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实验指导书
武汉科技大学信息科学与工程学院
《Java程序设计》实验教学大纲
实验课程名称：Java程序设计 英文名称：The Java Programming Language
实验课程性质：非独立设课 应开实验学期：6
课程编码：040 2025 实验学时数：10
适用专业：电子信息工程
一、实验教学目的和要求
《JAVA程序设计》是一门实践性很强的专业课程。通过上机实验，不仅可以帮助学生较好地掌握Java语言和面向对象程序设计的基本概念、基本方法和技巧，同时也可培养学生独立设计程序的能力，理解面向对象的编程思想。
实验教学目的：
使学生通过实验，验证书本和课堂教学内容：逐步理解、体会、消化、巩固和补充课堂所学主要内容;
培养学生设计与动手能力：通过设计性的实验任务，通过实践环节理解 Java语言的基本结构和程序设计方法。通过亲手编程掌握 Java 语言编程的方法，从而提高学生的分析问题、解决问题的能力和动手能力。
通过实验，要求学生应达到以下实验能力与标准：
熟练掌握Java程序的编辑、编译、运行步骤及程序调试的方法，熟练运用Java语言进行面向对象程序设计
深入理解面向对象的封装、继承和多态等特性
利用Java语言进行异常处理
能利用Java语言进行磁盘数据文件的建立及读写操作编程。
利用Java语言实现多线程编程。
主要仪器设备（所开实验的主要仪器设备）
每个学生上机使用一台PC机进行程序开发，PC机的硬件、软件环境如下：
1）硬件：CPU P4 256M内存，80G 硬盘空间。
2）软件：
操作系统：Windows XP
开发工具：MyEclipse 、
三、实验项目名称和学时分配
序号
实验项目名称
学时
分配
实验
属性
实验
类型
实验者类别
必开/选开
1
初步的面向对象的程序设计
2
专业类
设计性
本科生
必开
2
面向对象程序设计的继承、多态等特性的练习
2
专业类
设计性
本科生
必开
3
异常类的定义及处理
2
专业类
设计性
本科生
必开
4
文件的读/写操作
2
专业类
设计性
本科生
必开
5
多线程编程
2
专业类
设计性
本科生
必开
四、实验课考核方式
：
每位同学必须独立书写实验报告，注意：不得抄袭他人的报告（或给他人抄袭），一旦发现，成绩为零分。实验报告的内容应包括以下几个部分：
按照实验内容和实验步骤要求完成实验任务后，若程序已通过实验指导教师验收，则只在报告中重点给出调试分析过程描述：包括测试数据、测试输出结果，以及对程序调试过程中存在问题的思考（列出主要问题的出错现象、出错原因、解决方法及效果等）；若程序未完全通过验收，则需再此基础上提交包含详细注释的源程序清单。
根据思考题要求，重点描述需求分析、概要设计和详细设计过程，并提交包含详 细注释的源程序清单，最后详细描述程序调试分析过程。
实验课成绩根据学生的实验预习、实验纪律、实验动手能力、实验结果和实验报告等几个部分进行综合评定，并给出优、良、中、及格和不及格共五档成绩。
实验课成绩占课程总成绩的30%。
五、实验指导书及主要参考书
[1] 蔡翠平 主编 唐大仕 编著，ááJAVA程序设计(修订本) ññ ，北方交通大学出版社 清华大学出版社， 2025年.
[2] 侯捷译，JAVA编程思想(第二版),机械工业出版社, 2025.
[3] 丁振凡，Java语言实用教程，北京邮电大学出版社， 2025.
