Java语言基础
实验指导、报告书
（2012-20xx年秋季学期使用）
班级：____________________ 姓名：____________________
计算机科学与技术学院
实验一 Java编程开发环境
一、实验学时：1 学时
二、实验目的：
1. 学习从网络下载JDK开发工具与帮助文档。 2. 学习安装JDK开发工具及其文档。
3. 掌握Java Application程序的开发过程并编写一个Java Application程序。
4. 学习使用JDK的帮助文档。
三、必须学习和掌握的知识点：
1. 掌握使用JDK开发Java程序的步骤。
2. 掌握Java程序的基本语法。
四、实验内容：
1． 创建一个?Hello，World‖程序，该程序只要输出这句话即可。你所编写的类里只需一个方法（?main‖方法会在程序启动时被执行）。记住要把它设为static形式，并指定参数列表——即使根本不会用到这个列表。用javac进行编译，再用java运行它。。
2． 观察程序的运行结果
3． 打印源程序清单
4． 改变工作目录，观察编译程序和运行程序是否可以正常工作，思考为什么，如何做？
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实验二 Java程序流程控制
一、实验学时：1学时
二、实验目的：
1． Java语言基本元素
2． Java数据类型
3． Java语言结构
4． Java控制语句
5． Java类定义规范
三、必须学习和掌握的知识点：
1． 分支语句：if-else, switch
2． 循环语句：while, do-while, for
3． 与程序转移有关的其它语句：
4． break, continue, return
四、实验内容：
1． 写一个接收两个字符串参数的方法，用各种布尔值的比较关系来比较这两个字符串，然后把结果打印出来。做== 和 ！= 比较的同时，用equals()作测试。在main()里面用几个不同的字符串对象调用这个方法。
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2． 写一个会随机生成25个整型值的程序。对每一个值，用if-else
语句判断其是大于、小于，还是等于下一个随机生成的值。
3． 写一个打印从1到100的值的程序。
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实验三 对象的初始化与清除
一、实验学时：2学时
二、实验目的：
1. 掌握Java程序面向对象编程的基本架构
2. 掌握子类的对象就是父类的对象的规律
3. 熟悉和掌握一维和二维数组的使用
三、必须学习和掌握的知识点：
1. 掌握类的创建（属性与方法的定义和声明）
2. 掌握构造函数的定义和声明（重载的构造函数：默认构造函数与参数）
3. 使用get../set..字段读写
4. 初始化（定义初始化和静态初始化）
5. 数组和数组类Arrays的使用
四、实验内容
1. 创建一个名为Dog 的类，具有重载的bark( )方法。此方法应根据不同的基本数据类型进行重载，并根据被调用的版本，打印出不同类型的狗吠（barking）、咆哮（howling）等信息。编写main( )来调用所有不同版本的方法。 7
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2. 编写名为Tank 的类，此类的状态可以是满的或空的。其“终
结条件”是：对象被清除时必须处于空状态。请编写finalize( ) 以检验终结条件是否成立。在main( ) 中测试Tank 可能发生的几种使用方式。
3. 编写一个方法，能够产生二维双精度型数组并加以初始化。
数组的容量由方法的形式参数决定，其初值必须落在另外两个形式参数所指定的区间之内。编写第二个方法，打印出第一个方法所产生的数组。在main( )中通过产生不同容量的数组并打印其内容来测试这两个方法
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实验四 隐藏具体实现
一、实验学时：2学时
二、实验目的：
1. 类是如何对它的成员进行访问权限控制的
2. 掌握类是如何被打包到一个程序库中的
三、必须学习和掌握的知识点：
1. 访问权限控制
四、实验内容
1. 创建一个带有public, private, protected,和包访问权限域以及方法成员的类。创建该类的一个对象，看看在你试图调用所有类成员时，会得到什么类型的编译信息。请注意，处于同一个目录中的所有类都是缺省包的一部分。
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2. 将local目录加入到CLASSPATH中，然后在local目录下编写以
下文件：
package local;
class PackagedClass {
public PackagedClass() {
System.out.println("Creating a packaged class");
}
}
然后另一个目录中创建下列文件：
// foreign:Foreign.java
package foreign;
import local.*;
public class Foreign {
public static void main (String[] args) {
PackagedClass pc = new PackagedClass();
}
}
解释一下为什么编译器会产生错误。如果将Foreign类置于local包之中的话，会有所改变吗？
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实验五 复用类
一、实验学时：2学时
二、实验目的：
1. 组合
2. 继承
3. 掌握继承（属性和方法的继承）的规律
4. 掌握构造函数继承的规律
三、重点：
1. 组合与继承之间选择
2. 名称屏蔽（Name hiding）
3. 向上转型（upcasting）
4. final
四、实验内容
1. 创建一个Root 类，令其含有名为Component 1、Component
2、Component 3的类各一个实例（这些也由你写）。从Root中派生一个类stem，也含有上述各?组成部分‖。所有的类都应带有可打印出类的相关信息的缺省构造器。 14
