《面向对象程序设计》课程实验指导书新.doc

面向对象程序设计课程实验指导书合肥学院计算机科学与技术系实验一 Java开发环境的安装与配置,熟悉Java程序结构*一、实验目的：1. 掌握JDK的安装步骤。2. 理解环境变量PATH, CLASSPATH的作用，以及它们的设置方法，搭建IDE环境。3. 熟悉Editplus（或notePad,JCreator）编辑环境，编写简单的程序，并编译和执行。二、实验项目：熟悉JDK的安装和环境配置，搭建IDE环境（Myeclipse）学习如何编写并运行简单的Application程序 (能输出一条简单的问候信息)；三、实验要求：1. 能正确地安装JDK2. 熟悉环境变量Path, Classpath设置方法，熟悉编辑环境3. 调试程序、编译，运行后得到正确的结果4. 写出实验报告，要求记录编译和执行Java程序当中的系统错误信息提示，并给出解决办法。四、实验步骤：1从 上下载最新版本的JDK，并安装。2设置环境变量PATH, CLASSPATH, 使得Java程序能正确编译和执行。3在Editplus（或 notepad）环境下编写一个HelloWorld.java程序，(1)在主方法static public void main(String args)中调用System.out.println()方法，使程序输出一条问候信息；(2) 编译运行程序，观察运行情况和输出结果。（使用JDK环境，调用javac.exe和java.exe编译和执行程序。4 学习在myeclipse中编写和运行HelloWorld.java程序 1）学习在myeclipse中编写HelloWorld.java程序2）学习在myeclipse中运行HelloWorld.java程序实验二 Java语言基础一、实验目的：熟悉Java基本语法，基本数据类型，各种运算符及表达式的使用，掌握运算符优先级,熟悉使用Java的选择语句,循环语句。二、实验项目：1. 编写程序，分别用do-while和for循环计算1+1/2!+1/3!+1/4!.的前20项和。2. 编写程序，打印出九九乘法表。三、实验要求：1. 正确使用Java语言的选择语句,循环语句；2. 在myeclipse中调试程序、编译，运行后得到正确的结果3.写出实验报告。要求记录编译和执行Java程序当中的系统错误信息提成示，并给出解决办法。四、实验步骤：1. 编写主类；2 单独写一个方法，实现要求的功能，方法命名尽量能体现方法体的功能。3. 在static public void main(String args)方法中调用2中的方法。4. 编译运行程序，观察输出结果是否正确。注意事项：1）类的命名和方法的命名规范。 2）为了实现代码的高复用性，严禁在main方法体中编写具体功能代码。五、实验项目（自学,选1题完成实验报告）1. 将所输入之正整数，以二、八、十六进制表示出来。提示: 方案1：可写三个方法分别计算输出二、八、十六进制表示。 方案2：可只写一个方法，将输入的正整数和需要转换的进制作为参数。（体现代码的通用性和扩展性）2用户输入的一个分数（分别输入分子和分母）进行约分，并且输出约分后的分数（分别输出分子和分母）。例如输入分子为6并且分母为12，那么输出结果为1/2。3编程，计算e=1+1/1! +2/2! +n/n!。要求e值精确到小数点第5位。实验三 类和对象一、实验目的：掌握Java类的结构、类的定义、方法和属性的定义以及对象的实现；掌握类及其成员修饰符的使用；掌握构造函数的使用；方法的参数传递和返回值的用法；掌握类变量与实例变量，以及类方法与实例方法的区别。二、实验项目：1、 定义一个高校人员类，至少包含姓名、出生年月、性别、身份证号、手机号码，所在学校，入校时间，家庭地址等属性，以及访问属性的方法。编写Application，创建一个高校人员类的对象，设置属性值，然后打印出该对象的各项属性信息。2、在上题的基础上，重载构造方法，分别用重载的构造方法实例化对象，并对对象的各属性赋值。并完成以下功能的编写：1）将高校人员对象传入print，可以直接打印出高校人员各属性值。