Java程序设计实验指导书.doc

Java程序设计
实验指导书

长江师范学院
二零一一年二月

前言
一、上机实验目的
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 8 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 8 个实验如下。
1．Java 程序运行环境安装与配置。
2．Java 基本语法的编程练习。
3．面向对象编程练习。
4．Java 包、接口和异常处理的练习。
5．常用系统类的练习。
6．窗口与菜单界面编程练习。
7．Java 多线程、图形与多媒体处理练习。
8．综合应用练习。
三、实验任务与时间安排
《Java 语言》是一门实践性很强的课程，除了在课内安排的实验外，鼓励同学在课外用相关技术 进行编程练习。《Java 语言》上机实验时间为 68学时，分为三大部分：Java基础、Java核心、企业级应用选学。具体实践课时安排如下：
模块
实验序号
知识点
实践课时
备注
Java
基础
1
Java 运行环境的安装、配置与运行
2

2
Java 基本语法练习
4

3
面向对象编程练习
8

4
包、接口与异常处理（exception）
2

5
数组、向量和字符串
4

6
常用系统类的使用
2

7
建立图形用户界面
2

实验序号
知识点
实践课时
备注

8
图形与多媒体处理
4

9
综合练习
2

Java
核心
10
流与文件
6

11
线程
6

12
网络编程
8

Java
应用
13
数据库的连接：JDBC*
6
选学
14
JSP与Servlet技术*
12
选学
合计
66

２

目 录
实验 1 Java 运行环境的安装、配置与运行 ５
一、实验目的 ５
二、实验要求 ５
三、实验内容 ５
（一）SDK 的下载与安装 ５
（二）设置环境变量 ６
（三）编写、编译Java 源程序 ７
（四）编译Java 源程序 ７
（五）运行Java 程序 ７
（六）安装、使用JCreator软件 ８
（七）浏览SDK 自带的Applet 应用小程序。 ８
实验 2 Java 基本语法练习 ９
一、实验目的 ９
二、实验要求 ９
三、实验内容 ９
（一） 声明不同数据类型的变量 ９
（二） 了解变量的使用范围 １０
（三） 使用关系运算符和逻辑运算符 １１
（四） 使用表达式语句与复合语句 １１
（五） 使用选择语句 １２
（六） 使用循环语句 １４
实验 3 面向对象编程练习 １７
一、实验目的 １７
二、实验要求 １７
三、实验内容 １７
（一）创建 Applet 应用小程序 １７
（二）创建对象并使用对象 １８
（三）编写显示当前日期和时间的程序 ２０
（四）使用修饰符 ２１
（五）方法中参数传递的练习 ２２
（六）类的继承性练习 ２３
（七）类的多态性练习 ２４
四、思考题 ２８
实验 4 包、接口与异常处理（exception） ２９
一、实验目的 ２９
二、实验要求 ２９
三、实验内容 ２９
（一）了解并使用 Java 的系统包 ２９
（二）创建并使用自定义包 ２９
（三）使用接口技术 ３１
（四）了解异常处理机制 ３２
实验 5 数组、向量和字符串 ３４
一、实验目的 ３４
二、实验要求 ３４
三、实验内容 ３４
（一）使用数组 ３４
（二）使用向量类 ３５
（三）使用字符串与字符串类 ３６
实验 6 常用系统类的使用 ３８
一、实验目的 ３８
二、实验要求 ３８
三、实验内容 ３８
（一）了解 Applet 的生命周期 ３８
（二）使用数学函数类 ３９
（三）使用日期类 ４０
实验 7 建立图形用户界面 ４３
一、实验目的 ４３
二、实验要求 ４３
三、实验内容 ４３
（一）创建图形用户界面 ４３
（二）了解事件处理机制 ４５
（三）建立独立运行的窗口界面并使用匿名类 ４７
（四）使用 Swing 组件 ５０
（五）使用自定义对话框与内部类 ５３
实验 8 图形与多媒体处理 ５６
一、实验目的 ５６
二、实验要求 ５６
三、实验内容 ５６
（一）使用图形类 Graphics ５６
（二）插入图像与播放音乐 ５８
实验 9 综合练习 ６０
一、实验目的 ６０
二、实验要求 ６０
三、实验内容 ６０
（一）幻灯机效果——连续显示多幅图像 ６０
（二）使用滚动条改变背景颜色 ６１
（三）Applet 与 Application 合并运行 ６２
（四）创建电闪雷鸣的动画 ６３
实验10 流与文件 ６６
一、实验目的 ６６
二、实验要求 ６６
三、实验内容 ６６
（一）使用标准数据流的应用程序 ６６
（二）使用文件输入输出流的应用程序 ６７
（三）使用随机文件类的应用程序 ６７
（四）使用数据输入输出流与文件输入输出流类的应用程序 ６８
（五）使用对象输入输出流的应用程序 ６９
实验11 线程 ７２
一、实验目的 ７２
二、实验要求 ７２
三、实验内容 ７２
（一）Thread子类的方法实现多线程 ７２
（二）实现Runnable接口的方法实现多线程 ７３
四、思考题 ７４
实验12 网络编程 ７５
一、实验目的 ７５
二、实验要求 ７５
三、实验内容 ７５
（一）使用InetAddress类的方法 ７５
（二）Socket编程 ７５
（三）UDP编程 ７５
（四）获取URL信息 ７６
（五）利用URL类获取网络资源 ７６
（六）利用URLConnection对URL资源的读取 ７７
（七）掌握URLConnection对URL资源的写入 ７７
四、思考题 ７８
实验13 数据库的连接：JDBC* ７９
一、实验目的 ７９
二、实验要求 ７９
三、实验内容 ７９
（一）配置ODBC数据源 ７９
（三）编写程序，按照下表的结构建立"student"表 ７９
