Java语言程序设计实验指导书万静编北京化工大学信息科学与技术学院2007年12月前言《Java语言程序设计》是一门实践性很强的课程，学生必须结合大量的编程练习才能更好地理解和掌握课程内容。
通过与课程内容相配合的实验教学环节，使学生在深入理解课程内容的基础上，体验和领会程序设计的步骤和方法，学会如何解决具体的问题。
本门课程共设7个实验，实验题目如下：（1）Java语言基础；（2）类与对象；（3）图形绘制；（4）事件处理和图形化用户界面；（5）多线程；（6）文件处理；（7）综合实验。
实验时间地点（1）时间：第6周至第13周，周四下午8,9节，电教楼一层机房实验环境安装JDK1.6作为基本开发平台，同时安装了Textpad,Eclipse和NetBeans。
为学生提供了三种不同的Java开发环境：JDK和文本编辑器、JDK和与JDK集成的文本编辑器（Textpad）以及集成开发环境(Eclipse,NetBeans)。
学生可以根据学习的进展，在初期采用前两种相对简单的开发环境，在后期学习使用集成开发环境，掌握在实际工作中被广泛使用的集成化开发环境。
电教楼二层机房开机后进入windows2000，所有内容安装在d:\java\目录下。
安装了以下内容：JDK1.6,文档,eclipse, netbeans, textpad。
电教楼一层机房开机后进入windowsxp,在桌面上有java文件夹，所有内容均在文件夹中。
实验课的安排在实验中，至少完成7个实验。
在每个实验中，一般包括多个可选的实验内容，学生可根据自身情况选择一个实验内容完成。
按照顺序，每次完成一个实验。
实验的检查实验完成后，学生需要在机房现场向指导教师演示和讲解程序，还需提交实验报告。
指导老师根据程序完成质量和实验报告的质量给予评分。
实验报告包括源代码、输入输出的结果和小结。
源代码需要至少包含20%的注释。
每次实验提交到Java实验平台。
每次实验提交的截止日期为下一次实验之前。
前6次实验每个5分，第7次实验10分。
若实验考核不合格，将导致课程总成绩不合格。
目录前言 (2)实验一 JA V A语言基础 (5)实验二类与对象 (9)实验三图形绘制 (10)实验四事件处理和图形化用户界面 (12)实验五多线程 (13)实验六文件处理 (14)实验七综合实验 (15)实验一 Java语言基础1.1 实验目的(1)熟悉使用Textpad来编写和运行程序；(2)掌握Java语言的基本语法和程序结构；(3)掌握输入输出的基本方法；(4)掌握字符串的处理。
1.2 实验要求(1)学会使用Textpad环境，掌握编辑、编译和运行Java程序的完整过程；(2)认真复习Java语言基础知识；(3)在Textpad环境下完成选做实验内容；(4)认真撰写完整的实验报告；1.3 实验内容(1)熟悉Textpad开发环境，了解菜单和工具栏的意义，学会创建、编辑、编译和运行Java程序；学会使用JDK文档查找需要的信息。
(2)验证回文串。
编写程序，验证一个字符串是否为回文串：是否从前读它和从后读它都是一样的。
例如，mom，dad是回文串。
该程序接收用户输入的字符串，判断是否为回文串，然后将判断的结果输出。
在验证回文串时，忽略大小写、空格和标点。
示例输出如图1、图2所示。
图1 验证回文串输入界面图2 验证回文串输出界面(3)三子棋。
编写程序，实现简单的三子棋游戏。
在三子棋中，双方在3*3的棋盘中轮流下棋，一方用*表示，另一方用O表示。
如果一方的3个棋子占据了同一行，同一列或者对角线，则该方获胜。
如果棋盘已被棋子占满，但没有一方获胜则出现平局。
在程序中，一方为用户，用户在界面上输入每次下棋的位置；另一方下棋的位置为随机自动生成。
示例输出如图3、图4所示。
图3 三子棋输入界面图4 三子棋结束界面1.4 实验步骤(1)首先，确保实验机器上是否安装Textpad、JDK1.6和Java帮助文档;(2)参考相关资料和文档，掌握Textpad使用方法和Java程序的编辑、编译、运行的完整过程；(3)根据自身掌握知识的情况，选作实验内容，并完成编码、调试和运行。
1.5 实验提示(1)采用Scanner类或者JOptionPane类中提供的方法输入，输出采用System.out中的方法或JOptionPane类提供的方法。
(2)字符串处理可以使用String或StringBuffer类。
(3)public类名和文件名相同。
Textpad开发环境简介启动并进入Textpad的两种方法：(1)在开始菜单上，选择程序，然后Textpad，再选择Textpad4.7.3中文版。
(2)双击桌面上的Textpad的图标。
启动Textpad之后，就可以看到如图5所示的主界面。
在Textpad的文件菜单下选择新建文件，输入程序代码，然后保存，保存时选择文件类型为Java程序。
代码编写完成后，点击工具菜单下的编译Java，则开始编译；编译通过后点击工具菜单下的运行Java应用程序即可运行程序。
如要退出开发环境，可选择文件菜单下的退出命令。
NetBeans开发环境简介启动并进入NetBeans的两种方法：(1)在开始菜单上，选择程序，然后NetBeans5.5，再选择NetBeans IDE。
(2)双击桌面上的NetBeans的图标。
启动NetBeans之后，就可以看到如图6所示的主界面。