2）比较当前对象和输入参数中的对象的年龄大小，输出比较结果形式：如张三比李四大。3）比较当前对象和输入参数中的对象是不是同一个人，是的话返回true，否则false。4）编写一个自我介绍的方法，打印输出：“大家好，我是XXXX学校的XXX！”编写一个测试类，在该类的main方法调用以上方法测试。三、实验要求：1. 正确地定义类、方法和属性2. 学会方法的参数传递和返回值的用法3. 熟练使用类及其成员修饰符4. 使用构造函数创建类的对象，掌握默认构造函数和自定义构造函数的区别；5. 类变量与实例变量，以及类方法与实例方法的使用（静态方法常常为应用程序中的其它类提供一些实用工具所用，在Java的类库中大量的静态方法正是出于此目的而定义的。）6. 程序应包括各个被调用方法的执行结果的显示。7. 写出实验报告。要求记录编译和执行Java程序当中的系统错误信息提示，并给出解决办法。（附运行界面、源代码）。四、实验步骤：五、实验项目(自学,选1题完成实验报告）1、构造一个类来描述屏幕上的一个点，该类的构成包括点的x和y两个坐标，以及一些对点进行的操作，包括：取得点的坐标值，对点的坐标进行赋值，编写应用程序生成该类的对象并对其进行操作。2、编写实现:有一个三角形类Triangle，成员变量有底边x和另一条边y，和两边的夹角a（0a180），a为静态成员，成员方法有两个：求面积s（无参数）和修改角度（参数为角度）。3、编写实现: 构造函数为 Triangle(int xx,int yy,int aa) 参数分别为x,y,a赋值 在main方法中构造两个对象，求出其面积，然后使用修改角度的方法，修改两边的夹角，再求出面积值。(提示：求高的方法 h=y*Math.sin(a) )注意：构造方法用于对成员变量初始化，无参数的构造方法将成员变量初始化为0值。4、定义一个类Point，代表一个点，public属性有x和y，方法有显示点坐标 show（），构造函数有两个参数分别给x,y赋值，在main方法中构造两个对象，再创建一方法(getMiddle)为取两个点构成线段的中点的坐标，参数为2个点对象，调用此方法后得到一个新的点，编写Application，显示该对象的坐标值。25实验四 java继承与多态一、实验目的：掌握继承、多态的概念与实现方法；掌握包和接口的定义和使用方法；掌握JAVA语言实现多继承的途径；二、实验项目：高校人员分为教师和学生等类别，一个教师可以教多门课程，一门课程可以有多个教师教；一个学生需要学习多门课程，一门课程也会有多个学生学习。学期末，会记录学生每门课的成绩，同时每个学生需要对所学课程的教师教学进行评分。就上述问题：1定义一个教师类，除了拥有高校人员的属性，还有工号，教师级别（如教授、副教授、讲师、助教、高级实验师、实验师、助理实验室），所属院系，所属教研室等属性。2定义一个学生类，除了拥有高校人员的属性，还有学号，所在院系，所在专业，所在班级，入学成绩等信息。3 编写一个教师课程类，记录教师和课程的对应关系。4 编写一个学生成绩类，记录学生和教师课程的对应关系，添加属性记录成绩和学生对该门课程的教学评学。5 教师类和学生类分别编写打招呼类：教师输出内容：大家好，我是XXX系XXX专业教师，工号是XXX。学生输出内容：大家好，我叫XXX，是XXX系XXX专业XXX班的学生！编写测试类，在测试类中写一个自我介绍的方法，将教师或学生对象作为入参，调用各自的打招呼方法。6 定义一个接口，设计实现5中的功能。三、实验要求：1. 能实现类的继承关系；2. 用多种方法创建各个类的对象；3. 程序应包括各个被调用方法的执行结果的显示。4. 写出实验报告。要求记录编译和执行Java程序当中的系统错误信息提示，并给出解决办法。（附运行界面、源代码）。四、实验步骤：自行编写五、 实验项目（自学,选1题完成实验报告）1、学校中有老师和学生两类人，而在职研究生既是老师又是学生，对学生的管理和对教师的管理在他们身上都有体现。1)设计两个信息管理接口StudentManageInterface和TeacherManageInterface。