Lab01

Lab01: Java 语法 & 面向对象初步 #

1. 实验⽬的 #

  1. 掌握 Java 环境配置
  2. 使⽤ CMD 编译运⾏ Java 程序
  3. 使⽤ IDE 编译运⾏ Java 应⽤程序
  4. 理解 Java 语⾔中的关键字、标识符并能灵活使⽤
  5. 理解、掌握 Java 语⾔的简单数据类型并能灵活使⽤（重点强制类型转换）
  6. 理解引⽤数据类型，理解简单数据类型和引⽤数据类型的特点
  7. 理解、掌握 Java 语⾔中的运算符并能灵活使⽤
  8. 理解、掌握常量与变量的概念并能灵活使⽤
  9. 理解、掌握 Java 语⾔的流程控制（重点 switch case break 语句）并能灵活使⽤
  10. 理解、掌握 Java 语⾔的数组的声明、赋值及使⽤
  11. 理解掌握面向对象思维方式，确定问题域，使用面向对象思维解决实际问题

2. Class 初步 #

Question01: 阅读下列 Java 源文件，并回答问题。

public class Person {
    void speakHello() {
        System.out.print("您好，很高兴认识您");
        System.out.println(" nice to meet you");
    }
}

class Xiti {
    public static void main(String args[]) {
    Person zhang = new Person();
    zhang.speakHello();
    }
}

（a）上述源文件的名字是什么？

（b）编译上述源文件将生成几个字节码文件？这些字节码文件的名字都是什么？

（c）在命令行执行 java Person 得到怎样的错误提示？执行 java xiti 得到怎样的错误提示？执行 java Xiti.class 得到怎样的错误提示？执行 java Xiti 得到怎样的输出结果？

Question02: 编写程序输出自己的学号姓名，运行并截图。

3. Unicode 编码 #

Question03: 看程序输出结果,并提交结果内容或截图

public class Unicode {
    public static void main(String args[]) {
        char c = '大';
        System.out.println("\'" + c + "\'的Unicode编码：" + (int) c);
        int num = 23398;
        System.out.println("Unicode编码为" + num + "的字符是：" + (char) num);
    }
}

4. 数组 #

Question04: 看程序输出结果,并提交结果内容或截图

public class UseIntArray {
    public static void main(String[] args) {
        int intArray[] = { 8, 9, 12,13,14};
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < intArray.length; i++)
            sum += intArray[i];
        for (int i = 0; i < intArray.length; i++)
            System.out.println("intArray[" + i + "]=" + intArray[i]);
        System.out.println();
        System.out.println("sum=" + sum);
    }
}

Question05: 看程序输出结果,并提交结果内容或截图:

class TwoDimensionArray {
    public static void main(String args[]) {
        int b[][] = { { 11 }, { 21, 22 }, { 31, 32, 33 } };
        int sum = 0;
        b[0][0] = 1000;
        for (int i = 0; i < b.length; i++) {
            for (int j = 0; j < b[i].length; j++)
                sum += b[i][j];
        }
        System.out.println("b[0][0]=" + b[0][0] + '\n' + "sum=" + sum + '\n'
                + "b.lengh=" + b.length);

        int arr1[][] = new int[3][4];
        int arr2[][] = new int[3][];
        int arr3[][] = { { 0, 1, 2 }, { 3, 4, 5 }, { 6, 7, 8 } };
        int i, j, k = 0;

        // arr1[][]赋值
        for (i = 0; i < 3; i++)
            // arr1为3行4列
            for (j = 0; j < 4; j++)
                arr1[i][j] = k++;

        // arr2[][]开辟内存空间
        for (i = 0; i < 3; i++)
            // arr2每一行是变长的，元素个数为3、4、5
            arr2[i] = new int[i + 3];
        // arr2[][]赋值
        for (i = 0; i < 3; i++)
            for (j = 0; j < arr2[i].length; j++)
                arr2[i][j] = k++;

