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1、Java语言实验指导书第三版(V3.1)主编:吴 伟 敏南京邮电大学教育科学与技术学院2015年一、 本课程的任务性质:JAVA语言课程是数字媒体技术专业的专业基础课。本实验是该课程的课内上机实验教学环节。目的和任务:在学生系统学习了计算机基础知识及编程的基本技能的基础上,经上机实践,使学生更加全面地了解Java程序设计的基本技术和方法;综合运用Java语言的相关知识,进行应用程序开发、Web运用以及程序调试等各种技能的训练。巩固和验证在课堂上所学习的Java程序设计和各类Java应用开发的理论。通过理论和实验教学,使学生掌握Java应用的一般方法,具备建立开发调试环境、能建立应用程序、掌握面
2、向对象程序分析、设计、实现等环节的一般方法,并具备创建一个完整的运用所需的各方面的知识。二、 实验学时分配序号实验名称课时实验内容及要求开出组数实验类型选做必做备注1Java语言基础12内容:掌握JavaSDK的安装方法;掌握有关的系统配置方法;独立使用该系统,掌握简单程序的编辑、编译、连接及运行的全过程。要求:了解当前计算机的配置情况,完整地进行有关软件的安装;配置操作系统的有关参数,用一个简单的实例来测试是否已成功建立编译环境;对JDK加以熟悉和应用。100演示2Java的面向对象编程12内容:掌握Java开发环境下对象,继承和多态的使用方法;能独立使用Java工具构造和实现面向对象的应用
3、程序。要求:设计并实现一个对象;验证对象的有关特性;设计并实现对象的继承,体会类设计的层次关系和程序的适应性特征;设计并建立具有多态性的程序,编写程序来体会对象的多态特征。100验证3Applet应用程序22内容:掌握Applet的工作过程;掌握基本接口和类的用法;掌握异常的有关用法等。要求:通过编写Applet小应用程序体会该类应用的编写方法;编写相关程序来验证其具体法;使用并创建Applet,能有效的实现不同于控制台应用程序的网络应用。100验证4图形用户界面的实现22内容:掌握更多语言的用法;掌握完整的程序设计及开发的方法;独立完成程序的调试和测试。要求:能对图形用户界面进行操作;通过综
4、合实例的编写和调试,能把握完整的程序设计及开发的过程;通过调试和测试能有效发现程序中的错误,并能修改和完善。100综合三、 考核及实验报告(一) 考核本课程实验非独立设课,考核方式以学生上机操作和完成设计作业相结合。实验成绩的评定:实验到课率(10);实验完成(70);实验效果(20)。实验成绩占课程总成绩的20。(二)实验报告实验报告内容:实验题目(写明该次实验题目);实验内容(实验操作的步骤或实验过程,要求步骤完整);实验小结(实验中遇到的问题及解决方法)等,具体实验报告的要求可以参考实验指导书的有关内容。实验报告要书写规范、文字简练、语句通顺、图表清晰。四、 主要仪器设备1计算机的硬件配
5、置Pentium以上联网计算机。2计算机的软件配置Windows xp、Windows 7或类似系统。JDK的安装软件j2sdk-win.exe或以上版本。五、 教材及参考书教 材:1 吴伟敏Java语言实验指导书自编教材,2015年2 林巧民. Java简明教程,北京:清华大学出版社,2013参考书:1 杨晓燕. Java语言实用教程. 北京:清华大学出版社,2012 2 (美)Bruce EckelJava编程思想(第4版)陈昊鹏译北京:机械工业出版社,2007 3 明日科技. Java从入门到精通. 北京:清华大学出版社,2012 实验一 Java语言基础一、 实验目的和要求(1) 掌握
6、JDK的安装方法和环境的配置;(2) 掌握使用JDK开发Java程序的步骤;(3) 掌握Java应用程序的基本语法。二、 实验内容1、 JDK的安装和设置(一) 下载JDKJDK开发工具包可以免费下载。下载网址(二) 安装JDK下载到的文件一般是一个自解压文件,双击它就可以解压缩,同时进行安装工作。文件包中包含了Java Runtime Environment。所以只要安装了j2sdk.exe,浏览器就自然可以运行Java Applet。安装工作实际上分为两个步骤。安装程序首先会收集一些信息,用于安装的选择,然后才开始拷贝文件,设置Windows注册表等具体的安装工作。双击j2sdk.exe,
7、文件会自动解压缩,如图1.1.1所示。图1.1.1解压缩工作完成之后,会出现JDK的安装欢迎界面,如图1.1.2图1.1.2点击“next”按钮,会出现JDK的许可协议,如图1.1.3如图1.1.3点击“Yes”按钮,接受许可协议,安装程序会出现让用户选择安装目标路径的对话框。如图1.1.4所示。图1.1.4在这个对话框中,系统让用户选择JDK程序的安装路径,系统默认的路径是C:jdk.,点击“next”按钮,JDK的所有程序就会被安装到C:jdk.目录下。用户也可以在本对话框中点击“Browse”按钮,修改JDK程序的目标安装路径。下一个对话框让用户选择所使用的浏览器,如图1.1.5所示图1