[4] 丁振凡，Java语言实用教程实验指导，北京邮电大学出版社，北京， 2025
目 录
实验一 熟悉Java程序的编辑、编译和运行环境 1
实验二 初步的面向对象的程序设计练习 7
实验三 面向对象程序设计的继承、多态等特性的练习 12
实验四 异常类的定义及处理 17
实验五 流、文件及基于文本的应用 23
主要参考文献 27
实验一 初步的面向对象的程序设计练习
一、实验目的
掌握类和构造方法的定义。
掌握创建类实例的方法。
初步掌握面向对象的编程思想
二、实验内容
编写一个Java Application,利用JDK软件包中的工具在命令行方式下编译并运行这个程序，使之能够输出字符串信息“Hello World! ”。（注：其后的所有实验如无特别说明，）
编写程序实现如下功能：已知学生类有域变量（姓名、考号、综合成绩、体育成绩）和方法（获取综合成绩、获取体育成绩、显示基本信息），学校类有静态变量（录取分数线）和方法（设置录取分数、获取录取分数线），录取类有方法（获取学生是否符合录取条件，其中录取条件为综合成绩在录取分数线之上，或体育成绩在96分以上并且综合成绩大于300分）。现要求编写程序输出一组学生对象中被某学校录取的学生基本信息。
三、实验仪器、设备及材料
每个学生上机使用一台PC机进行程序开发，PC机的硬件、软件环境如下：
1）硬件：CPU P4 256M内存，80G 硬盘空间。
2）软件：
操作系统：Windows XP
开发工具：MyEclipse 、
四、实验原理
1) 类、域、方法
类体中包括域和方法，都是类的成员。一个类可以定义多个域和方法。
(1）域也就是类的静态属性，也称为变量、成员变量等，格式为：
类型名 域名；
在定义域变量前，还可以加修饰符。
（2）方法是类的动态属性。Java的方法与其它语言中的函数类似。由方法头和方法体组成：
修饰符1 …… 返回类型 方法名（形参列表）throws 异常列表
{
方法体语句；
}
其中，形参列表格式为：
形参类型 形参名1，形参类型 形参名2
2）类和对象
（1）类(class)：抽象的集合概念。类包括系统类库中已定义好的类和用户自定义的类
（2）对象(实例instance)：实际个体。创建某个类的具体对象(类似变量声明)，具体定义格式为：类名 对象变量=new 类名([参数]);
（3）构造方法：构造方法的名字与类名相同。创建对象时自动调用，并对对象进行初始化操作。注意：构造方法前面没有返回类型定义，它没有返回值，也不是void。[不能return]；JAVA每个类都至少有一个构造方法[系统默认无参数构造方法]；一旦定义了构造方法，系统不再提供默认构造方法。
（4）对象的使用：要访问或调用一个对象的域或者方法，使用 . 操作符。
一般形式： ;如 ();
由于只能用对象变量来访问这个对象的域或方法，不通过引用变量就没有办法访问，体现了面向对象的“封装性” 。
3）静态域和静态方法
（1）静态域
用static修饰的域属于类的静态域(静态量,类变量)，不用static修饰的为实例变量(实例域)。静态域的特点如下：
它们是类的域，不属于任何一个类的具体对象实例。它保存在类的内存区域的公共存储单元。
对于该类的任何一个实例对象，静态域是一个公共的存储单元。
任何一个类的对象访问它，取到的都是相同的值；
任何一个类的对象修改它，那么也是在对同一个内存单元进行操作。
（2）静态方法
用static修饰的方法属于类的静态方法，又称为类方法。不用static修饰的方法为实例方法。类方法的本质是该方法属于整个类，而不是属于某个实例。静态方法具有如下特点：
static方法是属于整个类的，它在内存中的代码段将随着类的定义而进行分配和装载。而非static的方法是属于某个对象的，在这个对象创建时，对象的方法在内存中有自己的代码段。
static方法不能操纵属于某个对象的成员变量，只能处理属于类的成员变量，即只能处理static域和方法。
类方法中不能访问实例变量，也不能使用this或super。
调用类方法可以使用类名，也可以用具体对象名。
五、实验步骤
编写一个Java Application，利用JDK软件包中的工具编译并运行这个程序。
步骤（1）：编写、编译Java 源程序。
打开MyEclipse，新建一个java文件，键入如下程序代码：
public class Hello
{
public static void main(String args[])
{("Hello,World!");}
}
，“e:\自己学号\java\”下。
步骤（2）：编译Java 源程序
Java 源程序编写后，要使用Java 编译器（）将Java 源程序编译成字节码文件。Java 源程序都是扩展名为 .java 的文本文件。编译时首先读入Java 源程序，然后进行语法检查，如果出现问题就终止编译。语法检查通过后，生成可执行程序代码即字节码，字节码文件名和源文件名相同，扩展名为 .class。
打开命令提示符窗口（MS－DOS 窗口）进入Java 源程序所在路径e:\自己学号\java\”。键入编译器文件名和要编译的源程序文件名，具体如下：
Set path=%path%;c:\program files\\bin;
javac -d class
按回车键开始编译(注意：文件名H 要大写，否则运行会出问题)。如果源程序没有错误，则屏幕上没有输出，键入 “dir”按回车键后可在当前目录中看到生成了class子目录， 文件即“Hello. class”。否则，将显示出错信息。
步骤(3)：运行Java 程序
按如下命令回到e:\自己学号\java\目录 ：
cd ..