        // 输出arr1
        System.out.println(" arr1:");
        for (i = 0; i < 3; i++)
            for (j = 0; j < 4; j++)
                System.out.print(" " + arr1[i][j]);
        System.out.println();

        // 输出arr2
        System.out.println(" arr2:");
        for (i = 0; i < 3; i++)
            for (j = 0; j < arr2[i].length; j++)
                System.out.println(" " + arr2[i][j]);

        // 输出arr3
        System.out.println(" arr3:");
        for (i = 0; i < 3; i++)
            // arr3为3行3列
            for (j = 0; j < 3; j++)
                System.out.print(" " + arr3[i][j]);
    }
}

5. switch #

Question06: 阅读下面程序，给出程序的输出结果，为什么？

public class E {
    public static void main (String args[ ]) {
        char c = '\0';
        for(int i=1;i<=4;i++) {
            switch(i) {
            case 1:  c = 'J';
                    System.out.print(c);
            case 2:  c = 'e';
                    System.out.print(c);
                    break;
            case 3:  c = 'p';
                    System.out.print(c);
            default: System.out.print("好");
            }
        }
    }
}

6. 循环 #

Question07: 请实现程序输出以下 5*5 数字方格。

1 2 3 4 5
6 7 8 9 10
11 12 13 14 15
16 17 18 19 20
21 22 23 24 25

需要在 main 函数的输入参数中设置 5，输出 5*5 的数字方格。如果是输入 7，则是 7*7 的数字方格。需要提交代码及运行结果截图。

Question08: 请实现程序输出以下星塔.

需要在 main 函数的输入参数中设置 5，输出 5 层星塔。如果是输入 7，则输出 7 层星塔。假设输入参数都是奇数，且都大于等于 5，小于等于 11，提交代码及运行结果截图。

  *
 ***
*****
 ***
  *

Question09: 编写静态方法 double getPi(int n)，利用公式$\pi = 4\sum_{i=0}^{n}{\frac{\left(-1\right)^{i}}{2i+1}}$，求 pi 的近似值，需求如下

/**
* 利用公式\pi = 4\sum_{i=0}^{n}{\frac{\left(-1\right)^{i}}{2i+1}}求指定精度的圆周率
* 如果n是负数，视其为0
* @param n 公式中的i的上限
* @return 圆周率的近似值
*/
public static double getPi(int n);

题外话：

如果 n 是负数，视其为 0

有穷求和的区间是闭区间，上限 n 对应的级数项也是要被计算的。

Question10: 快速排序

编写静态方法int[] qsort(int[] arr)，需求如下：

   /**
   * 对一个int数组进行快速排序，结果是升序的，并且不会开辟额外的数组空间
   * @param arr 待排序的数组
   * @return 升序排列好的arr，如果arr==null，则返回null
   */
   public static int[] qsort(int[] arr);

约束：

返回值必须是原数组，即 return arr。

可以任意次创建指向原数组的引用，但是请不要在排序过程中创建新的数组。

可以根据需要定义新的函数。

如果数组是 null，返回 null。

对于空数组(arr.length==0)，原样返回，而不是 null。

这一次请不要使用 java.util.Array.sort()之类的操作。

Question11: 现有一组数据分别是：12,45,67,89,123,-45,67，实现以下两步：

(1) 请对这组数据排序后，按照从小到大的顺序打印；

(2) 从键盘输入任意整数，程序判断该整数是否存在该数组中；

Question12: 阅读下面代码并查看输出结果

public class ForInString {
  public static void main(String[] args) {
    for(char c : "An African Swallow".toCharArray())
      System.out.print(c + " ");
  }
}

