JAVA语言程序设计 实验指导书

1Java语言程序设计实验指导书实验目的与要求上机实验是一个重要教学环节。根据课程的教学计划，应当在讲授课程内容的同时，每周安排一定时间的上机实验。通过系统地上机练习，力求能够达到以下四个目的：（1）加深学生对课堂讲授内容的理解，从计算机语言的基本概念、程序设计的基本方法、语法规则等方面加深理解，打好程序设计、开发软件的良好基础。（2）在上机实验中，提高学生对Java语言各部分内容的综合使用能力，逐步掌握Java语言程序设计的规律与技巧。（3）在对Java程序的调试过程中，提高学生分析程序中出现的错误和排除这些错误的能力。（4）通过上机实践，加深学生对计算机软件运行环境，以及对操作系统与计算机语言支持系统相互关系的了解。对学生上机实验提出以下要求：（1）上机实验之前，学生应当为每次上机的内容作好充分准备。对每次上机需要完成的题目进行认真的分析，列出实验具体步骤，写出符合题目要求的程序清单，准备出调试程序使用的数据，以便提高上机实验的效率。（2）按照实验目的和实验内容以及思考题的要求进行上机操作。录入程序，编译调试，反复修改，直到使程序正常运行，得出正确的输出结果为止。（3）根据实验结果，写出实验报告。实验报告应当包括：实验题目，实验要求，运行结果，以及通过上机取得了哪些经验。希望学生全面完成这些实验。为了使学生在上机实验中得到更大的提高，任课教师可以结合具体情况灵活掌握实验题目与内容。在学校实验条件允许的前提下，可把上机实验时间适当加长一些。这对学生程序设计能力的提高更加有利。2第一部分JAVA环境及工具介绍1.1Java概述Java不仅提供了一个丰富的语言和运行环境，而且还提供了一个免费的Java开发工具集(JavaDevelopersKits，简称JDK)。编程人员和最终用户可以利用这些工具来开发java程序或调用Java内容。通常我们以JDK（Sun所开发的一套Java开发工具）的版本来定义Java的版本。JDK1.0版于1996年初公开，JDK1.1版于1997年初公开，JDK1.2版于1998年底公开。基于市场行销的考量，Sun在JDK1.2版公开后旋即将Java改名为「Java2」，将JDK改名为「Java2SoftwareDevelopmentKit（以下简称J2SDK）」。J2SDK（原称JDK）1.3于2000年4月公开，此版本仍称做「Java2」。目前J2SDK1.4.2版已经发布并投入使用中，目前Java1.5测试版已发布。Java2出现后，将分成Java2PlatformEnterpriseEdition（简称J2EE）、Java2PlatformStandardEdition（简称J2SE）、Java2PlatformMicroEdition（简称J2ME）。J2EE适用于服务器，目前已经成为企业运算、电子商务等领域中相当热门的技术；J2SE适用于一般的计算机；J2ME适用于消费性电子产品。除了这三者之外，JavaCard依然是独立的一套标准。随着应用领域的不同，Java有许多API（ApplicationProgrammingInterface），这些API分成三大类：JavaCoreAPI：由Sun制定的基本API，任何Java平台都必须提供。JavaStandardExtensionAPI(javax)：由Sun制定的扩充API，Java平台可以选择性地提供或加装。厂商或组织所提供的API：由各家公司或组织所提供。其中CoreAPI和StandardExtensionAPI已经逐渐涵盖了大部份的信息应用领域，例如多媒体、数据库、Web、企业运算、语音、实时系统、网络、电话、影像处理、加解密、GUI、分布式运算......。如果你有某项需求尚未有标准的JavaAPI可遵循，你可以向Sun提出制定新API的请求。经过审核之后，你的要求可能会通过、驳回......等。如果通过，就会开始进入制定API的程序。JavaAPI的制定过程因为公开，J2EE、J2SE、J2ME及CoreAPI的关系见下图图1.1J2EE、J2SE、J2ME及CoreAPI的关系且经过许多业界技术领先公司的共同参与，所以相当完善而优异。和Java标准相关的任何第一手资料，你都可以在取得。31.2DOS环境J2SDKSUN的Java不仅提了一个丰富的语言和运行环境，而且还提了一个免费的Java开发工具集(JDK)。开发人员和最终用户可以利用这个工具来开发java程序。JDK简单易学，可以通过任何文本编辑器（如：Windows记事本、UltrEdit、Editplus、FrontPage以及dreamweaver等）编写Java源文件，然后在DOS状况下利通过javac命令将Java源程序编译成字节码，通过Java命令来执行编译后的Java文件，这能带给DOS时代程序员美好的回忆。Java初学者一般都采用这种开发工具。从初学者角度来看，采用JDK开发Java程序能够很快理解程序中各部分代码之间的关系，有利于理解Java面向对象的设计思想。JDK的另一个显著特点是随着Java（J2EE、J2SE以及J2ME）版本的升级而升级。但它的缺点也是非常明显的，就是从事大规模企业级Java应用开发非常困难，不能进行复杂的Java软件开发，也不利于团体协同开发。1.2.1建立Java开发环境(1)下载JavaJDK.使用版本J2SE的Java2J2SE5.0(1.5.0)。可以通过IE或NetScape浏览器浏览网址：根据提示可以下载支持MicrosoftWindows操作系统的JAVA2SDK.exe到本地硬盘或从CD复制到本地硬盘.（2）安装JavaJDK.图1.2J2SE1.5.0安装界面从硬盘中或从光盘(如JAVAII光盘)中运行jdk-1_5_0-windows-i586.exe，根据提示可以选择安装文件夹如D:\jdk1.5.0,然后根据提示进行安装，如上图。