（四）编写程序，完成填写功能 ８０
（五）编写程序，完成查询功能 ８０
四、思考题 ８０
实验14 JSP与Servlet技术* ８１
一、实验目的 ８１
二、实验要求 ８１
三、实验内容 ８１
（一）Java Web Server开发环境的配置 ８１
（二）Java Servlet程序开发过程 ８１
（三）Java Server Web Development Kit 1.0.1开发环境 ８２
（四）掌握JSP页面开发过程 ８３
（五）开发Java Servlet程序 ８４
四、思考题 ８５
实验 1 Java 运行环境的安装、配置与运行
一、实验目的
1． 掌握下载 Java SDK 软件包。
2． 掌握设置 Java 程序运行环境的方法。
3． 掌握编写与运行 Java 程序的方法。
4． 了解 Java 语言的概貌。
5． 安装、掌握JCreator软件，为学习 Java 语言和进行 Java 程序的实验做好准备工作。
6． 浏览Applet 程序
二、实验要求
1． 安装并设置 Java SDK 软件包。
2． 编写一个简单的 Java 程序，在屏幕上输出”hello,java!”。
public class Hello
{
public static void main(String args[]) {
System.out.println("hello,java!");
}
}
3． 掌握运行 Java 程序的步骤。
4． 浏览 SDK 自带的 Applet 应用小程序。
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/2000，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 J2SE v 1.4.2_01 ”栏可以选择下载 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，在安装过程中可以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E 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，E:\ 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）
5． 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/2000 的配置略有不同。下面以Windows/xp/NT/2000为例说明相关配置。
1． 设置Windows XP/NT/2000
¨ 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
¨ 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
¨ 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“E:\j2sdk1.4.2_01\bin;”命令
¨ 用同样方法设置环境变量“classpath”，其值为“E:\j2sdk1.4.2_01\lib;”命令。
¨ 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 窗口时可以直接进入包含你开发的java 程序的路径下，下面以Windows XP/2000为例说明设置过程。
¨ 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“e:\java\程序”文件夹中。
¨ 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。
¨ 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“e:\java\程序”，单击“确定”按钮。
进行了上面的设置后，打开DOS 窗口时将直接进入“e:\java\程序>”路径下。
如果没有进行上述设置，可使用DOS 命令，直接输入“e:”按回车进入到e 盘，再输入“cd java”到e 盘的java 子目录下，再输入“cd 程序”即可到“e:\java\程序>”路径下。
（三）编写、编译Java 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“e:\java\程序>”的路径下。
（四）编译Java 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。
1． 打开命令提示符窗口（MS－DOS 窗口）进入Java 源程序所在路径。
2． 键入编译器文件名和要谝译的源程序文件名。javac Hello.java
3． 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)。
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。
（五）运行Java 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，如果看到如图1.19 所示结果，表明程序运行成功了
（六）安装、使用JCreator软件
在JCreator环境下编辑、编写、运行Java程序
（七）浏览SDK 自带的Applet 应用小程序。
在下载的\j2sdk1.4.2_01\demo\applets\Clock 文件夹中用浏览器打开网页文件example1.html，
就可以看到一个嵌入到Web 页面的Applet 开始运行，一个模拟时钟出现在网页上