使用Java 解释器（） 解释为本地计算机代码。在命令提示符窗口或MS－DOS 窗口键入解释器文件名和要解释的字节码文件名：java –classpath e:\自己学号\java\class Hello
按回车键即开始解释并可看到运行结果。
编写程序实现如下功能：已知学生类有域变量（姓名、考号、综合成绩、体育成绩）和方法（获取综合成绩、获取体育成绩、显示基本信息），学校类有静态变量（录取分数线）和方法（设置录取分数、获取录取分数线），录取类有方法（获取学生是否符合录取条件，其中录取条件为综合成绩在录取分数线之上，或体育成绩在96分以上并且综合成绩大于300分）。现要求编写程序输出一组学生对象中被某学校录取的学生基本信息。(注意：这个程序可以直接在Eclipse集成编辑环境中完成)
步骤（1）：定义类Stduent,并添加如下域变量：
String name; String id; float comScore; float score ;
步骤（2）：在类Student中添加如下方法，并编写代码实现具体方法的功能：
Student(String name,String id, float comScore, float score){… …}
float getcomScore(){ … …}
float getscore(){… …}
void print(){… …}
步骤（3）定义类School,并添加静态变量
static float scoreLine;
添加静态方法
static float getScoreLine(){……}
static void setScoreLine(float score){……}
步骤（4）定义一个Application程序类Enroll并添加方法：
public static void main(String args[]){……}
static boolean isEnroll(Student s){……}
步骤（5）, 然后编译、调试和运行程序。
六、实验报告要求
每位同学必须独立书写实验报告，注意：不得抄袭他人的报告（或给他人抄袭），一旦发现，
成绩为零分。实验报告的内容应包括以下几个部分：
按照实验内容和实验步骤要求完成实验任务后，若程序已通过实验指导教师验收，则只在报告中重点给出调试分析过程描述：包括测试数据、测试输出结果，以及对程序调试过程中存在问题的思考（列出主要问题的出错现象、出错原因、解决方法及效果等）；若程序未完全通过验收，则需再此基础上提交包含详细注释的源程序清单。
根据思考题要求，重点描述需求分析、概要设计和详细设计过程，并提交包含详细注释的源程序清单，最后详细描述程序调试分析过程。
七、实验注意事项
每个同学必须按时参加实验，并且每次实验前提交程序代码初稿，否则不能进行实验。
实验中严禁随意拷贝其他同学的程序或给其他同学拷贝。
在实验过程中，爱惜实验器材，避免对实验器材造成不必要的损害。如发生损坏照价赔偿。
在实验用机上使用移动存储设备之前，必须用杀毒软件进行检测，否则不能使用。
每位同学完成实验任务后，必须经过实验指导老师验收后方可离开。
实验二 面向对象程序设计的继承、多态等特性的练习
一、实验目的
掌握类的继承机制。
熟悉类中成员变量和方法的访问控制。
熟悉方法或构造方法多态性。
熟悉接口的定义方法。
二、实验内容
编写程序实现如下功能：已知Person类包含三个公共域变量（姓名、性别、年龄）和一个构造方法，Student类是Person类的派生类，包含两个新的公共域变量(学号、班号)、两个公共方法（修改年龄、显示基本信息）及一个构造方法。定义一组学生对象，并初始化他们的基本信息，然后依次输出。
输入课本例5-4的源程序，观察其运行结果，然后将Shape类分别定义为一个抽象类和接口，然后将源程序进行修改，让其实现相同功能。
三、实验仪器、设备及材料
每个学生上机使用一台PC机进行程序开发，PC机的硬件、软件环境如下：
1）硬件：CPU P4 256M内存，80G 硬盘空间。
2）软件：
操作系统：Windows XP
开发工具： MyEclipse 、
四、实验原理
1）类的继承
面向对象语言允许从一个已有的类[父类]定义新的类[子类]，从而形成继承关系。父类是所有子类的公共域和公共方法的集合，每个子类是父类的特殊化。子类继承父类的状态和行为，同时也可以修改父类，并可以添加新的状态和行为。