Java程序设计实用教程第4版习题解答与实验指导第1 8章

1、 Java程序设计实用教程 （第4版） 习题解答与实验指导 叶核亚编著 年月 201311 目录 课程教学要求程序设计 1”“Java 概述章第 3 1 Java 语言基础章第 52 Java 类的封装、继承和多态第章 223 基础章接口、内部类和第 38 Java API4 异常处理章第 43 5 图形用户界面章第 45 6 多线程第章 507 输出流和文件操作章第输入 528 / “Java程序设计”课程教学要求 1. 课程性质、目的和任务程序设计是高等学校计算机学科及电子信息学科各专业本科的核心专业基础课程，是培 养学生软件设计能力的重要课程。在计算机学科的本科教学中，起着非常重要的作用

2、。Java程序设计”是计算机科学与技术专业本科的专业基础限选课，开设本课程的目的“Java编程技术，设计解决操作系统、网是：进行程序设计和面向对象方法的基础训练；使用 络通信、数据库等多种实际问题的应用程序。Java语言的基础知识、运行机制、多种编程方法和技术，本课程通过全面、系统地介绍使学生理解和掌握面向对象的程序设计方法，理解和掌握网络程序的特点和设计方法，建立 起牢固扎实的理论基础，培养综合应用程序的设计能力。C/C+IC/C+II、数据结构、操作系统、程序设计程序设计、本课程的先修课程包括： 计算机网络、数据库原理等。2. 教学基本要求 本课程的基本要求如下。 JavaJava App

3、licationJDK应用程序的运行原理和方法。掌握在了解语言特点，理解MyEclipse集成开发环境中，编辑、编译、运行和调环境中编译和运行程序的操作，熟悉在 试程序的操作。 Java语言中语句、数组、引用类型等基本语法成分的使用方法，通过类、接口、掌握 内嵌类型、包、异常处理等机制表达和实现面向对象程序设计思想。 JavaURL的多种实用技术，包括图形用户界面、多线程、文件操作和流、使用掌握Socket 进行网络通信等。和 Java JDBC 数据库应用的设计方法。熟悉 JSPWeb 应用设计方法。的熟悉基于Socket 通信。重点：面向对象概念，图形用户界面，线程，流与文件操作，Sock

4、etJDBCJSP 。通信，难点：继承和多态，线程同步，流与文件操作，3. 学时分配644816 学时。学时分配见下表。学时，其中讲课本课程学时为学时，实验 合计章节（或内容）实验讲课2 2 Java 概述4 4 Java 语言基础8 2 6 类的封装、继承和多态6 4 2 Java API基础接口、内部类和2 2 异常处理- 1 - 8 2 6 图形用户界面6 2 4 多线程8 2 6 / 输出流和文件操作输入8 2 6 网络通信4 2 2 数据库应624We应22综合应用设644816合 4. 实验教学目标与基本要求Java程序设计”是理论与实践相结合的课程，不仅要求学生掌握基础知识，理解

5、基本“原理，更要在实践环节中培养软件设计的基本技能。实践性环节是巩固所学理论知识、积累程序设计经验的必不可少的重要环节，是提高程序设计能力和计算机操作技能的有力保障。 实验和课程设计等都是加强程序设计训练所必需的实践环节。MyEclipseJava，掌握编译、运行和调试课程实验要求是，熟练使用一种）开发环境（如 Java程序的操作，针对不同情况进行软件测试，完善程序并提高程序性能。实验类型有验证和设计两种。验证型实验的要求是，仿制已有例题，验证面向对象程序Applet线程、应用图形用户界面、设计的理论和方法，理解基本原理；设计型实验的要求是，、文件操作和流、网络通信、数据库应用等章的知识点，掌