其中，StudentInterface接口包括setFee()方法和getFee()方法，分别用于设置和获取学生的学费；TeacherInterface接口包括setPay()方法和getPay()方法，分别用于设置和获取教师的工资2) 定义一个研究生类Graduate，实现StudentInterface接口和TeacherInterface接口，它定义的成员变量有name(姓名)、sex(性别)、age(年龄)、fee(每学期学费)、pay(月工资)。3) 创建一个姓名为“zhangsan”的研究生，统计他的年收入和学费，如果收入减去学费不足2000元，则输出“provide a loan”(需要贷款)信息。提示：1)定义两个接口，分别在其中申明两个方法。2)定义主类Graduate，实现这两个接口。3)定义主类的成员变量，和构造方法。4)给出四个接口方法的实现。5)给出一个计算是否需要贷款的方法，在里面统计年收入和学费，并输出是否需要贷款的信息。6)写main方法。在其中创建一个姓名为“zhangsan”的研究生，调用计算是否需要贷款的方法。2、书后练习实验五 数组与字符串 一、实验目的：掌握数组的定义和使用方法；熟悉数组的排序、查找等算法。掌握字符串的使用方法。二、实验项目：1 一个教师教授多门课程，一门课程可以有多个教师教授，在学期末每个学生需要给教师的教学评分（满分100分），设计一个类，能保存某位教师某门课程的全部学生评教信息（假设一个老师教的一门课程有50个学生）。并实现以下方法：1）计算某位教师某门课程的教学评分的平均分；2）计算各分段的百分比，例如60分以下的百分比，60-75分段的百分比，计算75-85的百分比，计算85分以上的百分比；3）对评分表中的分数按照升序排列，并输出。2、 编写程序接受用户输入一段英文文字后，输出其中的字符数、单词数和句子数（设句子以“？”、“！”、“.”结束）。3、 设计一个String类，要求该类不可被继承，可以存放字符串（多个字符），不可修改存放的字符。重载构造器，可以用字符数组来实例化一个String类的对象。该类需要具备以下功能，查询字符串长度，和某个字符串比较是否相等，查找某个字符是否包含在字符串中，将字符串转换为字符数组，并返回。 并编写一个测试类，对String类的功能进行测试。提示知识点：final关键字、数组用法、重载（构造方法和普通方法），访问修饰符，字符串常量三、实验要求：1. 熟练对象数组及创建初始化和未初始化的数组的方法;2. 熟悉从命令行参数的使用;3. 熟悉String 和StringBuffer的使用方法4. 熟悉常用类库的使用;5. 写出实验报告。要求记录编译和执行Java程序当中的系统错误信息提示，并给出解决办法。（附运行界面、源代码）。四、实验步骤：五、实验项目（自学,选2题完成实验报告）1.求Fibonacci序列的前n项，要求：在main方法中定义一数组，数组的长度n为一final定义的常量,使用一单独方法，无返回值，参数为一数组，在方法中给数组赋予序列的值,在main方法中调用该方法，然后打印结果数组的内容2.声明一个矩阵类Matrix，成员变量是一个二维数组，设数组元素类型为int，请设计方法：(1)构造方法：Matrix() /构造一个10X10个元素的矩阵，没有数据Matrix(int n,int m) /构造一个nXm个元素的矩阵，数据由随机数产生Matrix(int table) /以一个整型的二维数组构造一个矩阵要求使用 this(2) 实例方法： public void output() /输出Matrix类中数组的元素值public void transpose() /输出一个矩阵的转置矩阵2.随机数求法：Math.random( )返回0-1的小数,由上题中的Matrix类派生出正方形Square类，在构造方法中调用父类的构造方法（使用super）。3.编程 ，完成以下功能：（1）声明一个名为s的String对象，并使它的内容是“My name is Carrol”；（2）打印整个字符串；（3）打印字符串的长度；（4）打印字符串的第一个字符；（5）打印最后一个字符；（6）打印字符串的第一个单词。