8、.1.5Windows用户常用的浏览器是IE,所以选择“Microsoft Internet Explorer”复选框。点击“Next”按钮,进入下一个对话框,如图1.1.6所示。图1.1.6这个对话框让用户选择要安装的JDK组件,我们选择全部的组件,点击“Next”按钮,就会开始正式的安装工作。JDK安装结束之后,会继续安装Java 2 Runtime Environment,用于Java程序的执行。安装程序给出如下提示,如图1.1.7图1.1.7Java 2 Runtime Environment安装完成之后,结束安装,出现如下对话框,如图1.1.8图1.1.8在这里,点击“Finish”
9、按钮,结束安装。(三) 配置环境变量平台为 Window时,需要修改系统的环境变量:SET PATH=%PATH%;c:jdk1.3.1_02binSET CLASSPATH=.;c:jdk1.3.1_02lib其中,环境变量path和classpath分别指定了JDK命令搜索路径和Java类路径。在这里我们假设JDK安装在C: jdk1.3.1_02目录下,JDK的所有命令都放在c:jdk1.3.1_02bin目录下。设置环境变量path的作用是使DOS操作系统可以找到JDK命令。设置环境变量classpath的作用是告诉Java类装载器到哪里去寻找第三方提供的类和用户定义的类。JVM和其它
10、JDK工具通过依次搜索平台库、库扩展和类路径来查找类。如果用户使用的是Windows的其它版本,则需要采用该系统的方法为系统的环境变量配置PATH和CLASSPATH。如果用户在安装jdk时,选择了另外的JDK安装路径,则环境变量path和classpath要作相应的调整。(四) 测试安装环境变量设置完成后,重新启动计算机,在DOS窗口下,敲入javac并回车后,如果出现Javac的用法参数提示信息,则安装正确。否则要检查环境变量设置是否正确。2、 JDK开发工具简介在JDK的bin目录下,存放着Java 2提供的一些可执行程序,为我们开发和测试Java程序提供了工具。在我们的学习中,常用的J
11、DK开发工具有如下几种:(1)javac.exe:Java语言的编译器。(2)java.exe:Java程序执行引擎。(3)appletviewer:小应用程序浏览器。3、 Java程序开发步骤开发一个Java程序由三个步骤:(一) 编辑 使用任何的文本编辑器编辑Java源程序文件。Java源程序文件的扩展名为java。(二) 编译打开MS-DOS窗口,进入源程序所在目录。然后键入命令:javac filename.java 其中,filename.java表示要编译的源程序文件名。代表回车。将源程序编译成字节码文件。字节码文件的扩展名为class。(三) 运行 Java程序有两种类型-App
12、lication和Applet。(1) 对于Application,打开MS-DOS窗口,进入Java字节码文件所在目录,在命令行状态下执行 java filename 可将Application字节码文件解释为本地计算机能够执行的指令并予以执行。其中filename为以编译的Java字节码文件名。(2) 对于Applet,可以将Applet字节码文件加入到一个网页(HTML文件),然后用浏览器打开该网页,Applet的运行结果就会在浏览器窗口中显示出来。我们也可以在命令行状态下执行appletviewer来查看网页,同样会看到Applet的运行结果。4、 学会简单的开发首先按下面步骤进行实验
13、:(1) 开机后,创建目录C:java。把这个目录作为我们的工作目录。我们的Java源程序、编译后的字节码文件和用来运行Java Applet的html文件都放在这个目录中。(2) 在Windows中启动记事本。(3) 用记事本编辑如下源程序public class ArithmaticTestpublic static void main( String args )int a=9;int b= - a;int i=0;int j=i+;int k=+j;System.out.println(a = +a);System.out.println(b = +b);System.out.prin
14、tln(i = +i);System.out.println(j = +j);System.out.println(k = +k);(4) 保存程序。注意,保存源程序时,程序名要与主类名一致。所以用ArithmaticTest.java作为本程序的文件名。记事本默认的扩展名是txt,所以要给文件名加引号后保存。把该文件保存到目录C:java中。(5) 编译程序。启动MS_DOS窗口,键入如下命令,C:WINDOWScd java 进入源程序所在目录C:java。其中表示回车。键入如下命令,把ArithmaticTest.java编译成字节码文件。C:JAVAjavac ArithmaticTe