2. 检查包括继承在内的初始化全过程，是很有益的。请追踪并
解释下例的执行结果。
class Insect {
private int i = 9;
protected int j;
Insect() {
System.out.println("i = " + i + ", j = " + j);
j = 39;
}
private static int x1 =
print("static Insect.x1 initialized");
static int print(String s) {
System.out.println(s);
return 47;
}
}
public class Beetle extends Insect {
private int k = print("Beetle.k initialized");
public Beetle() {
System.out.println("k = " + k);
System.out.println("j = " + j);
}
private static int x2 =
print("static Beetle.x2 initialized");
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Beetle constructor");
Beetle b = new Beetle();
}
}
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实验六 多态
一、实验学时：2学时
二、实验目的：
1. 多态polymorphism
2. 动态绑定dynamic binding
三、重点：
1. 向下转型与运行期类型标识
2. 构造器内部的多态方法的行为
3. 运行期类型识别
四、实验内容
1. 创建一个Rodent（啮齿动物）:Mouse（老鼠）,Gerbil（鼹鼠）,Hamster（大颊鼠）这样的继承层次结构。在基类中，提供对所有的Rodent都通用的方法，在基类中，根据特定的Rodent类型重载这些方法，以便执行不同的行为。创建一个Robent数组，填充不同的Rodent类型，然后调用基类方法，观察发生什么情况。
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2. 修改以上练习中的Rodent，使其成为一个抽象类。只要有可
能，就将Rodent的方法声明为抽象方法。
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3. 修改以上练习，使其能够演示基类和导出类的初始化顺序。
然后向基类和导出类中添加成员对象，并显示在构建期间初始化发生的顺序。
4. 创建一个不包含任何方法的抽象类，从它那里导出出一个类，
并添加一个方法。创建一个静态方法，可以接受一个指向基类的引用，将其向下转型到导出类，然后再调用该静态方法。在main（）方法中，证实它的可行性。然后，将基类加上abstract声明，这样就不再需要进行向下转型。
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实验七 接口与内部类
一、实验学时：2学时
二、实验目的：
1. 掌握接口的使用规律
2. 掌握内部类的使用规律
三、重点：
1. 嵌套接口
2. 在方法和作用域内的内部类
3. 匿名内部类
4. 从多层嵌套类中访问外部
5. 闭包与回调
四、实验内容
1. 证明一个接口的属性在缺省情况下是static和final的。
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2. 创建一个接口 U，包含三个方法。创建第一个类A，它包含一
个方法，在此方法中写一个匿名内部类，生成U的引用。创建第二个类B，它包含U的数组。B应该有几个方法，第一个方法可以接受一个U的引用并存储到数组中；第二方法将数组中的引用设为null；第三个方法遍历此数组。在U中调用这些方法，在其main()中创建一组A的对象，和单独一个B的对象。用那些A类对象所产生的U类型的引用填满B对象的数组。使用B回调所有A的对象。再从B中移除某些U的引用。
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实验八 异常和错误处理
一、实验学时：1学时
二、实验目的：
1. 熟悉和掌握java中对异常的处理机制
2. 异常的抛出和捕捉
三、重点：
1. java的异常处理机制
四、实验内容
1. 建立一个三层的异常继承体系，然后创建基类A，它的一个方法能抛出异常体系的基类异常。用B继承A，并且重载这个方法，让它抛出第二层的异常。让C继承B，再次重载这个方法，让它抛出第三层的异常。在main( ) 里面创建一个C类型的对象，把它向上转型为A，然后调用这个方法。
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实验九 Java I/O系统
一、实验学时：1学时
二、实验目的：
1. 熟悉和掌握流式输入输出的基本原理
2. 标准输入输出操作接口
三、重点：
1. InputStreamReader、OutputStreamReader的使用
2. PrintWriter类的使用
四、实验内容
1. 创建一个叫做SortedDirList的类，具有一个可以接受文件路径信
息，并能构建该路径下所有文件的排序目录列表的构造器。创建两个重载的list（），根据参数产生整个列表或者列表子集。添加size（）方法，能够接受文件名并产生该文件的大小。
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实验十 多线程编程
一、实验学时：2学时
二、实验目的：
1. 熟悉和理解线程的概念、线程的生命周期
2. 熟悉和掌握多线程的实现方法：继承Thread类与使用Runnable接口
三、重点：
1. 线程的生命周期
2. 使用Runnable接口编写多线程程序
四、实验内容
1. 写一个“忙等待”的例子。一个线程休眠一段时间然后把一个标志设为真。第二个线程在一个while循环中观察这个标志（这就是“忙等待”），当标志变为真的时候，把这个标志设置为假，并向控制台报告这个变化。注意程序在“忙等待”里花费的时间，然后重写这个程序，这时使用wait( )而不是“忙等待”。