*4编写一个程序，用散列表实现学生成绩管理系统的存储和查询，并将若干个查询结果存放到一个向量中，通过循环将向量对象内容逐个输出。*5.从命令行读入一浮点数值，将其转化为中文金额的大写方式，如123.45，转化为：壹佰贰拾叁元肆角伍分，中间有多个0只要一个零。*6.编程实现将数组中的值按逆序重新存放，例如：原来顺序是9、7、4、6，要求改为 6、4、7、9。7.编写程序，完成打印输出杨辉三角形（要求输出的格式应在屏幕的居中位置）。杨辉三角形的格式如下： 1 1 1 1 2 1 1 3 3 1 1 4 6 4 1 1 5 10 10 5 1 1 6 15 20 15 6 1 1 7 21 35 35 21 7 1 1 8 28 56 70 56 28 8 1 1 9 36 84 126 126 84 36 9 1 *8.将命令行第一个参数每个字符放入一字符数组，然后逆序输出9.编写Application程序, 从命令行参数输入10个整数并保存在数组中，求数组中最大、最小、数据的和、平均值。10.从命令行参数一日期，如“2005-5-6”，计算与今日之间的天数间隔。11.折半查找（前提：数据已按一定的规则（升序或降序）排列好12. 模拟实现StringBuffer类中append方法，实现方法链方式调用。说明方法链调用：有一个StringBuffer的实例sb，可以这样拼接字符串sb.append(“我是合肥学院计科系学生，”).append(“我叫某某某，”).append(“专业是软件工程”)；实验六 异常处理一、实验目的：理解 java 语言中独特的异常处理机制;掌握异常处理方法;正确地使用捕获异常和声明抛弃异常的两种异常处理的方法;理解自定义异常类的使用; 理解抛出异常和声明抛出异常的区别与联系;二、实验项目：1 从命令行得到5个整数，放入一整型数组，然后打印输出，要求：如果输入数据不为整数，要捕获Integer.parseInt()产生的异常，显示“请输入整数”，捕获输入参数不足5个的异常(数组越界)，显示“请输入至少5个整数”。 2 1）自定义一个异常类，处理以下异常：在实验五第1题的基础上，添加教学评分时检查评分是否在合理范围内（即0=评分=100），若，不在合理范围内，抛出异常，提示异常原因，如评分必须是数值，评分必须大于等于0，以及评分不能大于100等。3）在实验五第1题的基础上，添加教学评分，重现数组越界异常，并捕获该异常，打印提示信息：该课程最多只允许50人参加评分，以达到人数上限，不可再评分。三、实验要求：1. 通过实验掌握捕获异常和声明抛弃异常的两种异常处理的方法；2. 程序必须能够捕获Integer.parseInt()产生的异常并作相应的处理；3. 程序必须能够将处理的相应的信息输出出来；4. 写出实验报告。要求记录编译和执行Java程序当中的系统错误信息提材示，并给出解决办法。（附运行界面、源代码）。四、实验步骤：五、实验项目(自学)1.参考下面的程序，试修改程序，捕获相关异常，使得程序能正常运行。提示：用错误数据测试，即可得到异常类名，运行时主方法参数输入 abc 测试public class StringIndexOutOfpublic static void main(String args)System.out.println(字符串索引越界异常);String str=args0; System.out.println(“第四个字符为 ”+str.charAt(3);int aa=Integer.parseInt(args0); System.out.println(“平方为 ”+aa*aa);实验七 图形用户界面与事件处理机制（重点）一、实验目的：掌握Java图形组件和布局管理器的使用；掌握使用Java事件处理机制的使用。掌握图形界面的各种控件的使用，如：标签、文本框、按钮、复选框、列表框、窗框等。二、实验项目：1.编写Application程序，主界面有“添加学生”、“添加教师”，“查询学生”，“查询教师”的按钮。