学位论文-—ava课程案例设计.doc

摘要 随着计算机技术和网络技术的发展，JAVA语言作为一种面向对象，跨平台的编程语言迅速成为IT领域里面的主流语言，为了培养学生学习JAVA语言的兴趣，更好的使学生体会JAVA语言的特点，此次设计通过使用从实际应用中精炼出来的案例来辅助知识的讲授和能力的培养，在案例设计时从其科学性，实用性及开发性出发，尽量营造贴近实际的应用环境，激发学生的学习兴趣，从而帮助教师提高教学效率，提高学生的实际应用能力。更好的使学生体会JAVA作为一种面向对象程序设计语言的封装，继承和多态的特点。关键字：JAVA课程案例设计、面向对象、编程语言Abstract With the development of computer technology and network technology, JAVA language as an object - oriented, cross platform programming language rapidly becoming mainstream language IT inside the field, in order to cultivate studentsinterest in learning JAVA language, better enable students to experience the JAVA language, the design culture through the use of refined from the practical application of the case to assist the knowledge and ability, in case the design from its scientificity, practicability and development point of view, to create close to the actual application environment, stimulate students interest in learning, to help teachers improve teaching efficiency, improve their practical ability. Better to make the students experience JAVA as a package for object-oriented programming language features of inheritance and polymorphism.Keywords: JAVA course case design, object-oriented ，programming language 目录1 引言11.1课题研究背景及意义11.2研究现状11.3技术简介21.4结构介绍22 实现要求32.1 JAVA大纲要求32.2 课程内容重点和要点32.2.1.JAVA语言概述32.2.2. JAVA基础42.2.3.对象和类42.2.4.类的封装，多态和继承42.2.5.面向对象的高级特性42.2.6.异常处理52.2.7 多线程53 案例设计63.1 概要设计63.2 详细设计73.2.1方法的重载，实现重载的方法73.2.2雷电游戏的设计83.2.2.1 图形用户界面设计83.2.2.2 核心功能代码设计94 综合实现134.1 程序设计目的134.2 具体实现134.2.1 涉及的知识134.2.2 功能展示134.2.3 核心代码145 结束语176 参考文献181 引言1.1课题研究背景及意义JAVA是SUN公司推出的能够跨平台的，可移植性最高的一种面向对象的程序设计语言。自面世以来，JAVA凭借其易学易用功能强大的特点得到了广泛的应用。其强大的跨平台特性使JAVA可以运行在任何一个系统平台上，甚至是手持电话，商务助理等移动电子产品，都可以运行JAVA程序，真正做到一次编写到处运行。JAVA可以编写桌面应用程序，WEB应用程序，分布式系统和嵌入式系统应用程序等，这使得它成为应用范围最广泛的开发语言。为了培养学生学习JAVA语言的兴趣，更好的使学生体会JAVA语言的特点，此次设计通过使用从实际应用中精炼出来的案例来辅助知识的讲授和能力的培养，在案例设计时从其科学性，实用性及开发性出发，尽量营造贴近实际的应用环境，激发学生的学习兴趣，从而帮助教师提高教学效率，提高学生的实际应用能力。更好的使学生体会JAVA作为一种面向对象程序设计语言的封装，继承和多态的特点。1.2研究现状 Java技术自1995年问世以来，在我国的应用和开发也得到了迅速普及，总体来看，这些应用主要集中于企业应用开发。据有关单位调查显示，从开发领域的分布情况上看Web开发占了一半以上，为57.9%，JavaME移动或嵌入式应用占15%，C/S应用占11.7%，系统编程占15.4%。近30%的开发者用Java从事C/S应用或系统级应用的开发。在桌面应用上，尽管Java在桌面GUI方面尚有不尽如人意之处，但仍然有很多开发者用来开发运行在多种操作系统平台上的桌面应用。在辅助教学方面，东南大学与中兴通讯公司开发了远程教学系统，用于本地网上教学、课后学习和异地远程教育，清华大学用Java进行了“计算机软件基础课”教学改革，分析研究Java教学软件BlueJ的汉化方案，电子科技大学应用Java RMI技术进行远程教育，西安电力高等专科学校采用Java技术，开发了交互式电站仿真系统，实现电站锅炉仿真、锅炉膛火焰仿真，为实现网上仿真进行有益探索。