Lab02: Java 语法 & 面向对象初步 #

1. 实验目的 #

掌握 Java 环境配置
使⽤ CMD 编译运⾏ Java 程序
使⽤ IDE 编译运⾏ Java 应⽤程序
理解 Java 语⾔中的关键字、标识符并能灵活使⽤
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）
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
理解、掌握 Java 语⾔中的运算符并能灵活使⽤
理解、掌握常量与变量的概念并能灵活使⽤
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
理解、掌握 Java 语⾔的数组的声明、赋值及使⽤
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 sayHello() {
        System.out.print("您好，很高兴认识您");
        System.out.println("nice to meet you!");
    }
}

class PersonTest {
    public static void main(String[] args) {
        Person rover = new Person();
        rover.sayHello();
    }
}

（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 personTest 得到怎样的错误提示？执行 java PersonTest.class 得到怎样的错误提示？执行 java PersonTest 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 : intArray) {
            sum += 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

public 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[] ints : b) {
            for(int anInt : ints) {
                sum += anInt;
            }
        }
        System.out.println("b[0][0]=" + b[0][0] + '\n' + "sum=" + sum + '\n'
                + "b.length=" + 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 SwitchTest {
    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：

增强for循环

public class ForPower {
  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 setArgs(int m, int n) {
        x = m;
        y = n;
    }
}

public class PointTest {
    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.setArgs(1111, 2222);
        p2.setArgs(-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.setArgs(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 ArrayTest {
    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 VarArgs {
    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。