1、Java面向对象程序设计实训试验参考指导书 Java面向对象程序设计 实验指导书 适用专业:计算机网络技术 执 笔 人:周辉奎 南昌工学院信息学院 编 二〇一三年十月 目 录 实验项目一 Java开发环境搭建 1 实验项目二 Java语言基础 8 实验项目三 Java语言面向对象基础 21 实验项目四 图形用户界面的设计 39 实验项目五 异常处理 44 实验项目一 Java开发环境搭建 一、实验目的和要求: (一)目的: 1、熟悉安装JDK、JRE
2、 2、熟悉环境变量配置; 3、熟悉Eclipse; 4、掌握命令提示符运行第一个java程序。 (二)要求: 1、认真做好实验前的各项准备工作,熟悉实验内容和机器操作流程。 2、遵守实验室规章制度和实验课堂教学纪律。 3、认真完成实验任务,填写实验报告。 二、实验时数:2学时 三、实验器材: 操作系统:Windows XP操作系统 应用系统:Eclipse 四、实验内容或步骤: Java开发环境搭建 1、Java JDK安装 单击Java JDK安装包,然后弹出提示框,点击下一步,直到选择安装目录如图1所示,将安装目录放在E:\Java\\,然后继续下一步。
3、 图1 设定JDK安装目录 JDK(Java开发工具)安装完成后,系统会自动安装JRE(Java 运行时环境),更改JRE的安装目录,将其与JDK放在同一目录下,如图2所示。 图2 设定JRE安装目录 安装完成后,出现如图2所示界面。 图3 Java环境安装结束界面 2、配置环境变量 Java JDK安装完成后,并不能立即使用,还需要配置相关环境变量。右键单击我的电脑à属性弹出如下对话框,选择高级à环境变量。 图4 系统高级属性对话框 首先,在系统变量中新建一个JAVA_HOME变量,该变量的值为JDK的安装目录。在此为E:\Java\\。(与前面安装时指定目录一致
4、 图4 JAVA_HOME环境变量设置 注意:变量值后不需要加任何符号。 然后在系统变量中查找path变量,如果存在,则将JDK安装目录下的bin文件夹添加其后,多个目录以分号隔开,如图5所示。如果不存在则新建一个,然后将bin目录放进去即可是E:\Java\\bin; 图5 在path变量中添加Java bin目录 新建classpath环境变量,该变量的值为JDK安装目录下lib目录,在此为:;%JAVA_HOME%\lib。如图6所示。 图6 classpath环境变量设定 配置完成后,单击开始à运行,输入cmd,如图7所示,确定,打开命令行窗
5、口。 图7 打开命令行窗口的命令 在命令行窗口中输入java –version命令,显示安装的Java 版本信息,如图8所示,则表明java JDK、 JRE安装成功。 图8 Java JDK、 JRE安装测试结果 在命令行窗口中输入javac命令,显示安装javac的一系列选项参数,如图9所示,则表明java开发环境搭建成功。 图9 Java环境测试结果 【附录】利用命令提示符来运行Java程序: 1、。 【操作步骤】开始——运行——cmd,一步步按以下输入(注意:类名和编译文件名必须大小写一致) 说明: javac命令表示编译; java命令表示运
6、行。 【总结】开发Java程序之前的JDK、JRE安装及环境配置 一、先安装JDK、JRE,安装时必须都在同一个目录,假设在E:\Java\\。 安装完,用命令提示符测试安装是否正确。 开始——运行——cmd—— java –version,如果显示JDK版本,则安装正确。 二、配置环境变量 1、右击我的电脑à属性,选高级à环境变量。 2、在系统变量中新建一个变量名为JAVA_HOME,变量值为 E:\Java\\ 3、在系统变量中查找path变量,如果存在,则将JDK安装目录下的bin文件夹添加其后,多个目录以分号隔开,E:\Java\\bin; 4、新建classpa
7、th环境变量,变量值为 ;%JAVA_HOME%\lib 环境变量配置完,用命令提示符测试配置是否正确。 开始——运行——cmd—— javac,如果显示javac的一系列选项参数,则表明java开发环境搭建成功。 五、注意事项: 1、注意使用javac命令编译源程序。 2、注意使用java命令运行程序。 六、练习项目及思考题: 1、如何搭建java开发环境。 实验项目二 Java语言基础 一、实验目的和要求: (一)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
8、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。 (二)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。 二、实验时数:6学时 三、实验器材: 操作系统:Windows XP操作系统 应用系统:Eclipse 四、实验内容或步骤: 1、
9、 (1) ,源代码如下。 public class EXP2_1 { public static void main(String args[]) { byte b=0x55; short s=0x55ff; int i=1000000; long l=0xffffL; char c='a'; float f=; double d=; boolean B=true; String S="这是字符串类数据类型"; ("字节型变量 b = "+b); ("短整型变量 s =