在嵌入式设备及消费类电子产品，无线手持设备、通信终端、医疗设备、信息家电（如数字电视、机顶盒、电冰箱）、汽车电子设备等是今年以来比较热门的Java应用领域。在这方面的应用有中国联通CDMA 1X网络中基于Java技术的无线数据增值服务UniJa。在行业和企业信息化方面，由于Sun、IBM、Oracle、BEA等国际厂商相继推出各种基于Java技术的应用服务器以及各种应用软件，带动了Java在金融、电信、制造等领域日益广泛的应用。如清华大学计算机系利用Java、XML和Web技术研制开发了多个软件平台，东方科技的Tong Web、金碟的Apusic、中创的Inforweb 等J2EE应用服务器及和佳ERP和宝信ERP等ERP产品已在许多企业得到应用。 1.3技术简介Java是由Sun Microsystems公司于1995年5月推出的Java程序设计语言（下简称Java语言）和Java平台的总称。用Java实现HotJava浏览器（支持Java applet）显示了Java的魅力：跨平台、动态Web、Internet计算。从此Java被广泛接受并推动了Web迅速发展，常用浏览器现均支持Java applet。另一方面Java技术也断更新。Java平台由Java虚拟机（Java Virtual Machine）和Java 应用编程接口（Application Programming Interface、简称API）构成。Java 应用编程接口为Java应用提供了独立于操作系统标准接口，可分为基本部分和扩展部分。在硬件或操作系统平台上安装Java平台之后，Java应用程序就可运行。现在Java平台已经嵌入了几乎所有的操作系统。这样Java程序只编译一次，就可以在各种系统中运行。Java分为三体系J2SE(Java2 Standard Edition)，J2EE(Java 2 Platform,Enterprise Edition)，J2ME(Java 2 Micro Edition)。 总之Java是一种简单面的，面向对象的，分布式的，解释型的，健壮安全的，结构中立的，可移植的，性能优异、多线程动态语言。1.4结构介绍本论文的内容结构如图1-1所示：图1-1 论文结构2 实现要求2.1 JAVA大纲要求性质：JAVA是一门以面向对象程序设计为主干线，深入浅出地介绍Java基本概念、基本方法及技巧、Java虚拟机和Java的各种实用技术的课程。任务：培养学生用JAVA语言编写程序的能力。知识能力培养：（一）基本知识类与对象及相关的概念，Java图形编程，事件响应，多线程编程和数据库编程等。（二）自学能力通过本课程的学习，要求学生掌握JAVA语言编程的规范和思想，并具备编写小型程序的能力。2.2 课程内容重点和要点2.2.1.JAVA语言概述基本要求：理解Java技术架构和语言的特点、学会配置开发环境，掌握简单的Java程 序编写、编译及执行步骤。重点及难点：Java技术架构，Java环境配置、程序设计及实现过程。第一节 java的发展第二节 Java虚拟机（规范第三节 Java的特点第四节 应用第五节 运行环境与开发工具第六节 Java程序实例2.2.2. JAVA基础 基本要求：掌握Java基本语法及其用法。重点及难点： Java不规则数组，对象数组。第一节 标识符、关键字、数据类型第二节 运算符和表达式第三节 数组第四节 控制结构2.2.3.对象和类 基本要求：掌握类的声明、属性与方法声明方法，理解重载，方法调用的参数传递。重点及难点：声明类及其成员变量，成员函数的声明，重载，方法调用的参数传递。第一节 类和对象的概念第二节 类的声明第三节 成员变量与成员方法的声明第四节 方法的参数传递第五节 重载第六节 包的概念2.2.4.类的封装，多态和继承 基本要求：掌握Java实现类的继承的方法，多态的运用，理解类的类型转换问题。重点及难点：继承、重写与覆盖、动态绑定与类型转换。第一节 继承的概念第二节 继承的实现第三节 重写与覆盖第四节 Object类第五节 动态绑定第六节 类型转换2.2.5.面向对象的高级特性 基本要求：掌握接口的声明及实现，接口的回调，集合类接口的用法。重点及难点：接口的回调，简单工程模式。第一节 接口的概念第二节 声明接口与实现接口第三节 接口的回调第四节 util包中的接口及其用法第五节 接口的应用实例2.2.6.异常处理 基本要求：掌握Java异常处理的基本方法。重点及难点：重点: try-catch语句，难点：自定义异常，抛出异常。第一节 理解异常及异常处理第二节 try-catch语句第三节 声明异常第四节 自定义异常第五节 抛出异常2.2.7 多线程 基本要求：理解多线程的概念，掌握产生多线程，线程同步与通信的方法。重点及难点：建立线程，线程同步与通信的方法。第一节 线程的概念第二节 线程的生命周期第三节 线程的建立和使用第四节 线程间的通信第五节 线程间的同步3 案例设计 3.1 概要设计通过对知识的理解和把握，从每章中选取具有代表性的程序进行编写，各章编写重点程序见表格2-1。