6、握解决这些实际应用问题的软件设计方法，设计具有一定规模、较复杂、较综合并解决实际问题的应用程序，具备独立分析问 题、解决问题的能力和综合应用程序的设计能力。 816个实验说明如下。时，课内开设的本课程安排的上机实验学时为 实验时数容项目内2 Java1 语言基础和面向对象概念训练实验2 2 接口和实现接口的类，异常处理实验2 3 图形用户界面实验2 4 线程设计，线程互斥与同步实验2 /5 输出流，文件操作输入实验2 UDP SocketTCP Socket6 URL等网络通信、实验2 JDBC 7 数据库应用设计实验2 WebJSP 8 应用设计的实验基于实验题有详细的实验训练目标、设计内容

7、和设计要求。每次实验要求学生独立完成至少一个程序的编写和运行，写出实验报告。实验报告内容包括：题目、题意解释、题意分析、 设计方案、流程描述、源程序清单、程序运行结果、程序存在问题和改进意见等。- 2 - 第1章 Java概述 本章教学内容及要求如下： JavaJava ApplicationJava应用程序的运行原理和方法，理解由语言特点，理解了解 虚拟机支持的程序运行机制。 JDKMyEclipse集成开发环境中编辑、环境中编译和运行程序的操作，掌握在熟悉在 编译、运行和调试程序的操作。JDKMyEclipseJava Application 应用程序的操作。和：掌握在环境中编译和运行重点

8、1.1 Java 了解JavaInternet 1-1 环境中运行的特点？具有哪些适合在【答】跨平台特性、完全面向对象和简单性、可靠性、安全性、多线程、支持分布式网 络应用等。Java 1-2 怎样实现跨平台特性？什么是跨平台特性？Java采用虚拟机【答】跨平台特性是指一个应用程序能够运行于不同的操作系统平台。Java 虚拟机。技术支持跨平台特性，不同的操作系统上运行不同版本的Java 1-3 源程序文件编译后生成什么文件？程序的运行机制是怎样的？Java*.java.classJava由，）中的每个类编译生成一个字节码文件（【答】将源程序文件（ 虚拟机解释执行字节码文件。Java 1-4 应

9、用程序有哪两种形式？它们的运行方式有什么不同？JavaApplicationApplet 。应用程序有两种：和【答】Application 是能够独立运行的应用程序，有控制台和图形用户界面两种运行方式。AppletWeb*.html）是可以嵌入页面的最小应用，它不能独立运行，必须嵌入超文本（Java 解释器解释执行。中，由浏览器中的1.2 JDK pathclasspath 1-5 的作用分别是什么？环境变量和path.execlasspath.class ）的路径。【答】提供可执行文件（提供类文件（）的路径； 1-6 什么是包？为什么需要包机制？packageJava区别类名字空间的机制。一

10、个包中的多个）是类的集合。包是【答】包（ 类之间不能重名，不同包中的类名则可以相同。 - 3 - 1.2Line 类增加以下方法：】为例的【习 1.1public double length() / 返回直线长度 int a=start.x-end.x, b=start.y-end.y; return Math.sqrt(a*a+b*b); /Math.sqrt(x)x 的平方根返回 Java 1-7 对源程序文件中的声明语句及文件其命名规则有什么要求？Java*.javapackageimport语句声明包，使用源程序文件（）中，可以使用【答】在一个classinterfacepublic权

11、限的类或其中，语句导入包，之后使用声明为或声明多个类或接口。 接口只能有一个，且文件名必须与该类名相同。 1-8 程序中的错误有哪几种？分别在什么时刻被发现？【答】语法错、语义错、逻辑错。编译时能够发现语法错，运行时能够发现语义错，运 行时不能发现逻辑错。 - 4 - 第2章 Java语言基础 本章教学内容及要求如下： Java语言的基本语法成分，包括标识符与关键字、数据类型、运算符、表达式、掌握C/C+的变量声明等语言成分，掌握分支、循环等流程控制语句的语法和使用。特别注意与 不同之处。 掌握数组类型的声明和动态内存申请，掌握以基本数据类型和类的两种方式声明和 使用字符串。 Java语言的方

