面向对象程序设计实验教材.doc

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实验 1 Java语言基础

一、 实验目的
1．了解JDK的安装与使用、 熟悉Java的运行环境。
2．掌握编写与运行 Java Application程序的方法。
3. 掌握编写与运行 Java Applet程序的方法。
4 熟练掌握Java中的数据类型、 运算符、 表示式及流程控制语句。
5 掌握数组的定义、 建立及其使用方法。
6. 熟悉Java一般程序的结构。
7 经过以上内容, 掌握 Java 语言的编程规则。
二、 实验要求
1．  安装并设置 Java SDK 软件包。
2．  编写一个Java 应用程序, 在屏幕上输出”hello,java!”。
3．编写一个Java 小应用程序, 在屏幕上输出”hello,java!”。
4．掌握运行 Java 程序的步骤。
5．浏览 SDK 自带的 Applet 应用小程序。
6．编写一个声明 Java 不同数据类型变量的程序。
7．编写一个使用运算符、 表示式、 变量的程序。
8．编写表示式语句、 复合语句的程序。
9．编写使用不同选择结构的程序。
10．编写使用不同循环结构结构的程序。
11．编写一个使用 Java 数组的程序。
三、 实验内容
( 一) SDK 的下载与安装
1．  机器要求
Java 对机器运行要求不高。下面给出的是基于Windows 平台的机器要求。
硬件要求: CPU PII 以上, 64M 内存, 1OOM 硬盘空间即可。
软件要求: Windows98/Me/XP/NT/ , IE 5 以上。
2．  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 在页面的”Download J2SE v 1.4.2_01 ”栏能够选择下载 J2SE v 1.4.2_01 SDK 软件包。有两种选择: 一种是在线安装”Windows Installation”; 一种是离线安装”Windows Offline Installation”。
3．  安装SDK
运行下载的”j2sdk-1_4_2_01-windows-i586.exe”软件包, 可安装SDK, 在安装过程中能够设置安装路径及选择组件, 系统默认的安装路径为C:\ j2sdk1.4.2_01( 这里选择C 盘) , 默认的组件选择是全部安装。
4．  SDK 中的主要文件夹和文件
安装成功后, C:\ j2sdk1.4.2_01 中的文件和子目录其中, bin 文件夹中包含编译器( javac.exe) 、 解释器( javac.exe) 、 Applet 查看器( appletviewer.exe) 等可执行文件。
( 二) 设置环境变量
SDK 中的工具都是命令行工具, 需要从命令行即MS－DOS 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, Windows 98 与Windows/xp/NT/ 的配置略有不同。下面以Windows/xp/NT/ 为例说明相关配置。
1．  设置Windows XP/NT/
l        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。
l        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。
l        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。
l        在”变量值”栏的命令前添加”C:\j2sdk1.4.2_01\bin”命令。
l        用同样方法设置环境变量”classpath”, 其值为”C:\j2sdk1.4.2_01\lib”命令。
l        设置完成后, 单击”开始”→”所有程序”→”附件”→”命令提示符”打开DOS 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。
2．设置DOS 起始位置
为了在打开DOS 窗口时能够直接进入包含你开发的java 程序的路径下, 下面以Windows XP/ 为例说明设置过程。
l        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”C:\j2sdk1.4.2_01\bin”文件夹中。
l        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,
l        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。
l        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”C:\j2sdk1.4.2_01\bin ”, 单击”确定”按钮。
l        进行了上面的设置后, 打开DOS 窗口时将直接进入”C:\j2sdk1.4.2_01\bin >”路径下。
l        如果没有进行上述设置, 可使用DOS 命令, 直接输入”C:”按回车进入到C盘, 再输入”cd j2sdk1.4.2_01\bin ”即可到”C:\j2sdk1.4.2_01\bin >”路径下。
( 三) 编写Java application源程序
1．  打开一个纯文本编辑器, 键入如下程序:
public class Hello {
public static void main(String args[]) {
System.out.println("Hello,welcome!");
}
}
2．  将文件命名为Hello.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, Hello.java 应该保存在”C:\j2sdk1.4.2_01\lib >”的路径下。