1）点击“添加学生”按钮，打开一个新窗口，可以录入学生的各项属性信息，所属院系、所属专业、所属班级（下拉框），性别采用单选框，要求界面中每行排列两个属性。点击“保存”按钮，要求检查输入的学号是否是10位纯数字，身份证号是否是18位或15位，各项属性要求必填。检查通过保存学生信息，关闭窗口，回到主界面。2）点击“查询学生”按钮，打开一个新窗口，可以输入学生姓名或所属院系，查询已录入的学生信息，并以表格的形式显示查询结果。提示：由于还没学习数据库和文件知识，可以设计一个全局类，保存录入的多个学生对象和教师对象等。三、实验要求：1.采用布局管理器进行界面的布局；2. 学会对不同的事件用相应的事件处理器；3.写出实验报告。要求记录编译和执行Java程序当中的系统错误信息提材示，并给出解决办法。（附运行界面、源代码）。四、实验步骤：1运用一种或多种布局管理器，绘制出一个简单的计算器；2. 为按钮注册事件监听器，使其点击按钮，并在显示区域同步显示当前输入或运算结果；3. 编译运行程序，检查计算器的正确性；五、实验项目(自学)1自行设计完成“添加教师”的功能2自行设计完成“查询教师”的功能实验七 图形用户界面与事件处理机制（重点）一、实验目的：掌握菜单、弹出式菜单设计。会处理事件以及设置输入对话框。了解对文本域JTextArea中字符进行复制和粘贴的操作。二、实验项目：1.在窗口中建立菜单和弹出式菜单，菜单有“教师管理”，“学生管理”，“学生课程管理”，“教学评分管理”四个菜单，点击“教师管理”有“添加教师”，“修改教师”，“删除教师”和“查询教师”四个菜单项，其他自己完善。点击“添加教师”，打开添加教师的界面，增加一个自我介绍的文本域，输入数据保存数据。 *2. 设计一个JAVA程序模仿记事本（NotePad）的部分功能，界面如下图。 三、实验要求：1.学会建立菜单和弹出式菜单；2. 学会文件对话框的使用；对不同的事件用相应的事件处理器；3.写出实验报告。要求记录编译和执行Java程序当中的系统错误信息提材示，并给出解决办法。（附运行界面、源代码）。四、实验步骤：五、实验项目(自学)：1.利用所学的Java语言知识，完成一个实现秒表功能的Applet程序。它的GUI界面如下所示： 利用所学的Java语言知识，完成一个实现秒表功能的Applet程序。它的GUI界面如下所示：要求该程序能够完成以下功能：（1） 在界面上方的文本框中，按照小时：分钟：秒的顺序实时显示系统时间；（2） 当按下界面中间的Current Time:按钮时，当前系统时间能够在界面下方的文本框中显示出来。提示：可以通过调用java.util.Data类的方法，获得系统时间。Data类的接口如下所示，public class Date / 返回当前系统时间的小时值public String getHours( ) / 返回当前系统时间的分钟值public String getMintues( ) / 返回当前系统时间的秒钟值public String getSeconds( ) 2编写一个计算器程序，只有加减乘除功能，当作Applet运行。3.编写一个Applet程序：画图要求：界面上有2个按钮，一个为标签为“椭圆”，另一个为“矩形”，点击后分别画红色的椭圆和蓝色的矩形，其宽度为100、高度为60，左上角顶点坐标为（50,50），试写出完整程序，并且要写出其对应的HTML文件代码。实验八 Applet类及应用 *（自学部分）一、实验目的：掌握applet的程序结构和运行方式;掌握从html文档向Java Applet传递参数的方法;了解applet程序的生命周期;掌握在Applet中对字体、颜色、播放声音、显示图像和动画控制方法;二、实验项目：1.编写Applet程序，改变applet窗口大小，使其最大化、最小化，查看init()、start()、paint()、和destroy()方法的执行情况(执行顺序和执行次数)。2 编写Applet显示字符串，显示字符串及其显示位置，字体、字体大小和颜色通过HTML文件中的参数来传递。3编写Applet(大小140*60)，其背景色为蓝色，画一个长方形（其填充色为pink，各边离边小于10像素）和一个在填充的长方形中左右移动的小球（半径15）。