10、"+s); (" 整型变量 i = "+i); ("长整型变量 l = "+l); ("字符型变量 c = "+c); ("浮点型变量 f = "+f); ("双精度变量 d = "+d); ("布尔型变量 B = "+B); ("字符串类对象 S = "+S); } } (2) 编译并运行该程序, 所示。 图 2、 了解变量的使用范围 (1) 文件,通过本程序了解变量的使用范围,源代码如下。 public class EXP2_2 { static int i=10; p
11、ublic static void main(String args[]) { { int k=10; ("i="+i); ("k="+k); } ("i="+i); ("k="+k);//编译时将出错,已出k的使用范围 } } (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 (3) 修改上面的程序 (4) 成功运行该程序 思考: 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
12、源代码如下。 class EXP2_3 { public static void main(String args[]) { int a=25, b=20, e=3, f=0; boolean d=a5) ("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) ("a/f = "+a/f
13、); else ("因为f 值为0,所以输出 f = "+f); } } (2) 编译并运行该程序, 所示。 图 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。 public class EXP2_4 { public static void main(String args[]) { int a[]=new int[5]; int arr1[][]=new int[3][4]; a[0]=10; a[1]=10
14、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; ("a["+0+"] = "+a[0]); ("a["+1+"] = "+a[1]); ("a["+2+"] = "+a[2]); ("a["+3+"] = "+
15、a[3]); ("a["+4+"] = "+a[4]); ("arr1("+0+","+0+") = "+arr1[0][0]); ("arr1("+0+","+1+") = "+arr1[0][1]); ("arr1("+0+","+2+") = "+arr1[0][2]); ("arr1("+1+","+0+") = "+arr1[1][0]); ("arr1("+1+","+1+") = "+arr1[1][1]); ("arr1("+1+","+2+") = "+arr1[1][2]); } } (2
16、) 编译并运行程序, 所示。 图 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。 class EXP2_5{ public static void main(String[] args) { int k, i=3, j=4; k=20*8/4+i+j*i; ("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。 class EXP2_6{ public static void main(String args[]) { i
17、nt k, i=3, j=4; k=i+j; ("在复合块外的输出 k="+k); { float f; f=j+; i++; ("在复合块内的输出 f="+f); ("在复合块内的输出 k="+k); } ("在复合块外的输出 i="+i); } } (3) 编译并运行上述两个源程序,、 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 图 6、 使用选择语句
18、 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。 public class EXP2_7 { public static void main(String args[]) { boolean leap; int year=2005; if ((year%4==0 && year%100!=0) || (year%400==0)) // 方法
19、1 (year+" 年是闰年"); else (year+" 年不是闰年"); year=2008; // 方法2 if (year%4!=0) leap=false; else if (year%100!=0) leap=true; else if (year%400!=0) leap=false; else leap=true; if (leap==true) (year+" 年是闰年"); else (year+"
20、 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) (year+" 年是闰年"); else (year+" 年不是闰年
21、"); } } (3) 编译运行程序, 所示。 图 思考:本程序中有几个选择语句,哪些具有嵌套关系? 6.2、 使用switch 语句 (1) 程序功能:在不同温度时显示不同的解释说明。 (2) 程序源代码如下。 class EXP2_8{ public static void main(String args[]) { int c=38; switch (c<10?1:c<25?2:c<35?3:4) { case 1: (" "+c+"℃ 有点冷。要多穿衣服。"); case 2:
22、 (" "+c+"℃ 正合适。出去玩吧。"); case 3: (" "+c+"℃ 有点热。"); default: (" "+c+"℃ 太热了!开空调。"); } } } (3) 编译运行程序, 所示。 图 7、 使用循环语句 7.1、 for 循环语句练习 (1) 程序功能:按5 度的增量打印出一个从摄氏温度到华氏温度的转换表。 (2) 程序源代码如下。 class EXP2_9{ public static void main (String args[]) {
23、 int h,c; ("摄氏温度\t华氏温度"); for (c=0; c<=40; c+=5) { h=c*9/5+32; ("\t"+c+"\t"+h); } } } (3) 编译并运行程序, 所示。 图 7.2、 while 循环语句练习 (1) 程序功能:运行程序后从键盘输入数字1/2/3 后,可显示抽奖得到的奖品;如果输入其它数字或字符显示“没有奖品给你!”。 (2) 程序源代码如下。 import .*; class EXP2_10 { public static void m
24、ain(String args[]) throws IOException { char ch; ("按 1/2/3 数字键可得大奖!"); ("按’Q’键可退出循环操作."); while ((ch=(char)())!=' ') { (2); // 跳过回车键 switch (ch) { case '1': ("恭喜你得大奖,一辆汽车!"); break; case '2': ("不错呀,你得到一台笔记本电脑!"); break;
25、 case '3': ("没有白来,你得到一台冰箱!"); break; case ‘q’: (“欢迎下次再来!”); (0); default: ("真不幸,你没有奖品!下次再来吧。"); } } } } (3) 编译源程序。 (4) 在命令提示符窗口运行程序,然后分别按1、2、3、r 所示。 图 7.3、 do…while 循环语句练习 (1) 程序功能:求1+2+…+100 之和,并将求和表达
26、式与所求的和显示出来。 (2) 程序源代码如下。 class EXP2_11 { public static void main(String args[]) { int n=1, sum=0; do { sum+=n++; } while (n<=100); ("1+2+...+100 ="+sum); } } (3)编译并运行程序, 所示。 图 7.4、 多重循环练习 (1) 输出九九乘法表的程序,源代码如下。 public class EXP2_12 { publ
27、ic static void main(String args[]) { int i,j,n=9; (" * |"); for (i=1;i<=n;i++) (" "+i); ("\n---|"); for (i=1;i<=n;i++) ("----"); (); for (i=1;i<=n;i++) { (" "+i+" |"); for (j=1;j<=i;j++) (" "+i*j); (); } } }
28、 (2) 编译并运行程序, 所示。 五、注意事项: 1、注意Java集成开发环境Eclipse的使用。 2、注意Java程序编码方式及书写习惯。 六、练习项目及思考题: 1、观察输出的结果,发现九九表的行和列没有对齐,如何才能输出一张行列对齐的九九表? 实验项目三 Java语言面向对象基础 一、实验目的和要求: (一)目的: 1、通过编程和上机实验理解Java语言是如何体现面向对象编程基本思想; 2、了解类的封装方法,以及如何创建类和对象; 3、了解成员变量和成员方法的特性; 4、掌握面向对象程序设计的方法; 5、了解类的继承性和多态性的作
29、用; 6、了解接口的作用。 (二)要求: 1、 编写一个体现面向对象思想的程序; 2、 编写一个创建对象和使用对象的方法的程序; 3、 编写一个显示当前日期和时间的程序; 4、 编写不同成员变量修饰方法的程序; 5、 编写不同成员方法修饰方法的程序; 6、 编写体现类的继承性(成员变量、成员方法、成员变量隐藏)的程序; 7、 编写体现类的多态性(成员方法重载、构造方法重载)的程序; 8、编写体现接口功能的程序。 二、实验时数:12学时 三、实验器材: 操作系统:Windows XP操作系统 应用系统:Eclipse 四、实验内容或步骤: 1、 ,使用类的成员变
30、量来表示事物的属性和状态,使用类的成员方法来提供对成员变量的访问或修改 (1) 程序功能:设计一个用来描述汽车的类,使用类的非静态成员变量来表示汽车的车主姓名、当前的速率和当前方向盘的转向角度,使用类的非静态成员方法来表示改变汽车的速率和停车两个操作。 (2) 程序源代码如下。 public class EXP3_1 { private String ownerName; //车主姓名 private float curSpeed; //当前车速 private float curDirInDegree; //当前方向盘转向角度 public EXP3_1(Str