安装完成后得到如下的文件和目录结构。4图1.3是j2sdk1.5.0的目录结构。（3）配置JavaSDK.Windows98/ME/XP:简单的方法就是选择[开始][运行]sysedit，这会显示一个实用程序的界面。图1.4系统配置编辑器在这里可以设置环境变量.设置项目如下：修改autocexe.bat就是修改自动批处理文件。添加：setPATH=jdk安装目录\bin;%path%setCLASSPATH=.;jdk安装目录\lib如setPATH=D:\jdk1.5.0\bin；%path%；setCLASSPATH=.;D:\jdk1.5.0\jre\lib;setJAVA_HOME=D:\jdk1.5.0//你安装J2SE的目录Windows2000操作系统:打开系统设置，按Winkey+Break或右击“我的电脑”，选属性，5选择高级-系统环境。同样设置以上的系统环境变量，设置完JDK路径后，任何地方皆可执行Java原始程序代码。其他操作系统的安装和配置可以参考以上的系统环境变量进行配置。(4)测试配置写一个简单的java程序来测试J2SDK是否已安装成功：publicclasshello{publicstaticvoidmain(Stringargs[]){System.out.println(Hello);}}将程序保存为文件名为hello.java的文件。打开命令提示符窗口，进入到hello.java所在目录，键入下面的命令：javachello.javajavahello此时若输出出来hello则安装成功，若没有打印出这句话，仔细检查以上配置是否正确。注意：系统文件夹选项中应确定“隐藏已知文件类型的扩展名”不勾选。1.2.2JDK开发环境中常用工具介绍下面将介绍一些主要Java工具的使用，在Java环境中的Java工具列表如下所示：*appletviewer小应用程序浏览器*java解释器*javac编译器*javah头文件生成器*javadocAPI文档生成器*javap类文件反汇编器*jdbJava语言调试器这些文件包括在d:\jdk1.5.0\bin目录中，并可以在任何目录中运行，前提是你在设置运行程序的系统中设置了路径。1.javac编译器Javac编译器读取Java源代码，并将其编译成字节代码，调用Javac的命令行如下：d:\userjavac[options]filename.java表1.1部分选项选项功能-classpathpath此选项用于设定路径，在该路径上Javac寻找需被调用的类。该路径是一个用分号分开的目录列表。-ddirectory此选项指定一个根目录。该目录用来创建反映软件包继承关系的目录数。-g此选项在代码产生器中打开调试表，以后可凭此调试产生字节代码。-Ｏ此选项告诉javac优化由内联的static、final以及privite成员函数所产生的代码。6-verbose此选项告知Java显示出有关被编译的源文件和任何被调用类库的信息。例如d:\userjavac–verboseJPrg.java将生产字节文件JPrg.class。值得注意的是，和Java解释器不同，Javac编译器期望它正在编译的文件具有扩展名.java。2.java解释器Java解释器可用来直接解释执行Java字节代码，具体命令行格式如下：C:\javaoptionsclassNameargumentsclassName必须包括所有软件包信息。不仅有类名本身，还有Java解释器所期望的类名（不是Java字节代码的文件名），所有在解释器环境下运行的类都必须包括解释器第一次调用时所需的main成员函数，用以传递命令所带的变量。options包括了Java解释器的所有选项,如:-classpathpath此选项重写CLASSPATH环境变量，告诉Java在哪里能找到类库。如果其中用冒号分开，则可能包含多个目录等。3.appletviewer小应用程序浏览器appletviewer提供了一个Java运行环境，在其中可测试小应用程Applet。appletviewer读取包含小应用程序的HTML文件并在一个窗口中运行它们。其他工具详见参考资料。1.3Java开发编辑环境介绍一、Editplus编辑软件EditPlus是一个32位的文字编辑工具，适合用来编辑网页与程序的撰写。它可以将常用语法以鲜明色彩强调的方式显示，让你在使用上更能得心应手。EditPlus是共享软件,它的官方网址是:。也可以在网上下载汉化破解绿色版。EditPlus是一套在Windows环境下的文字编辑程序。它不仅可以做为取代“记事本”的一个好选择，还可以作为程序设计师及网页制作的撰写工具。它以鲜明色彩显示文字语法的方式，让使用者方便撰写HTML,CSS,Php,Asp,Perl,C/C++,Java,JavaScript,VBScript以及其它的程序语言；使用者可以使用其预设的语法色彩或者也可以依个人的喜好来自订色彩。由于EditPlus仅仅是一个编辑软件，而J2SDK通常是在命令行模式下运行的Java开发工具，但是如果J2SDK安装目录比较深，或者程序设计人不习惯用命令行模式操作，则操作起来会比较麻烦。所以在编辑java程序时，需要对EditPlus进行配置才能直接编译、运行java程序。用EditPlus的用户工具的功能很容易就可以解决这个问题。方法如下：1.点击EditPlus的“工具/配置用户工具”菜单，在弹出的窗口中的“组和工具项目”下拉列表中选择一个组，点“组名称”按钮，为该组起一个标志性名称。2.点击“添加工具/应用程序”按钮，将“菜单文本”设置为“编译”，点击“命令”栏右边的按钮，找到“javac.exe”文件的存放路径，并打开它。点击“参数”栏右边的向下箭头，选择“文件名”。点击“初始目录”栏右边的按钮，选择“文件目录”。3.将“