3．  编译Java application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。语法检查经过后, 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。
l        打开命令提示符窗口( MS－DOS 窗口) 进入Java 源程序所在路径。
l        键入编译器文件名和要谝译的源程序文件名。javac Hello.java
l        按回车键开始编译(注意: 文件名H 要大写, 否则运行会出问题)。
l        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”。否则, 将显示出错信息。
4．  运行Java application程序
使用Java 解释器( java.exe) 可将编译后的字节码文件Hello.class 解释为本地计算机代码。
在命令提示符窗口或MS－DOS 窗口键入解释器文件名和要解释的字节码文件名java Hello, 按回
车键即开始解释并可看到运行结果。
( 四) 编写Java applet源程序
1.      打开一个纯文本编辑器, 键入如下程序:
HelloApplet.java
import java.awt.Graphics;
import java.applet.Applet;
public class HelloApplet extends Applet {
public void paint(Graphics g) {
g.drawString(”Hello,welcome!”, 10,20);
}
}
2.      编译java小程序
javac HelloApplet.java
3.      建立index.html文件, 嵌入HelloApplet.class
<applet code=HelloApplet.class width=200 height=50>
</applet>
4.      浏览html文件
l        使用appletviewer
appletviewer index.html
l        使用常规的浏览器
( 五) 浏览SDK 自带的Applet 应用小程序
在下载的C: \j2sdk1.4.2_01\demo\applets\Clock 文件夹中用浏览器打开网页文件example1.html,
就能够看到一个嵌入到Web 页面的Applet 开始运行, 一个模拟时钟出现在网页上。
( 六) 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 SY2_1.java, 源代码如下:
public class SY1_1 {
public static void main(String args[]) {
byte b=0x55;
short s=0x55ff;
int i=1000000;
long l=0xffffL;
char c=’a’;
float f=0.23F;
double d=0.7E-3;
boolean B=true;
String S="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。

( 七) 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:
class SY1_2 {
public static void main(String args[]) {
int a=25, b=20, e=3, f=0;
boolean d=a<b;
System.out.println("a=25,b=20,e=3,f=0");
System.out.println("因为关系表示式 a<b 为假, 因此其逻辑值为: "+d);
if (e!=0 && a/e>5)
System.out.println("因为 e 非 0 且 a/e 为 8 大于 5, 因此输出 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, 因此输出 f = "+f);
}
}
2．编译并运行该程序。
( 八) 使用表示式语句与复合语句
1． 建立包含表示式语句程序, 源代码如下:
class SY1_3{
public static void main(String[] args) {
int k, i=3, j=4;
k=20*8/4+i+j*i;
System.out.println("表示式( 20*8/4+i+j*i) ＝"+k);
}
}
2． 建立包含复合语句程序, 源代码如下:
class SY1_4{
public static void main(String args[]) {
int k, i=3, j=4;
k=i+j;
System.out.println("在复合块外的输出 k="+k);
{
float f;
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。
4． 将变量 i 在块内定义会怎样? 改变其它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。
( 九) 使用选择语句
1．使用 if...else 语句
l        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。
l        编写源程序文件, 代码如下。
public class SY1_5 {
public static void main(String args[]) {
boolean leap;
int year= ;
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= ; // 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)
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");
}
}
l        编译运行程序
思考: 本程序中有几个选择语句, 哪些具有嵌套关系?