15、st.java 如果编译成功,则在C:java目录中生成字节码文件ArithmaticTest.class(6) 运行程序进入ArithmaticTest.class所在目录C:java,键入命令C:JAVAjava ArithmaticTest 就可以运行程序(7) 观察程序的运行结果(8) 使用记事本打印源程序清单5、 Java程序控制例题1:比较两个数的大小并按升序输出。程序如下:public class Ex1_2 public static void main (String args) double d1=23.4; double d2=35.1; if (d2=d1) Syste
16、m.out.println(d2+=+d1); else System.out.println(d1+=+d2); 基本要求观察程序的运行结果。体会if_else语句的执行流程。思考问题把本程序中的if_else语句中的关键else去掉,可以吗?说明为什么。例题2:编写程序,输出1到1000之间,所有可以被3整除又可以被7整除的数。程序如下:public class Ex1_3 public static void main (String args) int n,num,num1; System.out.println(在11000可被3与7整除的为); for (n=1;njava Ex1
17、_4Input the first integer : 11Input the first integer : 21The sum is 32C:JAVA思考问题 键入java Ex1_4.class以运行程序是否可以? 如何增加程序的可读性。试改写本程序,使程序可读性提高。 程序第一条语句import java.io.*;的作用是什么。实验二 Java的面向对象编程一、 实验目的和要求1掌握Java程序面向对象编程的基本架构;2掌握有关面向对象的基本概念,如:类、对象、接口继承和多态等;3掌握包程序设计的方法,了解大型软件的构造方式。二、 实验内容1、 录入并测试以下程序,说出此程序的作用,
18、体会类和对象的关系。程序如下:class CCircle double pi; double radius; double getRadius() return radius; void setCircle(double r, double p) pi=p; radius=r; public class Ex2_1 public static void main(String args) CCircle cir1=new CCircle(); cir1.setCircle(2.0,3.1416); System.out.println(radius=+cir1.getRadius(); 基本要
19、求运行程序并观察运行结果。思考问题试述程序中每条语句的作用。2、 录入并测试和完善以下程序,体会接口的用法。interface Sittablevoid sit();interface Lievoid sleep();interface HealthCarevoid massage();class Chair implements Sittablepublic void sit()System.out.println(It is sittable!);class Sofa extends Chair implements Lie,HealthCarepublic void sleep()Sys
20、tem.out.println(It is sleep!); ;public void massage()System.out.println(give a message!);public static void main(String args)Sofa cottonSofa=new Sofa();System.out.println( Sofa is ok!);基本要求运行程序并观察运行结果。思考问题试述程序中每条语句的作用。3、 录入并测试和完善程序,体会包的用法。程序如下:package cn.mybole;public abstract class Testpublic final
21、 void pubMethod()System.out.println(pubMethod);protected abstract void proMethod();void defMethod()System.out.println(defMethod);private void priMethod()System.out.println(priMethod);public static void main(String args)Test t=new Test();t.pubMethod();t.proMethod();t.defMethod();t.priMethod();基本要求运行程
22、序并观察运行结果,修改并测试此程序。说明此程序运行和编译的方法。注意使用javac d . PackTest.java以及java cn.mybole.PackTest的用法。思考问题试述程序中每条语句的作用,如果将此程序发布到其它计算机上,该如何操作?实验三 Applet应用程序一、 实验目的和要求1. 掌握Applet的工作过程;2. 掌握基本接口和类的用法;3. 掌握异常的有关用法等。二、 实验内容1. 录入并运行一个简单的Applet程序:文件1:HelloApplet.javaimport java.awt.*;import java.applet.*;public class He