12、法声明和调用规则，掌握基本类型和引用类型作为方法参数和返掌握 回值的传递规则。 MyEclipse 程序调试技术。掌握 ：数组的引用模型；使用静态方法，引用类型作为方法的参数和返回值。重点MyEclipse 程序调试技术。难点：位运算，二进制；递归算法。2.1 语言成分1. 数据类型、变量及运算Java 2-1 语言的基本数据类型有哪些？引用数据类型有哪些？byteshortintlongfloatdouble，、，浮点数类型、【答】基本数据类型有：整数类型、 charbooleanarrayclassinterface）。和接口类（，布尔类型；引用数据类型包括数组（）、字符类型C+Java

13、2-2 语言的变量和常量声明有什么差别？与语言相比，JavaC+ 相同。【答】（成员）局部变量含义及变量声明格式与语言没有全局变量，JavaC+final关键字中的常量和宏替换。语言没有宏替换，使用最终变量概念代替使用 声明最终变量，只能赋值一次，这样既增加了常量功能，又避免全局变量和宏替换的副作用。JavaC+ 2-3 运算符及运算含义有哪些变化？语言相比，语言的运算分哪些类型？与Java语言有算术运算、关系运算、位运算、逻辑运算、赋值运算、强制类型转换、【答】new+instanceof+字符串连字符串连接运算和条件运算、括号运算、点运算、运算等，其中、instanceofJavaC+si

14、zeof 运算符。运算符是接和的新增的，此外，放弃了C+JavaC+中某些容易引起混淆的语法做了修语言相比，与语言的语法更为严谨，将Java 语言中，运算符及运算含义有变化的说明如下。订，编译时也将严格进行检查。在 没有赋值功能的表达式不能作为语句。例如： int i=0; i+1; / 编译错“无效的赋值运算” 逗号是分隔符，仅用于分隔表达式，不是运算符，不能出现在表达式中。例如：for (int i=0, j=0; in & jn; i+, j+) / 正确，逗号是分隔符- 5 - / int x=0, y=0; 正确，逗号是分隔符 /System.out.println(+(x=1,y=

15、2); 编译错，表达式不能包含逗号 / x=1, y=2; 编译错，逗号仅用于分隔表达式，不是运算符 / x=1;y=2; 正确 1Javaboolean0。例如：类型用于逻辑运算，其值不是 或语言增加 boolean/int boolean b=0; 类型”编译错“不能将类型转换成booleaninstanceof 整数不能进行逻辑运算。运算的结果都是关系运算、逻辑运算和类型。booleanintJavaboolean类型与整数类型或语言严格区分类型，运算类型不能混淆。与 其他类型不能进行算术运算、关系运算、逻辑运算。例如： int+”/“boolean boolean b=false +0

16、; 运算类型与编译错类型不能进行 ifwhile等语句中的条件表达式不能是赋值运算，否则产生编译错。、boolean int/i=0 if (i=0) 而不是类型，编译错，运算结果是 while (i=0) / 编译错 +）自动将其他类型变量值转换成字符串类型。 字符串连接运算符（ 2. 整数运算的数据类型及数据溢出_(byte)127+(byte)127_ 2-4 。的运算结果是表达式其数据类型是，int 254，【答】1intJavaintbyte个类型，解释值的最低的整数默认是类型只是形式上的，取相应intintbyteshort类型，当运算结果在类型运算，运算结果是字节。所有整数运算仍

17、然是和 bytebyte类型。数据范围内时，也可视作ALUE+1Integer.MAX_VALUE2147483647Integer.MAX_V 2-5 的，表达式已知值为 _。运算结果是0x80000000 2147483648，即【答】-0x7fffffff+1=0x80000000Integer.MAX_VALUE0x7fffffff，数据溢出。运，值为解释 2.1所示。算过程如图十六进制 0十进制 10f 87 1f 1817 1111 11111111 11110111 11111111 11110x7fffffffInteger.MAX_VALUE2147483647 10000

18、00011+10000 00000000 00000000 00001000 00000000 00000000 00000000 0000Integer.MIN_VALUE0x800000002147483648-图2.1 int整数数据溢出 int min=Integer.MIN_VALUE;min+min_ 2-6 。，设表达式的运算结果是0 【答】 Integer.MIN_VALUE0x800000000x80000000+0x80000000=0，解释数据溢出。值为 int min=Integer.MIN_VALUE;(long)(min+min)_ 2-7 。，表达式设的运算结果是