31、ing ownerName){ =ownerName; } public EXP3_1(String ownerName, float speed, float dirInDegree){ this(ownerName); =speed; =dirInDegree; } public String getOwnerName() { //提供对车主姓名的访问 return ownerName; } public float getCurDirInDegree() { //提供对当前方向盘转向角度的访问 ret
32、urn curDirInDegree; } public float getCurSpeed() { //提供对当前车速的访问 return curSpeed; } public void changeSpeed(float curSpeed) { //提供改变当前的车速 = curSpeed; } public void stop(){ //提供停车 =0; } } (3) 编译源程序。 2、 创建类的对象,使用对象的方法(类的非静态方法)来访问或修改对象的变量(类的非静态变量) (1) 创建类EXP3_1的对
33、象,在调用类的构造函数时指定对象的变量的初始值,以后再使用对象的方法来访问或修改对象的变量的值。 (2) 程序代码如下。 public class EXP3_2 { public static void main(String[] args){ EXP3_1 car=new EXP3_1("成龙",200f,25f); ("车主姓名: "+()); ("当前车速: "+()); ("当前转向角度: "+()); (80); ("在调用changeSpeed(80)后,车速变为: " + ()); ();
34、"在调用stop()后, 车速变为: "+()); } } (3) 编译并运行,。 图 3、 编写显示当前时间和日期的程序 (3) 程序功能:该程序通过使用一个自定义类Time,实现显示当前日期和时间的功能。 (4) 程序代码如下。 import ; class Time { private Calendar t; private int y, m, d, hh, mm, ss; Time (){ t=(); y=(); m=()+1; d=(); hh=(); mm=();
35、 ss=(); } 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(); ("当前日期:"+()); ("当前时间:"+()); } }
36、 (5) 编译并运行,。 图 4、 使用修饰符来限定类的成员变量或成员方法的属性 有时需要公开一些变量和方法,有时需要禁止其他对象使用变量和方法,这时可以使用修饰符来实现这个目的。 常用的修饰符如下: public private protected package static final transient volatile 所示。 访问权限修饰符 类 子类 包 所有类和包 public √ √ √ √ private √ protected √ √ √ package √ √ 表
37、1) 程序功能:通过两个类StaticDemo、EXP3_4 说明静态变量/方法与实例变量/方法的区别。 (2) 程序源代码如下。 class StaticDemo { static int x; int y; public static int getX() { return x; } public static void setX(int newX) { x = newX; } public int getY() { return y; } public void setY(in
38、t newY) { y = newY; } } public class EXP3_4 { public static void main(String[] args) { ("静态变量x="+()); ("实例变量y="+()); //非法,编译时将出错 StaticDemo a= new StaticDemo(); StaticDemo b= new StaticDemo(); (1); (2); (3); (4); ("="+()); ("="+())
39、 ("="+()); ("="+()); } } (3) 对上面的源程序进行编译,。 图 (4) 将源程序中的出错语句删除或使用解释符//隐藏起来,例如,//("实例变量y="+()); (5) 重新编译并运行该程序,。 图 5、 调用方法时参数传递的练习 在其它语言中,函数调用或过程调用时参数有传值调用和传地址调用之分。在Java 中,方法中的参数传递可以分为传值调用或对象方法调用等方式。传值调用即传递的参数是基本数据类型,调用方法时在方法中将不能改变参数的值,这意味着只能使用它们。对象调用是指先调用对象,再调用对象的方法,这
40、种方式可以修改允许存取的成员变量。所以,如果不想改变参数的值,可以采用传值调用的方法。如果想改变参数的值,可采用对象调用的方法,间接修改参数的值。 、编写一个传值调用的程序 (1) 程序功能:程序首先给整型变量x 和y 赋一个初值10,然后使用传值调用方式调用方法ff1对x 和y 做乘方及输出x 和y 的乘方值,最后再输出x 和y 的乘方值。 (2) 程序源代码如下。 class EXP3_5 { public static void main(String[] args) { int x=10, y=10; ff1(x, y); ("x="+