23、lloApplet extends Applet public void paint(Graphics g ) g.drawString(Hello!,10,10); g.drawString(Welcome to Applet Programming!,30,30); 文件2. HelloApplet.htmlHello Applet 分别将上述两个文件用任何文本编辑工具编辑好,并存放在电脑中。 对HelloApplet.java文件进行编译。 文件2的作用是将Applet嵌入HTML网页。其中文件中的语句:CODE=HelloApplet.class,实现了嵌入功能,其余部分则定义了嵌入的
24、方式。 用浏览器打开文件HelloApplet.html。如果安装或配置没有问题,则能看到显示的界面,否则可以调用“AppletViewer HelloApplet.html”命令来查看运行的结果。2. 一个能进行加法运算的Applet。其程序如下:import java.awt.*;import java.awt.event.*;import java.applet.Applet;public class Ex4_1 extends Applet implements ActionListener Label label1 = new Label(+);Label label2 = new
25、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 actionPerfo
26、rmed(ActionEvent e) int x = Integer.parseInt(field1.getText() + Integer.parseInt(field2.getText();field3.setText(Integer.toString(x);操作步骤 使用记事本编辑源程序。 编译程序 将Applet嵌入HTML网页。 方法是,用记事本创建一个文件,文件内容如下:文件建好后,以“Ex4_1.html”为文件名保存文件。把文件Ex4_1.html与文件Ex4_1.class保存到同一个目录。用浏览器打开文件Ex_4.html3. 运行下面的程序,掌握Applet的生命周期与
27、绘图周期。import java.applet.*;import java.awt.*;public class LifeCycle extends Applet private int InitCnt; private int StartCnt; private int StopCnt; private int DestroyCnt; private int PaintCnt; public LifeCycle()/在init()执行前执行构造函数 InitCnt = 0; StartCnt = 0; StopCnt = 0; DestroyCnt = 0; PaintCnt = 0; pu
28、blic void init() resize(320, 240); InitCnt+; public void destroy() DestroyCnt+; public void start() StartCnt+; public void stop() StopCnt+; public void paint(Graphics g) PaintCnt+; g.drawLine(20,200,300,200); /画出坐标轴和标尺 g.drawLine(20,200,20,20); g.drawLine(20,170,15,170); g.drawLine(20,140,15,140); g
29、.drawLine(20,110,15,110); g.drawLine(20,80,15,80); g.drawLine(20,50,15,50); g.drawString(Init(),25,213); g.drawString(Start(),75,213); g.drawString(Stop(),125,213); g.drawString(Destroy(),175,213); g.drawString(paint(),235,213); g.fillRect(25,200-InitCnt*30,40,InitCnt*30); /显示各种方法被调用的次数 g.fillRect(7
30、5,200-StartCnt*30,40,StartCnt*30); g.fillRect(125,200-StopCnt*30,40,StopCnt*30); g.fillRect(175,200-DestroyCnt*30,40,DestroyCnt*30); g.fillRect(235,200-PaintCnt*30,40,PaintCnt*30); 4. 参考下面的程序代码,在Applet中使用图像和声音。使用图像(PicApplet.java):import java.awt.*; import java.applet.*; public class PicApplet exten