19、0 【答】Integer.MIN_VALUE0x800000000x80000000+0x80000000=0，值为数据溢出。，解释0long 类型。强制类型转换，只是把强制转换成- 6 - int min=Integer.MIN_VALUE;(long)min+(long)min_ 2-8 。设表达式的运算结果是，0xffffffff 00000000-4294967296 。，或【答】Integer.MIN_VALUE0x80000000long类型，值为转换值为解释成，先强制0xffffffff80000000long 类型运算，数据不溢出。，再作为int min=Integer.MIN

20、_VALUE; long g=min+min;g_ 2-9 。，则的值是设0 【答】min+minint 类型运算，数据溢出。解释作为int min=Integer.MIN_VALUE; long g=min; g+=min;g_ 2-10 。，则的值是设0xffffffff 00000000-4294967296 。【答】，或long g=min; minlonglong 数据不溢出。自动扩容到解释类型，再运算，赋值将3. 整数位运算125&10_125 | 10_ 2-11 。，表达式表达式的值是的值是8127 ，【答】int2.2 所示。解释整数二进制位运算，运算过程如图 0000 00

21、000000 00000000 00000111 11011250000 00000000 00000000 00000111 1101125|0000 00000000 00000000 00000000 1010&0000 00000000 00000000 00000000 10101010 0000 00000000 000080000 00000111 11111270000 00000000 00000000 00000000 1000（b）125 | 10）（a125&10图2.2 int整数二进制位运算 4. 浮点数运算 double xxint_ 2-12 。，将类型的表达式

22、的是设按四舍五入方式强制转换成(int)(x+0.5) 【答】5. 字符类型及运算JavacharC/C+ 2-13 语言相比有什么差别？语言的字符类型与 【答】两者字符常量表示形式相同，都是用单引号将字符括起来作为字符常量。 不同之处如下：C/C+charASCII1字节，类型表示 字符，包括数字、字母、符号等，字长为语言的01272字节表示。 ；一个汉字用取值范围为JavacharUnicodeASCIIASCII字语言的字符，包括类型表示字符和汉字等，一个 2?065535 。（即符和汉字均占用）字节，取值范围为(char)(a+1)_ a+1_ 2-14 ，。表达式的运算结果是的运算结

23、果是98b ，【答】charchar2065535 。字节无符号整数，范围是看成是解释也是数值类型，可将1int4a+1进行的是算术运算，操作数的数据类型相容，结果取较长的类型，是字节。inta+1aASCII971 。码运算含义为将数据类型，的加- 7 - (char)(a+1)98charb 。将类型，结果为强制转换成char ch1=108, ch2=73; 2-15 ，以下语句有什么错误？如何改正？设ch1=ch1+ch2; intchar 。改正如下：【答】编译错，不能将转换成ch1=(char)(ch1+ch2); charintbyteshort0与类型存储和运算原理相同，和也是

24、以在存储和运算的，解释65535Unicodechar作为字符的编码，因此能够以字符显示。两个范围内的整数可看成一个intintchar类型。所以，不能赋值给数值参加算术运算时，仍然是类型运算，运算结果是 变量。2.2 流程控制语句JavaC/C+ 2-16 语言有什么差别？语言的语句与JavaC/C+Javagoto 语句。语言，【答】语言不支持语言语句的语法同Java 的字符类型。【习】理解 2.1ASCII 码可打印字符表。 以下程序段输出System.out.println(ASCII!); ）表码可打印字符（for (char ch=!; ch=; ch+) /ASCII 码可打印字

25、符表输出System.out.print(ch+ ); if (ch2=0) System.out.println(); 程序运行结果如下：ASCII! ）表码可打印字符（! # $ % & ( ) * + , - . / 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 : ; ? A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z _ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z | forUnicode 汉字字符表。修改上述程序段的语句表达式如下，输出for (char ch=一; ch=