2．使用 switch 语句
l        程序功能: 在不同温度时显示不同的解释说明。
l        程序源代码如下:
class SY1_6{
public static void main(String args[]) {
int c=38;
switch (c<10?1:c<25?2:c<35?3:4) {
case 1:
System.out.println(" "+c+"℃ 有点冷。要多穿衣服。");
case 2:
System.out.println(" "+c+"℃ 正合适。出去玩吧。");
case 3:
System.out.println(" "+c+"℃ 有点热。");
default:
System.out.println(" "+c+"℃ 太热了!开空调。");
}
}
}
l        编译运行程序
( 十) 使用循环语句
1． for 循环语句练习
l        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。
l        程序源代码如下:
class SY1_7{
public static void main (String args[]) {
int h,c;
System.out.println("摄氏温度 华氏温度");
for (c=0; c<=40; c+=5) {
h=c*9/5+32;
System.out.println(" "+c+" "+h);
}
}
}
l        编译并运行程序。
2． while 循环语句练习
l        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!”。
l        程序源代码如下:
import java.io.*;
class SY1_8 {
public static void main(String args[]) throws IOException {
char ch;
System.out.println("按 1/2/3 数字键可得大奖!");
System.out.println("按空格键后回车可退出循环操作.");
while ((ch=(char)System.in.read())!=’ ’) {
System.in.skip(2); // 跳过回车键
switch (ch) {
case ’1’:
System.out.println("恭喜你得大奖, 一辆汽车!");
break;
case ’2’:
System.out.println("不错呀, 你得到一台笔记本电脑!");
break;
case ’3’:
System.out.println("没有白来, 你得到一台冰箱!");
break;
default:
System.out.println("真不幸, 你没有奖品!下次再来吧。");
}
}
}
}
l        编译源程序。
l        在命令提示符窗口运行程序, 然后分别按 1、 2、 3、 r ,记录结果。
3．do…while 循环语句练习
l        程序功能: 求 1＋2＋…+100 之和, 并将求和表示式与所求的和显示出来。
l        程序源代码如下:
class SY1_9 {
public static void main(String args[]) {
int n=1, sum=0;
do {
sum+=n++;
} while (n<=100);
System.out.println("1+2＋...+100 ="+sum);
}
}
l        编译并运行程序。
4．多重循环练习
l        输出九九乘法表的程序, 源代码如下:
public class SY1_10 {
public static void main(String args[]) {
int i,j,n=9;
System.out.print(" * |");
for (i=1;i<=n;i++)
System.out.print(" "+i);
System.out.print("\n-------|");
for (i=1;i<=n;i++)
System.out.print("----");
System.out.println();
for (i=1;i<=n;i++) {
System.out.print(" "+i+" |");
for (j=1;j<=i;j++)
System.out.print(" "+i*j);
System.out.println();
}
}
}
l        编译并运行程序。
( 十一) 使用数组
1．建立程序文件, 源代码如下:
class SY1-11{
public static void main(String[ ] args){
int list[ ]=new int[5];
System.out.println("list数组的长度为: "+list.length);
for(int i=0;i<list.length;i++){
list[i]=i*5;
System.out.println("list["+i+"]="+list[i]);
}
}
}
l        编译并运行该程序, 写出运行结果。
四、 实验练习题
1．          编写一个application, 在屏幕上显示如下的信息:
*******************************************
Welcome < 你的姓名 >
*******************************************
2．          将上题改写为Applet小程序

3．          一个Java application,输出一个整数数组中最大和最小的元素、 平均值以及所有元素的和。
4．          一个班有10名学生, 每个学生有姓名、 学号、 成绩等等信息, 请利用对象数组的概念编程, 求平均成绩。

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实验 2 类与对象

一、 实验目的
1．  掌握面向对象程序设计的方法和Java作为面向对象程序设计语言的特点;
2．  掌握如何构造一个类和如何创立一个对象, 了解类与对象的关系;
3．  掌握修饰符和构造方法的使用规则;
4．  掌握如何创立包, 经过包如何管理类;
5．  掌握Java的继承机制和实现多态的方法。
二、 实验要求
1．              编写一个体现面向对象思想的程序。