31、ds Applet Image pic; /图像对象 public void init( ) pic=getImage(getCodeBase(),fish.jpg); /获得图片 public void paint(Graphics g) g.drawImage(pic,30,30,this); 使用声音(AudioApplet.java):import java.awt.*; import java.applet.*; public class AudioApplet extends Applet AudioClip audio; /声音对象 public void init( ) aud
32、io=getAudioClip(getCodeBase(),fire.au); /获得声音 public void paint(Graphics g) g.drawString(循环播放声音的Applet小程序,30,30); public void start( ) audio.loop( ); /循环播放声音 public void stop( ) audio.stop( ); /停止播放 5.试着进行一个综合实例的编写,将前面所使用的方法和技巧进行综合性的应用。 思考问题 试述Applet的生命周期。 试述小应用程序设计过程中的事件处理模型。 试比较绘图、图像、声音等媒体文件在Apple
33、t程序编写时存在什么差异,为什么?实验四 图形用户界面的实现一、 实验目的和要求1掌握Java 图形界面的编程方法和执行过程;掌握Java以及应用程序调试等的过程和方法; 2了解网络应用及安全的基本概念。二、 实验内容1 开始使用Eclipse假设你已经将Eclipse安装在目录c:eclipse下。要启动Eclipse,双击c:eclipse目录下的eclipse图标(如图1):图1双击后出现了工作区装载窗口(如图2):图2输入你的工作区所在的目录,本例所有项目、程序都存放在c:smith目录下,故输入c:smith,然后点击OK,Eclipse的图形界面就展现在你的眼前了(如图3)。图3如
34、果你的工作区已经有项目存在,则项目就会显示在图形界面上。工作区实际上是一个存放项目文件的目录。2 选择一种透视图透视图是为了定义Eclipse在窗口里显示的最初的设计和布局。透视图主要控制在菜单和工具上显示什么内容。比如,一个Java 透视图包括常用的编辑Java源程序的视图,而用于调试的透视图则包括好乐买优惠券调试Java程序时要用到的视图。你可以转换透视图,但是必须为一个工作区设置好初始的透视图。要创建Java程序,需要从主菜单选择Window,然后选择菜单项Open Perspective,最后选择Java(如图4)。图4设置完毕后我们看到用户界面如图5:图53 创建一个项目要创建一个新
35、项目,需要选择菜单项FileNewProject来启动新项目创建向导,如图6所示。图6选择Java Project然后点击按钮Next进入下一步,见图7:图7在Project name处键入项目名称myjavaprograms,在你键入的同时Directory处的路径也自动更新为C:smithmyjavaprograms,确定你选择了图7红色圈中的选项Create project in workspace和蓝色圈中的选项Use project folder as root for sources and class files。点击按钮Finish完成项目的创建。4 创建程序项目创建完毕后就可
36、以在这个项目中创建程序了,选择菜单项FileNewClass来启动Java类创建向导,如图8。图8在Name后面的文本框中输入Welcome,检查是否选中了选项public void main(String args)。点击按钮Finish从Java Application的模板创建一个文本Welcome.java,如图9。图9 提示:你可以在图8中Package后的文本框中输入包名来创建一个包放置Java程序(见图8蓝色圈)。因为本书中的Java源程序没有用到包,所以Package后的文本框没有填入内容。对应到图9,由于用户没有输入Welcome.java所属的包,所以系统将这类程序都放到系
37、统的默认包(default package)中,见图9蓝色圈中内容。在程序Welcome.java的main方法中输入语句System.out.println(“Welcome to Java”);。 提示:在你键入程序的同时,代码帮助工具会自动给你提示来帮助你完成程序的编写。比如当你在System后面键入点(.)后稍等1秒,Eclipse就会显示一个弹出菜单来帮你完成代码,如图10所示。你可以从Eclipse提供的下拉菜单中选择合适的选项来完成代码。图105 编译和运行程序一般情况下,源代码在你键入的时候就会自动进行编译。比如,如果你忘记在语句结束的时候键入分号(;),见图11,那么你就会看到一条红色的波浪线来指出你的错误。图11在运行程序前要保证程序是正确并被编译通过了,换句话说就是程序中