关于主界面上菜单、工具栏的详细介绍，可以参考帮助中的快速入门指南。
如要退出开发环境，可选择文件菜单下的退出命令。
图5 Textpad开发环境界面图6 NetBeans开发环境及面Eclipse开发环境简介启动并进入Eclipse的方法：双击桌面上的Eclipse的图标。
启动Eclipse之后，就可以看到如图7所示的主界面。
关于主界面上菜单、工具栏的详细介绍，可以参考帮助说明，这里不再详细介绍。
如要退出开发环境，可选择文件菜单下的退出命令。
图7 Eclipse开发环境界面JDK帮助文档的使用双击桌面上的JavaAPI图标，就可打开JDK帮助文档。
在左侧的搜索栏可以输入要查找的内容，则会显示相关的主题，点击目标主体，则在右部出现该主题的相关内容。
如果是一个类，则会显示这个类的类层次结构、实现的接口、说明、字段、构造方法和方法的列表和说明。
文档的界面如图8所示。
图 8 JDK帮助文档界面实验二类与对象2.1 实验目的(1)理解面向对象程序设计与过程化程序设计的区别，理解类和对象的概念，掌握如何编写和使用类；(2)理解数据成员、方法和构造方法的概念，掌握在类中的声明和使用；(3)理解重载的概念，掌握重载的使用；(4)理解继承和多态的概念，掌握它们的使用；(5)理解封装的概念，掌握封装的使用。
2.2 实验要求(1)认真理解类、对象、数据成员、方法、构造方法、重载、多态、继承、封装等基本概念；(2)掌握类的定义和使用方法；(3)在Textpad环境下完成选做实验内容；(4)认真撰写完整的实验报告。
2.3 实验内容(1)复数类。
编写一个复数类，可以进行复数加法和减法运算。
编写一个包含main方法的类（应用程序）测试该复数类。
要求该复数类至少包含一个无参的构造方法和一个带参的构造方法；数据成员包括复数的实部和虚部，为double类型；包括两个方法，分别实现复数的加法和减法运算。
示例输出如图9所示。
(2)图书借阅。
编写三个类，图书类、学生类和测试类，可以处理简单的书籍借阅情况，包括借书和还书等。
图书类的数据成员包括书名、书号和借书学生等；方法包括借书、还书和显示书籍信息等。
学生类的数据成员包括姓名、学号和所借书籍等；方法包括显示学生信息等。
测试类是一个应用程序，在该程序中创建图书类和学生类对象，完成图书的借阅和归还。
(3)Employee类层次结构。
创建四个类，分别为Employee类、SalariedEmplyee类、HourlyEmployee类和CommissionEmployee类。
其中Employee类是其他三个类的父类。
Employee类包含姓名和身份证号。
除此之外，SalariedEmployee类还应包含每月工资；HourlyEmployee类还应包含每小时工资数和工作时间数；CommissionEmployee还应包含提成比例和销售总额。
每个类都应有合适的构造方法、数据成员的设置和读取方法。
编写一个应用程序，创建这些类的对象，并输出与对象相关的信息。
注意子类有时需调用父类的构造方法和被覆盖的方法，成员变量定义为private,对有些方法实现重载。
图9 复数类的输出界面2.4 实验步骤(1)首先，声明和定义类，在类中定义数据成员、方法和构造方法；(2)定义一个包含main方法的类，测试已经定义好的类。
2.5 实验提示(1)注意数据成员的初始化；(2)注意在继承的层次中构造方法的调用次序；(3)注意遵循Java的命名风格；(4)注意public，private，protected的区别和使用。
实验三图形绘制3.1 实验目的(1)理解和图形绘制的相关类的设计思想，掌握它们的使用；(2)理解继承、封装和多态的概念，掌握它们的使用；(3)掌握图形绘制的方法。
3.2 实验要求(1)了解图形绘制的概念、分类和作用；(2)掌握Color类、Fonts类、Graphics类、Graphics2D类的使用；(3)在Textpad环境下完成选做实验内容；(4)认真撰写完整的实验报告。
3.3 实验内容(1)显示函数图像。
编写程序，画出函数f(x)=x*x的图像。
输出示例如图10所示。
图10 显示函数图像界面图 11 绘制时钟界面(2)显示时钟。
编写程序显示一个时钟。
示例输出如图11所示。
(3)绘制图形。
定义4个类，MyShape、MyLine、MyRectangle和MyOval，其中MyShape是其他三个类的父类。
MyShape为抽象类，包括图形位置的四个坐标；一个无参的构造方法，将所有的坐标设置为0；一个带参的构造函数，将所有的坐标设置为相应值；每个坐标的设置和读取方法；abstract void draw(Graphics g)方法。
MyLine类负责画直线，实现父类的draw方法；MyRectangle负责画矩形，实现父类的draw方法；MyOval负责画椭圆，实现父类的draw方法。
编写一个应用程序，使用上面定义的类，随机选取位置和形状，绘制20个图形。
示例输出如图12所示。
图12 绘制图形界面3.4 实验步骤(1)首先自定义一个继承自JPanel的类，重写paintComponent方法，在该方法中完成图形绘制任务；(2)定义一个继承自JFrame的类，在该类中完成界面的设计，将(1)中的定义的面板加入到该框架类中；(3)定义一个包含main方法的测试类，在该类中创建框架类对象，并显示；(4)编译、调试、运行程序。