表2-1 程序集合章节程序名称知识点功能第一章HelloJave输出语句，结构第一个JAVA小程序ShowStudy输出语句，结构第一个JAVA小程序第二章Constants常量和变量常量和变量的使用First字符串字符串的连接Opinion 字符串字符串的比较GetDay数组数组 创建并初始化Compare关系运算符关系运算符的使用Operation算术运算符算术运算符的使用Getifelseif-elseif-else的使用示例GetSumwhilewhile的应用 GetSwitchswitchSwitch的使用第三章CreateObject对象和类对象和类的创建DemoUse类和对象类的定义和结构，对象的创建和使用DemoCompare01静态成员变量与成员变量静态成员变量与成员变量的区别DemoCompare02第四章Subroutine类类的继承，构造方法的调用顺序 Test类方法的覆盖OverLoadTest类方法的重载，实现重载的方法第五章QuadrangleUseInterface接口接口的定义和实现OuterClass内部类内部类的使用TheSameName变量调用相同名称变量的调用方法第六章Take异常处理异常处理的使用Tran自定义异常处理自定义异常处理的使用MyException异常处理自定义异常处理 第七章 MyJFrame多线程，图形用户界面，事件处理多线程的使用，图形用户界面的设计，事件的处理3.2 详细设计现就第四章继承与多态-方法的重载，实现重载的方法和第七章多线程-雷电游戏的编码及其实现给出详细设计步骤。3.2.1方法的重载，实现重载的方法由于重载发生在同一个类中，不能再用类名和对象名来区分不同的方法了，所以在重载中采用的区分方法是使用不同的形式参数表，包括形式参数的个数不同，类型不同或顺序不同。例如，在加法中，整数加法的形参类型是整数，复数加法的形参类型是复数型。所以在程序设计中根据重载实现的各种不同的方式实现程序的编码。程序设计代码如下：package ch04;import java.awt.TextArea;/方法的重载，实现重载的方法public class OverLoadTest public static TextArea text;public static int add(int a, int b) / 定义一个方法return a + b;/ 定义与第一个方法相同名称、参数类型不同的方法public static double add(double a, double b) return a + b;public static int add(int a) / 定义与第一个方法参数个数不同的方法return a;public static int add(int a, double b) / 定义一个成员方法return 1;/ 这个方法与前一个方法参数次序不同public static int add(double a, int b) return 1;public static void main(String args) text.append(调用add(int,int)方法： + add(1, 2);text.append(n );text.append(调用add(double,double)方法： + add(2.1, 3.3);text.append(n );text.append(调用add(int)方法： + add(1);System.out.println(调用add(int,int)方法： + add(1, 2);System.out.println(调用add(double,double)方法： + add(2.1, 3.3);System.out.println(调用add(int)方法： + add(1);3.2.2雷电游戏的设计雷电游戏的设计主要包括图形用户界面设计和核心功能代码设计。3.2.2.1 图形用户界面设计原则：从用户角度考虑，尽量使界面友好图形界面如图3-1所示：图3-1 雷电游戏界面图3.2.2.2 核心功能代码设计一：多线程设计主要包括多个敌机运动轨迹的设计，和我方战机的运动控制，其中敌机运动轨迹分为三种，我方战机的控制通过鼠标的单击和移动，键盘的输入控制。核心代码如下：public void run() int count=0;while(blood0)if(canMove)if(this.isFire & count%5=0&MyJPanel.CHANGE!=2)Myqiu q=new Myqiu(x+r-10,y,15,Myqiu.UP,Color.green,Myqiu.ISFIRE);uplist.add(q);if(this.isFire & count%10=0&MyJPanel.CHANGE=2)Myqiu q=new Myqiu(x+r-10,y,15,Myqiu.UP,Color.green,Myqiu.ISFIRE);uplist.add(q);count+;for(int i=0;iuplist.size();i+)uplist.get(i).move();for(int i=0;i=100)downlist.get(i).setDirection(Myqiu.GODO);if(downlist.get(i).getY()=400)downlist.get(i).setDirection(Myqiu.DOWN);for(int j=0;jdownlist.size();j+)for(int k=0;kuplist.size();k+)if(Myutil.isHit(downlist.get(j), uplist.get(k)/downlist.get(j).aimed=1;Myqiu q=downlist.get(j);/q.aimed=1;aimedEnemy.add(q);downlist.get(j).setY(-50);uplist.remove(k);score+=10;if(score500)for (int i = 0; i =500&score1000)for (int i = 0; i num; i+) isAimedCounti=2;GREED=2;elsefor (int i = 0; i num; i+) isAimedCounti=3;GREED=3;for(int m=0;m0)x = e.getX()-r;y = e.getY()-r;repaint();/只改变运动轨迹不发射子弹public void mouseMoved(MouseEvent e) if(canMove)this.isFire=false;if(blood0)x = e.getX()-r;y = e.getY()-r;repaint();4 综合实现4.1 程序设计目的JAVA课程案例设计中根据每章中知识的难易程度和琐碎程度每章编写了若干个程序，其中第一章编写了2个小程序，作为JAVA的入门程序，使学生初步体会一下JAVA作为一种面向对象的程序设计语言的封装的特性；第二章编写了大大小小的程序17个，主要演示JAVA基础知识的运用；第三章编写了4个小程序，通过这四个小程序体会一下类和对象的定义和使用；第四章编写3个小程序，通过程序的演示使学生体会一下JAVA语言中的封装和多态的特性，以及如何实现成员方法的覆盖和重写；第五章共编写了3个小程序，通过这些小程序体会JAVA作为一种面向对象语言的高级特性；第六章异常处理共编写3个小程序，通过这些小程序体会JAVA中异常处理类的定义和使用，以及自定义异常类的处理和使用；第七章通过编写雷电小游戏，体会JAVA语言中多线程的定义和使用，以及线程之间的通信。本程序设计的目的是为了整合各章零散的代码，从每章中抽取一个重点代码组合在一起，主要实现的功能是通过监听并处理单击按钮事件，通过此方式可以查看核心部分的源文件，也可以运行程序。4.2 具体实现4.2.1 涉及的知识图形用户界面，事件处理，文件的读取4.2.2 功能展示功能图如4-1所示： 图4-1 综合实现界面图4.2.3 核心代码一：事件处理public void myEvent()fra.addWindowListener(new WindowAdapter() Overridepublic void windowClosing(WindowEvent e) super.windowClosing(e);System.exit(0););/查看源代码btn1.addMouseListener(new MouseAdapter() Overridepublic void mouseClicked(MouseEvent e) / TODO Auto-generated method stubsuper.mouseClicked(e);ta.setText();ta.append(rd.getString(./ch01/HelloJava.java););/运行btn11.addMouseListener(new MouseAdapter() Overridepublic void mouseClicked(MouseEvent e) / TODO Auto-generated method stubsuper.mouseClicked(e);HelloJava.text=ta;ta.setText(); /清空TextAreaHelloJava.main(null); );二：文件读取public class ReadFile private String str;public String getString(String fileName)File file=new File(fileName);str=;try Scanner scan=new Scanner(file);while(scan.hasNext()str+=scan.nextLine();str+=n; catch (Exception e) e.printStackTrace();return str;5 结束语JAVA是SUN公司推出的能够跨平台的，可移植性最高的一种面向对象的程序设计语言。自面世以来，JAVA凭借其易学易用功能强大的特点得到了广泛的应用。其强大的跨平台特性使JAVA可以运行在任何一个系统平台上，甚至是手持电话，商务助理等移动电子产品，都可以运行JAVA程序，真正做到一次编写到处运行。JAVA可以编写桌面应用程序，WEB应用程序，分布式系统和嵌入式系统应用程序等，这使得它成为应用范围最广泛的开发语言。JAVA语言作为一种面向对象，跨平台的编程语言已经成为IT领域里面的主流语言，为了培养学生学习JAVA语言的兴趣，更好的使学生体会JAVA语言的特点，此次设计通过使用从实际应用中精炼出来的案例来辅助知识的讲授和能力的培养，在案例设计时从其科学性，实用性及开发性出发，尽量营造贴近实际的应用环境，激发学生的学习兴趣，从而帮助教师提高教学效率，提高学生的实际应用能力。本次设计存在很大不足，比如例子不够精准，不够全面，知识面涉及的狭小等。6 参考文献 1孙晨霞等.JAVA程序设计，中国计划出版社，2007.8 2李钟尉，周小彤，陈丹丹等.JAVA从入门到精通. 清华大学出版 社,2010.7 3李兴华.JAVA开发实战经典.清华大学出版社，2009-8-1 4美埃克尔.Java编程思想（第4版）.机械工业出版社，2007-6-1 5 Joey George.Dinesh Batra Joseph Valacich,Jeffrey Hoffer 面向对象系统分析与设计 清华大学出版社， 2009(2) 6 百度文库