2．              编写一个创立对象和使用对象的方法的程序。
3．              编写不同成员变量、 成员方法修饰方法的程序。
4．              编写创立自定义包的程序。
5．              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。
6．              编写体现类的多态性( 成员方法重载、 构造方法重载) 的程序。
三、 实验内容
( 一) 创立 Applet 应用小程序
1．创立一个 Applet 应用程序 SY2_1.java 文件。
l        程序功能: 建立一个 Applet 小程序, 使其能够进行简单的加法运算。该程序要包含类、 接口、 属性、 方法、 事件等面向对象的基本元素。
l        程序源代码如下:
import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import java.applet.Applet;
public class SY2_1 extends Applet implements ActionListener {
Label label1=new Label("+");
Label label2=new Label("=");
TextField field1=new TextField(6);
TextField field2=new TextField(6);
TextField field3=new TextField(6);
Button button1=new Button("相加");
public void init() { // 初始化
add(field1);
add(label1);
add(field2);
add(label2);
add(field3);
add(button1);
button1.addActionListener(this);
}
public void actionPerformed(ActionEvent e) { // 处理按钮事件
int x=Integer.parseInt(field1.getText())+Integer.parseInt(field2.getText());
field3.setText(Integer.toString(x)); // 数值转换为字符串
}
}
2． 编写一个浏览 Applet 应用程序的页面文件 SY2_1.HTML, 源代码如。
<html>
<applet code="SY2_1.class" height=200 width=400>
</applet>
</html>
3． 将 SY2_1.java 源程序编译为 SY2_1.class 文件
4． 使用浏览器或使用小程序查看器浏览 SY2_1.HTML 文件( 即在命令提示符窗口输入:
appletviewer SY2_1.HTML) , 运行。
( 二) 创立对象并使用对象
1．编写 Applet 程序
l        程序功能: 这个 Applet 程序要在页面上输出两个矩形, 并伴有文字输出。
l        SY2_2.java 程序的源代码如下:
import java.awt.*;
import java.applet.Applet;
public class SY2_2 extends Applet {
MyBox b1=new MyBox();//创立对象 b1
MyBox b2=new MyBox(170,20,60,60); //创立对象 b2
public void paint(Graphics g) {
b1.setPosition(20,20);
b1.setSize(60,60);
b1.draw(g);
g.drawString("矩形 1 的 X 位置: "+b1.getX(), 20, 100);
g.drawString("矩形 1 的 Y 位置: "+b1.getY(), 20, 120);
b2.draw(g);
g.drawString("矩形 2 的 X 位置: "+b2.getX(), b2.getX(), b2.getY()+80);
g.drawString("矩形 2 的 Y 位置: "+b2.getY(), b2.getX(), b2.getY()+100);
}
}
class MyBox {
private int x, y, width, height;
MyBox() {
x=0;
y=0;
width=0;
height=0;
}
MyBox(int xPos, int yPos, int w, int h) {
x=xPos;
y=yPos;
width=w;
height=h;
}
public void setPosition (int xPos, int yPos) {
x=xPos;
y=yPos;
}
public void setSize (int w, int h) {
width=w;
height=h;
}
public int getX() {
return x;
}
public int getY() {
return y;
}
public void draw(Graphics g) {
g.drawRect(x, y, width, height);
}
}
2．编写一个浏览 Applet 应用程序的页面文件 SY3_2.HTML
<html>
<applet code=" SY2_2.class" height=200 width=400>
</applet>
</html>
3． 将 SY2_2.java 源程序编译为 SY2_2.class 文件
4． 使用浏览器或使用小程序查看器浏览SY2_2.HTML文件( 即在命令提示符下输入: appletviewer
SY2_2.HTML) , 运行.
思考: 程序的结构。类与对象的关系。对象创立、 使用、 销毁的过程。
( 三) 使用修饰符
有时需要公开一些变量和方法, 有时需要禁止其它对象使用变量和方法, 这时能够使用修饰符来实现这个目的。常见的修饰符如下。Public, private, protected, package, static, final, transient, volatile
1．  程序功能: 经过两个类StaticDemo、 KY2_4 说明静态变量/方法与实例变量/方法的区别。
2．  编写类文件SY2_3.java, 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(int newY) {