26、龥; ch+) /Unicode 龥一汉字字符表Unicode065535?065535之中 字符的取值范围是），反之，并不是（每个值都对应一个字符，标准输出语句输出没有对应字符的编码时，输出结果是问号“？”。128128 的字符，输出结果是问号。例如，没有对应字符，以下欲输出编码为System.out.println(char)128); / 输出“？” 2-17 指出下列程序段中的错误以及出错原因。int s=0; for (int i=0; i10; i+) s+=i; i+; iforfor语句之外则不能使用。变量【答】最后一句产生编译错。的作用域在语句中，在- 8 - 2.3 数组1

27、. 一维数组C/C+Java 2-18 的数组做了哪些改进？具有怎样的优越性？与的数组相比，Javanew运算符申请数组存【答】 数组都是动态数组，在声明数组变量之后，使用 储空间。length 属性表示数组长度。 提供Java的数组是引用数据类型，两个数组变量之间的赋值是引用赋值，传递地址等引 用特性，没有申请新的存储空间。Javaaii0 的下标将严格检查数组元素下标范围，程序运行时，如果取值超出a.length1 范围，则作为错误处理，产生“数组下标越界”异常，程序运行终止。- 数组名不作指针使用。 _ 2-19 。以下数组声明错误的是Aint a; Bint a3; Cint a=1,

28、2,3; Dint a=new int3; ）（）（B 【答】Javanew只有使用解释声明数组变量时不需要接线指定数组长度，数组是动态数组， 运算符申请数组存储空间时才需要指定数组长度。a_ int a=new int5, b=a; b0=99; 2-20 后，。设中各元素值为执行语句99,0,0,0,0 【答】Java的数组是引用数据类型，两个数组变量之间的赋值是引用赋值，即两个数解释2.3组变量引用同一个数组，修改其中某一元素将同时改变另一数组变量的相应元素，如图 所示。 99aa0a0000bb000 000000int b; ）（bb0=99;（ int a=new int5;（a）

29、c）引用赋值 b=a; /图2.3 数组的引用模型 2. 二维数组mat 2-21 存储结构示意图，并写出其中数据。画出下列程序段表示int n=5, k=1; int mat =new int n; for (int i=0; in; i+) mati=new int n-i; for (int j=0; j=!=、运算符比较是否相等，和字符是基本数据类型，也可使用、【答】可以使用= 运算符比较大小。、Stringequals(obj)boolean类型。提供字符串是类，提供方法判断是否相等，返回compareTo(cobj)int0时，表示两者相等；当返回正数时，表示比较大小，返回类型，当

30、返回4Comparable 接口。章当前对象大；当返回负数时，表示当前对象小，说明详见教材第 2-29 怎样将数值按指定格式转换成字符串？Stringformat() 返回指定格式的字符串：声明如下静态方法【答】public static String format(String format, Object. args) /format 指定格式的字符串返回format 定义为：其中，格式字符串%$. 变换类型宽度参数索引精度bbooleancCdo（八、（字母大写）、变换类型取值有：（、）（十进制整数）（字符）、xefs（字符串字、（浮点数指数形式）、（浮点数小数形式）、进制整数）、（十六

31、进制整数）S（字符串字母大写）。参数索引指定第几个参数，省略时为默认次序。当指定宽、母小写） 度不足时，以实际宽度显示；可用变量指定宽度。例如：- 12 - String.format(M,1) / 14 位，不足时，前补空格”。宽度为结果为“String.format(d,1) /000140 位时，前补结果为“。宽度不足”/-2147483648+String.format(%+4d,Integer.MIN_VALUE) 表示总显示正负号结果为“。”/ 当指定宽度不足时，以实际宽度显示String.format(%,d,Integer.MAX_VALUE) /2,147,483,647,

32、逗号作千位分隔”。以结果为“ /String.format(Sum=1+.+%2$d=%1$d,55,10) Sum=1+.+10=55”结果为“/01777f String.format(%x, 0177) ”八进制整数的十六进制形式为“String.format(%o, 0x80000000) /0x80000000 20000000000”十六进制整数“的八进制形式 7f /127 String.format(%8x, 127) ”的十六进制形式为“十进制整数 255/000000ff String.format(x, 255) ”十进制整数的十六进制形式为“ String.format