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2. 使用wait( ) 和notify( )解决一个生产者，一个消费者的问题。
生产者不能覆盖消费者的缓冲区，这在生产的速度大于消费的时候有可能发生。如果消费者的速度大于生产者，那么它一定不能把同样的数据读取两遍。不要对生产者和消费者的速度做任何假设。
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实验十一 杂货店模拟系统 下载BlueJ 工程,其中有两个基本类: PriceAndStockManager 和Cashier 。
1. 完成Cashier 类；
2. 创建Grocery 类，测试PriceAndStockManager 和Cashier的正确性。要求其中包含 main方法，由main方法创建一个
PriceAndStockManager 对象和与Manager 对象相关的两个 Cashier 对象。 调用Cashier 对象的buy 方法，并检查两种产品的库存状况。
3. 修改PriceAndStockManager，使它包含并管理Product 对象。在 Product 类中存储产品价格price及其库存量; 要求
PriceAndStockManager管理三种产品。要求修改后 Cashier和 Grocery 依然能照常工作。此时，工程中共有四个类：: Grocery, Product, PriceAndStockManager, Cashier。
4. 创建一个Java application，模拟杂货店里的操作。要求此应用程序要跟踪所有的产品售出情况。由收银员负责产品的售出，产品售出纪录要针对各个顾客进行。对每个顾客的每次结账，收银员要检查产品的价格和数量，并计算应收总数。与此同时，产品的库存量要随着售卖进行相应的更新。在一天结束后，需要打印两种报表：一张用来纪录每个收银员的交易，另一个打印每种产品的库存余额。
为了简化任务，我们也可以假设顾客总有足够的钱付账。即我们假设交易不成功只能是由库存不足引起，而不会是由于顾客没有足够的资金。
另外，我们假设杂货店里有三件产品，分别是 ?apples‖, ?oranges‖,和 ?pomelos‖. 请将它们的价格和库存初值设置为:
"apples": 15.75 pesos, 50 items
“oranges‖: 12.50 pesos, 80 items
"pomelos": 95.25 pesos, 25 items
要求Cashier类提供以下方法：
1. public void startPurchase( double money ):
标志交易的开始，参数 money 代表顾客在购买之初拥有的资金量。
2. public void buy( String productName, int qty ):
买产品名为productName 的产品共qty件。同时检查可能出现的错误，如qty 为负值、没有足够的资金或库存。如果产品名称不是店里有的产品， 29
只需提醒库存不足。这里注意需要定义一些常用的异常，并在适当的地方抛出。
3. public void endPurchase():
标志交易的结束，打印交易金额和找回钱数。
4. public void printSalesSummary():
相当于盘账。打印出全天的顾客总数及收回的资金总数。
Cashier类提供需要以下属性应能跟踪总交易数、当日接待的总顾客数、当前顾客的交易金额及顾客实际给出的金额。注意 Cashier 的构造函数需要的参数：PriceAndStockManager对象。Cashier 需要调用这个对象的方法。
PriceAndStockManager 类应提供以下方法：
1. 返回给定产品的价格
2. 返回给定产品的库存
3. 完成产品的交易，名字随意起。
4. 打印每种产品的库存的方法：printInventoryReport()
该类当然还应该定义并创建 Product 对象，并通过Product 对象获得产品价格和库存，包括更新库存量等。要求在实例化PriceAndStockManager时创建Product 对象。
Product类用于保存 价格和库存信息。其方法的实现可以发挥大家的自由。
最后，请创建一个测试类GrocerySimulation.java，要求在其中创建一个（唯一的） PriceAndStockManager 对象，同时创建与之相关的几个Cashier 对象。让这几个cashiers执行一些交易任务，最后调用 每个cashier 的printSalesSummary()方法及PriceAndStockManager 对象的printInventoryReport() 方法。
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实验十二 成绩管理系统
1. 简单介绍：
创建一个GUI 应用程序（或Applet）, 用来帮助老师管理学生的成绩。能实现对成绩的增、删、改以及排序等任务。
2. 所需类的描述：
1. GradeSheetApplet ? 主类。
2. Row ? 继承 java.awt.Panel;包括一些用来输入成绩的TextFields。
3. Grid ? 通过管理Students数组保存数据;提供方法实现增、删、改以及排序等任务; 通过管理Rows数组保存用户的输入数据; 数组的大小由学生的数量决定。
4. Student ?用来封装某个特定学生的数据： ID Number, Last Name, First Name, Numeric Grade, Letter Grade (A,B,C,D,E几个等级，由成绩来决定)。
5. StudentInput ? 包含一些TextFields 使得用户可以在程序中输入数据。
3. 其它要求
错误检查：程序应能从各种异常（如输入数据错误或其他任何异常）中返回，并提供足够的数据证明当一种错误的情况发生时，程序是异常终止或是正常退出。
程序注释和可读性：要求程序遵循业界的编码规范。
GUI 设计：学生可以自己设计。
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