实验 2 Java 基本语法练习
一、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。
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、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。
三、实验内容
（一） 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 KY2_1.java，源代码如下。
public class KY2_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
（二） 了解变量的使用范围
1．建立 KY2_2.java 文件，通过本程序了解变量的使用范围，源代码如下。
public class KY2_2 {
static int i=10;
public static void main(String args[]) {
{
int k=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 KY2_2.java
此时会出现错误提示。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。
3．修改上面的程序。
4．成功运行该程序。
思考：KY2_2.java 程序说明了什么问题？
（三） 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 KY2_3 {
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("因为关系表达式 a<b 为假，所以其逻辑值为 ： "+d);
if (e!=0 && a/e>5)
System.out.println("因为 e 非 0 且 a/e 为 8 大于 5，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。
（四） 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 KY2_4{
public static void main(String[] args) {
int k, 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。
class KY2_5{
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。
（五） 使用选择语句
1．使用 if...else 语句
¨ 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。
¨ 编写源程序文件，代码如下。
public class KY2_6 {
public static void main(String args[]) {
boolean leap;
int year=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;
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");
}
}
¨ 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
¨ 程序功能：在不同温度时显示不同的解释说明。
¨ 程序源代码如下。
class KY2_7{
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。");
}
}
}
¨ 编译运行程序
（六） 使用循环语句
1． for 循环语句练习
¨ 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。
¨ 程序源代码如下。
class KY2_8{
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);
}
}
}
¨ 编译并运行程序，其结果如图 2.9 所示。
2． while 循环语句练习
¨ 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!”。
¨ 程序源代码如下。
import java.io.*;
class KY2_9 {
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。");
}
}
}
}
¨ 编译源程序。
¨ 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
¨ 程序功能：求 1＋2＋…+100 之和，并将求和表达式与所求的和显示出来。
¨ 程序源代码如下。
class KY2_10 {
public static void main(String args[]) {
int n=1, sum=0;
do {
sum+=n++;
}
while (n<=100);
System.out.println("1+2＋...+100 ="+sum);
}
}
¨ 编译并运行程序
4．多重循环练习
¨ 输出九九乘法表的程序，源代码如下。
public class KY2_11
{
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();
}
}
}
¨ 编译并运行程序

实验 3 面向对象编程练习
一、实验目的
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，了解类的封装方法，以及 如何创建类和对象，了解成员变量和成员方法的特性，掌握 OOP 方式进行程序设计的方法，了解类的继承性和多态性的作用。
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。
三、实验内容
（一）创建 Applet 应用小程序
1．创建一个 Applet 应用程序 KY3_1.java 文件。
（1）程序功能：建立一个 Applet 小程序，使其可以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。
（2）程序源代码如下。
import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import java.applet.Applet;
public class KY3_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(fi