33、(x, -1) / -1ffffffff ”十进制整数的十六进制形式为“ / String.format(%+08x, -1) 运行错，抛出异常，十六进制不支持正负号String.format(%9.2f, 1234.56789) / 1234.5792 位小数表示浮点数结果为“”。以位宽度 String.format(%e, 1234.56789) 1.234568e+03 / ，浮点数科学记数法格式”结果为“int n=10; String.format(%+n+c, ) / n的空格字符串。用变量指定宽度返回长度为2. 标准输入2-30 程序运行时有哪几种方式能够输入数据？怎样获得输入数

34、据？输入数据是什 么类型？怎样获得输入数值数据？ 【答】输入数据方式有多种：命令行参数、标准输入和图形用户界面等。 命令行参数 JDKMyEclipse1 章。和均提供命令行参数输入方式，操作命令详见教材第main(String args)args参数获得命令行参数输入的以空格分隔的多个字程序通过方法的11.1 。章例符串，见教材第 标准输入 System.inInputStreamread()方法获得从键盘输使用标准输入常量字节输入流类的调用592.10和以下入的数据，要处理异常。异常和流的基本概念详见教材第章，例见教材例、2.7 。习 图形用户界面 6 章。从图形用户界面的文本行等编辑组件

35、中可获得输入数据，详见教材第String类型。如果要输入数值数据，就先输入字符串，再上述三种方式输入的数据都是 将字符串转换成数值。3. 将数值字符串转换成相应数值 2-31 怎样将数值字符串转换成其所表示的整数或浮点数数值？ java.lang.IntegerparseInt(s)s转换成十进制整数。类的以下静态方法 【答】调用将字符串public static int parseInt(String s) throws NumberFormatException java.lang.DoubleparseDouble(s)s 转换成浮点数值。调用类的以下静态方法将字符串public sta

36、tic double parseDouble(String s) throws NumberFormatException - 13 - 45 章。如果字符串不能转换成整数或浮点数，将抛出数值格式异常。详见教材第 获得实数字符串表示的浮点数值。【习】 2.3java.lang.DoubleparseDouble(s)方法，从实数字符串获得其表示的浮点数类中本例实现 值。给出两种算法。2.6 所示。由数字序列和运算符构造实数，语法如图 实数数数数字e图2.6 由数字序列和运算符构造实数的语法图 MyDoubleparseDouble(String) 方法由数字序列和运算符构造实数。声明类如下，其

37、中public class MyDouble /2.6 所示数字序列和运算符语法构造实数返回实数字符串表示的浮点数值，由图 public static double parseDouble(String s) int i=0, sign=s.charAt(0)=- ? -1 : 1; /sign 记住符号位/ if (s.charAt(0)=+ | s.charAt(0)=-) 跳过符号位i+; /power 10 double value=0, power=0.1; 的幂表示底数为 while (i=0 & s.charAt(i)=9) /获得整数部分值value = value*10+s.

38、charAt(i+)-0; / if (is.length() & s.charAt(i)=.) 若是小数点i+; while (i=0 & s.charAt(i)=9) / 获得小数部分值value += (s.charAt(i)-0)*power; i+; power*=0.1; value *=sign; / if (is.length() & (s.charAt(i)=E | s.charAt(i)=e) 处理阶码i+; power = (s.charAt(i)=-) ? 0.1 :10; /阶码的符号位决定指数的正负及其运算if (s.charAt(i)=+ | s.charAt(i)=-) i+; int exp=0; while (i=0 & s.charAt(i)=9) exp = exp*10+s.charAt(i+)-0; /获得指数的绝对值- 14 - for (int j=0; jexp; j+) value*=power; return value; 2.8 所示。 由整数、数字序列和运算符构造实数，语法如图实数 整数.E 整数数字e图2.7 由整数、数字序列和运算符构造实数的语法图 MyDoubletoDouble(String) 方法如下，由整数、数字序列和运算符构造实数。类增加在/2.8 所示整数、数字序列和运算符语法