4. 实现一个Applet，显示一幅图片。不停地运行一个动画。三、实验要求：1. 必须编写成Java Applet程序；2. 能够通过传递参数控制一种或者几种图形的绘制；3.写出实验报告。要求记录编译和执行Java程序当中的系统错误信息提示，并给出解决办法。（附运行界面、源代码）。四、实验步骤：1.（第1题）在paint()方法中，绘制init()、start()、paint()、和destroy()方法的执行次数的直方图。2.（第2题）在HTML文件中添加参数传递的代码：在init()方法中，调用getParameter()获取由HTML传递的参数，再按照要求，在paint()方法中调用Graphics类中drawString()函数显示字符串。3.（第3题）在paint()方法中调用Graphics类中drawString()函数时，X坐标定义成变量（10=X=120），4.（第4题）在init()方法中，根据指定的位置获取一系列图片类对象放入数组,再循环显示系列图片就形成动画。5. 运行、检查和调试 以上各程序。五、实验项目(自学)1.编写Applet，访问并显示指定URL地址处的图像和声音资源。2.编写Applet，访问并显示指定URL地址处的一组图像构成的动画。3.编写Applet，接收用户输入的网页地址，并与程序中事先保存的地址相比较，若存在则打开网页，并在新打开的浏览器窗口显示*编写一个Applet程序，显示一个圆心在Applet的中心，半径从0到100像素不断变大的绿色球的动画。4.在Applet中画矩形，要求矩形做上角点坐标（20，20），高度为400*200，上下左右边设为蓝色、矩形填充色为绿色，并在居中的位置写上文字“面向对象程序设计”，字体为楷体_gb2312，大小自定。5.自定义椭圆（或圆）的方法，画一组椭圆（最大半径200），以圆心处为参考点，半径依次增加2个像素，圆周的颜色随机。6.给定数组data=1,2,3,4分别画出圆饼图、条形图（宽随意给定，高代表所占百分比），颜色任意。7.找一幅图像，显示在Applet中，要求按原图大小显示，再放大或缩小一倍显示，或者放大显示右下部的1/4块实验九 Java多线程 一、实验目的：熟悉利用Thread类建立多线程方法。熟悉利用Thread接口建立多线程方法。二、实验项目：1. 编写程序模拟有多个学生同时对同一个教师的同一课程的教学进行评分。要求至少同时有40名学生进行评分，评分记录到教师课程类的一个整型数组中，假设数组长度30，即只允许前30个学生进行评教。模拟实现多线程并发过程中的数据不安全问题。并采用两种同步机制解决线程安全问题。2.自己设计重现火车购票系统多用户同时在线购票的数据不安全问题，并设计方案解决。3.利用多线程 编写一个模拟时钟(AWT程序、Runnable接口)，有时分秒针，编写一个应用程序，创建三个线程分别显示各自的时间。三、实验要求：1. 通过实验掌握Thread 、Runnable使用方法；2. 程序必须能够实现多线程；3. 程序必须能够完成题目要求；4. 写出实验报告。四、实验步骤：首先分析程序功能，再通过上机运行验证自己的分析，从而掌握通过Thread类建立多线程的方法。通过将扩展Thread类建立多线程的方法改为利用Runnable接口的方法，掌握通过Runnable接口建立多线程的方法。自做实验课本：P262 12，13，14实验十 输入输出流一、实验目的：熟悉Java的文件读写机制，练习输入输出流的使用。二、实验项目：1有四个文本文件分别用来保存了教师信息，学生信息，学生课程信息，教师课程信息。1）在实验七程序基础上进行改造，将添加的学生和教师对象保存到文本文件中。2）教师查询窗口中，不输入查询条件的情况下，点击查询，从文本文件中读取全部教师数据，在查询窗口下方的界面中用表格的形式显示所有教师各门课程的教学评分平均分和各分数段的所占百分比。若输入查询条件，则只查询满足条件的教师信息显示。三、实验要求：1. 通过实验掌握文件输入输出流的使用方法；2. 程序必须能够从键盘接收字符串并