译，将Java源程序编译成可执行的程序代码。

Java源程序都是扩展名为.java的文本文件。

编译时首先读入Java源程序，然后进行语法检查，如果出现问题就终止编译。

语法检查通过后，生成可执行程序代码即字节码，字节码文件名和源文件名相同，扩展名为.class。

可按照以下步骤操作：

（1）打开命令提示符窗口进入Java源程序所在路径。

（2）键入“javacHelloJava.java”，如图1.18所示。

图1.8

（3）按回车键开始编译（注意：

文件名大小写敏感）。

如果源程序没有错误，则屏幕上没有输出，键入“dir”按回车键后可在目录中看到生成了一个同名字的.class文件“Hello.class”，如图1.18所示。

否则，将显示出错信息。

5、使用java命令运行程序

　　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。

在命令提示符窗口键入“javaHelloJava”，按回车键即开始解释并可看到运行结果，如果看到如图1.19所示结果，表明程序运行成功了，这是一种字符方式的应用程序其结果显示在屏幕。

图1.19

6、在EditPlus中编译和运行程序

　　EditPlus中可以设置在后台运行javac.exe和java.exe或其它外部可执行程序，同时可以指定当前编辑的文件或其它内容作为外部程序的执行参数，并将外部程序运行的结果显示在消息栏中，这可简化对Java程序编译和执行的操作，提高编程效率。

（1）打开EditPlus，单击“工具”→“配置用户工具”菜单，如图1.22所示。

图1.22

（2）在打开的“参数设置”窗口如图1.23、图1.24所示配置编译与运行环境。

（a）设置“编译”工具

　　单击“组名称”按钮确定工具组的名称。

单击“添加工具”按钮，从弹出的快捷菜单中选择“程序文件”命令。

在“菜单文字”栏中输入“编译”文字；在“命令”栏中输入或通过文件夹选择javac.exe文件的路径；在“参数”栏选择“文件名称”；在“初始目录”栏输入Java程序所在的路径。

（b）设置“运行”工具

　　与（a）同样的方法可以设置“运行”工具。

请同学自己练习。

图1.23

图1.24

（3）编译与运行

　　设置工具后，在“工具”菜单下的下拉菜单中就可以对Java程序进行编译与运行操作了。

（a）单击“工具”→“编译”菜单，如图1.25所示。

就开始对选中的程序进行编译处理。

该过程要等一会儿。

图1.25

（b）编译通过后，可在右下方窗口看到编译结果，如图1.26所示。

如果程序有问题，会看到提示。

图1.26

（c）编译成功后，可运行该程序。

单击“工具”→“运行”菜单，如图1.27所示。

图1.27

（d）运行成功后，可在右下方窗口看到程序的运行结果，如图1.28所示。

图1.28

实验二Java语言基础

实验目的

1、了解Java的数据类型；

2、掌握各种变量的声明方式；

3、理解运算符的优先级；

4、掌握Java基本数据类型、运算符与表达式、数组的使用方法；

5、理解Java程序语法结构，掌握顺序结构、选择结构和循环结构语法的程序设计方法；

6、通过以上内容，掌握Java语言的编程规则。

实验要求

1、编写一个声明Java不同数据类型变量的程序；

2、编写一个使用运算符、表达式、变量的程序；

3、编写一个使用Java数组的的程序；

4、编写表达式语句、复合语句的程序；

5、编写使用不同选择结构的程序；

6、编写使用不同循环结构结构的程序。

实验内容

1、声明不同数据类型的变量

（1）编写声明不同数据类型变量的程序文件LX2_1.java，源代码如下。

　　publicclassEXP2_1{

　　　publicstaticvoidmain（Stringargs[]）{

　　　　byteb=0x55;

　　　　shorts=0x55ff;

　　　　inti=1000000;

　　　　longl=0xffffL;

　　　　charc='a';

　　　　floatf=0.23F;

　　　　doubled=0.7E-3;

　　　　booleanB=true;

　　　　StringS="这是字符串类数据类型";

　　　　System.out.println（"字节型变量b="+b）;

　　　　System.out.println（"短整型变量s="+s）;

　　　　System.out.println（"整型变量i="+i）;

　　　　System.out.println（"长整型变量l="+l）;

　　　　System.out.println（"字符型变量c="+c）;

　　　　System.out.println（"浮点型变量f="+f）;

　　　　System.out.println（"双精度变量d="+d）;

　　　　System.out.println（"布尔型变量B="+B）;

　　　　System.out.println（"字符串类对象S="+S）;

　　　}

}

（2）编译并运行该程序，结果如图2.1所示。

图2.1

2、了解变量的使用范围

（1）建立EXP2_2.java文件，通过本程序了解变量的使用范围，源代码如下。

　　publicclassEXP2_2{

　　　staticinti=10;

　　　publicstaticvoidmain（Stringargs[]）{

　　　　{

　　　　　intk=10;

　　　　　System.out.println（"i="+i）;

　　　　　System.out.println（"k="+k）;

　　　　}

　　　　System.out.println（"i="+i）;

　　　　System.out.println（"k="+k）;//编译时将出错，已出k的使用范围

　　　}

　　}

（2）编译EXP2_2.java

　　此时会出现错误提示如图2.2所示。

因为变量k在方法块中声明，在方法块之外它是不存在的，所以编译时会出错。

图2.2

（3）修改上面的程序

（4）成功运行该程序

思考：

EXP2_2.java程序说明了什么问题？

3、使用关系运算符和逻辑运算符

（1）建立使用关系运算符和逻辑运算符的程序文件，源代码如下。

　　classEXP2_3{

　　　publicstaticvoidmain（Stringargs[]）{

　　　　inta=25,b=20,e=3,f=0;

　　　　booleand=a

　　　　System.out.println（"a=25,b=20,e=3,f=0"）;

　　　　System.out.println（"因为关系表达式a

"+d）;

　　　　if（e!