41、x+", y="+y); } static void ff1(int passX, int passY) { passX=passX*passX; passY=passY*passY; ("passX="+passX+", passY="+passY); } } (3) 编译并运行,。 图 、编写一个调用对象方法的程序 (1) 程序功能:通过调用对象的方法在方法调用后修改了成员变量的值。 (2) 程序源代码如下。 class EXP3_6 { public static void main(Strin
42、g[] args) { Power p=new Power(); (10,10); ("方法调用后 x="++", y="+); } } class Power{ int x=10, y=10; void ff2(int passX, int passY) { ("初始时 x="+x+", y="+y); x=passX*passX; y=passY*passY; ("方法调用中 x="+x+", y="+y); } } (3) 编译并运行,。 图 6、 类的
43、继承性练习 新类可从现有的类中产生,并保留现有类的成员变量和方法并可根据需要对它们加以修改。新类还可添加新的变量和方法。这种现象就称为类的继承。 当建立一个新类时,不必写出全部成员变量和成员方法。只要简单地声明这个类是从一个已定义的类继承下来的,就可以引用被继承类的全部成员。被继承的类称为父类或超类(superclass),这个新类称为子类。 Java 提供了一个庞大的类库让开发人员继承和使用。设计这些类是出于公用的目的,因此,很少有某个类恰恰满足你的需要。你必须设计自己的能处理实际问题的类,如果你设计的这个类仅仅实现了继承,则和父类毫无两样。所以,通常要对子类进行扩展,即添
44、加新的属性和方法。这使得子类要比父类大,但更具特殊性,代表着一组更具体的对象。继承的意义就在于此。 6.1、 创建将被继承的类 (1) 程序源代码如下。 public class EXP3_7 { protected String xm; //具有保护修饰符的成员变量 protected int xh; 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 { (xm+",
45、 "+xh); } } (2) 编译源程序。 6.2、 创建将被继承的类 (1) 程序功能:通过EXP3_7类产生子类EXP3_8,其不仅具有父类的成员变量xm(姓名)、xh(学号),还定义了新成员变量xy(学院)、xi(系)。在程序中调用了父类的print 方法,同时可以看出子类也具有该方法。 (2) 程序源代码如下。 class EXP3_8 extends EXP3_7{ protected String xy; protected String xi; public static void main(String args[]){
46、 EXP3_7 p1 = new EXP3_7(); ("李四",12321) ; (); EXP3_8 s1 = new EXP3_8() ; ("张三",12345); //调用父类的成员方法 ="成都信息工程学院"; //访问本类的成员变量 ="计算机系"; //访问本类的成员变量 (); (+", "++", "+); } } (4) 编译并运行,。 图 6.3、 了解成员方法的覆盖方式 通过继承子类可以继承父类中所有可以被子类访问的成员方法,但如果子类的方法与父类方法
47、同名,则不能继承,此时称子类的方法覆盖了父类的方法,简称为方法覆盖(override)。方法覆盖为子类提供了修改父类成员方法的能力。例如,子类可以修改层层继承下来的Object 根类的toString 方法,让它输出一些更有用的信息。下面的程序显示了在子类Circle 中添加toString 方法,用来返回圆半径和圆面积信息。 (1) 编写覆盖Object ,源代码如下。 class Circle { private int radius; Circle(int r) { setRadius(r); } public void setRadiu
48、s(int r) { radius=r; } public int getRadius() { return radius; } public double area() { return *radius*radius; } public String toString() { return "圆半径:"+getRadius()+" 圆面积:"+area(); } } public class EXP3_9{ public static void main(String args
49、[]) { Circle c=new Circle(10); ("\n"+()); } } (2) 编译并运行,。 图 6.3、 this、super和super()的使用 (1) 程序功能:程序功能:说明this、super 和super()的用法。程序首先定义Point(点)类,然后创建点的子类Line(线)。最后通过LX3_10 类输出线段的长度。程序中通过super(a,b)调用父类Point 的构造方法为父类的x 和y 赋值。在子类Line 的setLine方法中,因为参数名和成员变量名相同,为给成员变量赋值,使用this 引用,告诉编
50、译器是为当前类的成员变量赋值。在length 和toString 方法中使用父类成员变量时,使用super 引用,告诉编译器使用的是父类的成员变量。 (2) 程序源代码如下。 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 i
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