7. 引用 #

Question13: 阅读下面这段代码：

class Point {
    int x,y;
    void setXY(int m,int n){
        x = m;
        y = n;
    }
}
public class Example {
    public static void main(String args[]) {
        Point p1,p2;
        p1=new Point();
        p2=new Point();
        System.out.println("p1的引用:"+p1);
        System.out.println("p2的引用:"+p2);
        p1.setXY(1111, 2222);
        p2.setXY(-100, -200);
        System.out.println("p1的x,y坐标:"+p1.x+","+p1.y); // 1
        System.out.println("p2的x,y坐标:"+p2.x+","+p2.y); // 2
        p1 = p2;
        p1.setXY(0, 0);
        System.out.println("p1的引用:"+p1);
        System.out.println("p2的引用:"+p2);
        System.out.println("p1的x,y坐标:"+p1.x+","+p1.y); // 3
        System.out.println("p2的x,y坐标:"+p2.x+","+p2.y); // 4
    }
}

请指出代码中注释标注出的四行输出的内容会是什么。

题外话：

意在理解 Java 对象实例是作为引用存在的。

如果你要为一个类实现 copy() 方法，思考如何避免引用间赋值导致的浅拷贝？或者说，如何确保进行的是深拷贝。你需要查一下什么是浅拷贝？什么是深拷贝？

同样的问题也存在于 String 的 == 和 equals() 方法，对于不同的背景，相等的定义可能也不同。

Question14: 阅读下面程序，给出程序的输出结果，为什么？

public class Test{
    public static void main(String args[]) {
        int a[]={1,2,3,4};
        int b[]={100,200,300};
        System.out.println("数组a的元素个数="+a.length);
        System.out.println("数组b的元素个数="+b.length);
        System.out.println("数组a的引用="+a);
        System.out.println("数组b的引用="+b);
        a=b;
        System.out.println("数组a的元素个数="+a.length);
        System.out.println("数组b的元素个数="+b.length);
        System.out.println("a[0]="+a[0]+",a[1]="+a[1]+",a[2]="+a[2]);
        System.out.print("b[0]="+b[0]+",b[1]="+b[1]+",b[2]="+b[2]);
    }
}

8. 可变参数 #

Question15: 看程序输出结果,并提交结果内容或截图:

public class E {
    public static void main(String args[]) {
        f(1,2);
        f(-1,-2,-3,-4); //给参数传值时，实参的个数很灵活
        f(9,7,6) ;
    }
    public static void f(int ... x){    //x是可变参数的代表，代表若干个int型参数
        for(int i=0;i<x.length;i++) {  //x.length是x代表的参数的个数
            System.out.println(x[i]);  //x[i]是x代表的第i个参数(类似数组)
        }
    }
}

Question16: 编写静态方法String strscat(String... args)，需求如下：

/**
* 将任意个字符串顺序连接，不应该改变任意一个原有参数
* @param args 字符串们
* @return args中的字符串顺序连接组成的新字符串
*/
public static String strscat(String... args);

样例：

调用方法返回值
strscat(“a”, “b”, “c”, “”, “e”)“abce”
strscat(“str”)“str”

回答：

请尝试理解 Java 可变参数的实现机制。

调用strscat(new String[]{"a", "b"})能通过编译吗？

如果还有静态方法String strscat(String[] args)同时存在，代码能编译通过吗？这时传入的参数是什么？又会返回什么？

如果我们声明的是String strscat(String[] args)，strscat()这样的调用还能通过编译吗？如果能，这时传入参数和返回值的情况和String strscat(String... args)通过相同吗？

9. 面向对象（复习并完成课堂知识点） #

Question17: 减肥。小王本来体重 70Kg，经过减肥，体重降到 45Kg，试从这个问题领域中识别对象、类、属性、行为、状态，和状态变化。尝试将你抽象出来的类用 Java 代码实现出来，并编写一个测试类，来描述上述过程。

Question18: 制作一桌丰盛的年夜饭。定义采购员类和厨师类的属性和行为，在测试类中产生采购员的对象：姑姑，妈妈和你，在测试类中产生出厨师的对象：爸爸和婶婶，协同制作年夜饭。

Calendar March 12, 2022
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