=0&&a/e>5）

　　　　　System.out.println（"因为e非0且a/e为8大于5，所以输出a/e＝"+a/e）;

　　　　if（f!

=0&&a/f>5）

　　　　　System.out.println（"a/f="+a/f）;

　　　　else

　　　　　System.out.println（"因为f值为0，所以输出f="+f）;

　　　}

　　}

（2）编译并运行该程序，结果如图2.3所示。

图2.3

4、使用数组

（1）建立使用数组的程序，本程序建立了一个长度为5的1维数组，一个长度为12的2维数组，源代码如下。

　　publicclassEXP2_4{

　　　publicstaticvoidmain（Stringargs[]）{

　　　　inta[]=newint[5];

　　　　intarr1[][]=newint[3][4];

　　　　a[0]=10;

　　　　a[1]=10+a[0];

　　　　a[2]=30;

　　　　a[3]=40;

　　　　a[4]=a[1]+a[2];

　　　　arr1[0][0]=0;arr1[0][1]=1;arr1[0][2]=2;

　　　　arr1[1][0]=3;arr1[1][1]=4;arr1[1][2]=5;

　　　　arr1[2][0]=6;arr1[2][1]=7;arr1[2][2]=8;

　　　　System.out.println（"a["+0+"]="+a[0]）;

　　　　System.out.println（"a["+1+"]="+a[1]）;

　　　　System.out.println（"a["+2+"]="+a[2]）;

　　　　System.out.println（"a["+3+"]="+a[3]）;

　　　　System.out.println（"a["+4+"]="+a[4]）;

　　　　System.out.println（"arr1（"+0+","+0+"）="+arr1[0][0]）;

　　　　System.out.println（"arr1（"+0+","+1+"）="+arr1[0][1]）;

　　　　System.out.println（"arr1（"+0+","+2+"）="+arr1[0][2]）;

　　　　System.out.println（"arr1（"+1+","+0+"）="+arr1[1][0]）;

　　　　System.out.println（"arr1（"+1+","+1+"）="+arr1[1][1]）;

　　　　System.out.println（"arr1（"+1+","+2+"）="+arr1[1][2]）;

　　　}

　　}

（2）编译并运行程序，结果如图2.4所示。

图2.4

5、使用表达式语句与复合语句

（1）建立包含表达式语句程序，源代码如下。

　　classEXP2_5{

　　　publicstaticvoidmain（String[]args）{

　　　　intk,i=3,j=4;

　　　　k=20*8/4+i+j*i;

　　　　System.out.println（"表达式（20*8/4+i+j*i）＝"+k）;

　　　}

　　}

（2）建立包含复合语句程序，源代码如下。

　　classEXP2_6{

　　　publicstaticvoidmain（Stringargs[]）{

　　　　intk,i=3,j=4;

　　　　k=i+j;

　　　　System.out.println（"在复合块外的输出k="+k）;

　　　　{

　　　　　floatf;

　　　　　f=j+4.5F;

　　　　　i++;

　　　　　System.out.println（"在复合块内的输出f="+f）;

　　　　　System.out.println（"在复合块内的输出k="+k）;

　　　　}

　　　　System.out.println（"在复合块外的输出i="+i）;

　　　}

　　}

（3）编译并运行上述两个源程序，结果如图2.5、2.6所示。

（4）将变量i在块内定义会怎样？

改变其他变量的位置看看会发生什么变化。

思考：

指出程序的复合结构以及变量的使用范围。

图2.5

图2.6

6、使用选择语句

6.1、使用if...else语句

（1）程序功能：

使用if...else语句构造多分支，判断某一年是否为闰年。

闰年的条件是符合下面二者之一：

能被4整除，但不能被100整除；能被4整除，又能被100整除。

（2）编写源程序文件，代码如下。

　　publicclassEXP2_7{

　　　publicstaticvoidmain（Stringargs[]）{

　　　　booleanleap;

　　　　intyear=2005;

　　　　if（（year%4==0&&year%100!

=0）||（year%400==0））//方法1

　　　　　System.out.println（year+"年是闰年"）;

　　　　else

　　　　　System.out.println（year+"年不是闰年"）;

　　　　year=2008;//方法2

　　　　if（year%4!

=0）

　　　　　leap=false;

　　　　elseif（year%100!

=0）

　　　　　leap=true;

　　　　elseif（year%400!

=0）

　　　　　leap=false;

　　　　else

　　　　　leap=true;

　　　　if（leap==true）

　　　　　System.out.println（year+"年是闰年"）;

　　　　else

　　　　　System.out.println（year+"年不是闰年"）;

　　　　year=2050;//方法3

　　　　if（year%4==0）{

　　　　　if（year%100==0）{

　　　　　　if（year%400==0）

　　　　　　　leap=true;

　　　　　　else

　　　　　　　leap=false;

　　　　　}

　　　　　else

　　　　　　leap=false;

　　　　}

　　　　else

　　　　　leap=false;

　　　　if（leap==true）

　　　　　System.out.println（year+"年是闰年"）;

　　　　else

　　　　　System.out.println（year+"年不是闰年"）;

　　　}

　　}

（3）编译运行程序，其结果如图2.