20145221 《Java程序設計》實驗報告一：Java開發環境的熟悉（Windows+IDEA）

時間 2019-12-11

標籤 Java程序設計實驗報告 java 開發環境熟悉 windows+idea windows idea 欄目 Java 简体版

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20145221 《Java程序設計》實驗報告一：Java開發環境的熟悉（Windows+IDEA）

實驗要求

使用JDK編譯、運行簡單的Java程序；
使用IDEA 編輯、編譯、運行、調試Java程序。

實驗內容

命令行下Java程序開發
IDEA下Java程序開發、調試
練習（經過命令行和IDEA兩種方式實現，在IDEA下練習調試程序）
實現四則運算，並進行測試

實驗步驟（實現四則運算，並進行測試）

前期準備

預先安裝好JDK，並配置好環境變量，相關操做在 Hello Java ! 中已經進行了說明；
繼續下載idealC-2016.1.1，安裝完畢後在IDEA界面中配置JDK，爲後期運行IDEA調試程序作準備。

需求分析

四則運算，即要實現基本的加、減、乘、除運算法則，並使結果能在屏幕上正確輸出；
須要一個主類，設置主函數，提供輸入、輸出功能，實現計算功能；
須要一個「計算器」類，提供「加、減、乘、除」這樣一個算法，供主函數調用；
須要一個測試類，對基本的易錯的輸入實例進行測試，檢驗功能完整性。

設計

計算器類的設計：
- 該類不含主函數，僅供調用使用；
- 設計私有成員變量result和flag，result用來記錄各個功能函數的計算結果，flag用來判斷除法運算是否合法；
- 設計四個計算功能的函數，分別實現加減乘除功能，並經過this.result來返回計算結果，經過this.flag返回判斷是否合法的結果；
- 設計兩個取值功能的函數，由於result和flag是私有成員變量，不能由別的類直接進行取值，因此設計兩個取值的函數，分別爲getResult()和isFlag()。
主類的設計：
- 首先要定義接口：java.util.Scanner;，提供用戶輸入的功能；
- 定義主函數，記錄三個輸入變量，分別是左右操做數（double型），以及中間的運算符（字符串型）；
- 定義計算器類類變量，實現調用計算器類的功能，針對不一樣的運算符調用不一樣功能的計算函數，進而實現計算；
- 將結果進行輸出。
測試類的設計：
- 對一些易錯的輸入實例進行測試，須要調用主類；
- 修改錯誤，完成測試。

代碼實現 & 測試

IDEA環境下開發：

打開IDEA，建立包"lab01"，將實驗一全部代碼放在該包下，便於編譯運行調試；
分別建立class Calculator、class CalculatorDemo和class CalculatorTest；
Calculator類代碼：

public class Calculator {
        private double result;
        private boolean flag = true;
        public void add(double a, double b){
            this.result = a + b;
        }
        public void subtract(double a, double b){
            this.result = a - b;
        }
        public void multiply(double a, double b){
            this.result = a * b;
        }
        public void divide(double a, double b){
            if(b != 0)
                this.result = a / b;
            else
                this.flag = false;
        }
        public double getResult(){
            return result;
        }
        public boolean isFlag(){
            return flag;
        }
    }

CalculatorDemo類代碼：

import java.util.Scanner;
    public class CalculatorDemo {
        public static void main(String[] args) {
            Scanner scanner1 = new Scanner(System.in);
            Scanner scanner2 = new Scanner(System.in);
            Scanner scanner3 = new Scanner(System.in);
            Calculator calculator = new Calculator();
            System.out.print("First Number:   ");
            double a = scanner1.nextDouble();
            System.out.print("Calculate Type:   ");
            String type = scanner2.next();
            System.out.print("Second Number:   ");
            double b = scanner3.nextDouble();
            switch (type){
                case "+":
                    calculator.add(a, b);
                    System.out.println(calculator.getResult());
                    break;
                case "-":
                    calculator.subtract(a, b);
                    System.out.println(calculator.getResult());
                    break;
                case "*":
                    calculator.multiply(a, b);
                    System.out.println(calculator.getResult());
                    break;
                case "/":
                    calculator.divide(a, b);
                    if(calculator.isFlag()) {
                        System.out.println(calculator.getResult());
                        break;
                    }
                default:
                    System.out.println("Error!");
            }
        }
    }

CalculatorTest類代碼：

public class CalculatorTest {
        public static void main(String[] args) {
            final double TEST1 = 2.7;
            final double TEST2 = 0;
            boolean flag = true;
            Calculator calculator = new Calculator();
            calculator.add(TEST1,TEST2);
            if(calculator.getResult() != TEST1) {
                flag = false;
                System.out.println("test failed 1!");
            }
            calculator.subtract(TEST1,TEST2);
            if(calculator.getResult() != TEST1){
                flag = false;
                System.out.println("test failed 2!");
            }
            calculator.multiply(TEST1,TEST2);
            if(calculator.getResult() != TEST2) {
                flag = false;
                System.out.println("test failed 3!");
            }
            calculator.divide(TEST1,TEST2);
            if(calculator.isFlag() != false) {
                flag = false;
                System.out.println("test failed 4!");
            }
            if(flag)
                System.out.println("test passed!");
        }
    }

調試
- IDEA中調試很簡單，Ctrl+Shift+F10，便可編譯運行；
- IDEA能夠邊編譯邊糾錯，因此編譯運行時沒有發現什麼錯誤；
- 不過經過幫助同窗，學到了斷點調試、單步執行等方法，可讓JVM只編譯你選中的部分，對其中的語法錯誤能夠一句一句糾錯，使得發現解決問題的時間大大提升，在此以前，只是按一下編譯的按鈕，出現錯誤，逐句查找，比較費時費力。
  html

命令行下開發：

代碼如上，在DOS命令行下編譯執行該代碼；
編譯 & 執行：
- 在編譯時由於該三個類鈞屬於包lab01下，因此編譯時不能直接javac *.java，這樣雖然編譯能夠經過，但執行的時候不管輸入如下哪一種代碼都會出現以下報錯，提示找不到或者沒法加載主類Calculator：
  java
- 因此在編譯CalculatorDemo.java文件時，須在命令行下輸入如下指令：javac -d . *.java，這樣，JVM會把編譯生成的.class文件放在文件夾lab01中，執行時輸入指令：java lab01.CalculatorDemo或java lab01.CalculatorTest便可運行以上文件。
  算法

分析總結（遇到問題及解決辦法）

拿到題目後，看見是四則運算，以爲很簡單，實現加減乘除不就好了，甚至函數都不用編寫，直接經過Java中的運算操做符，而後打印結果不就OK了，不過考慮到實驗是實踐代碼的最好機會，因此就準備運用本身所學，設計一臺計算器。
問題一：在設計Calculator類時，其中有一個除法功能，當時沒顧慮太多，最後想着若是人家輸入的除數爲0怎麼辦？這樣，就一定要在divide()函數中加一些別的「特徵」，來告訴調用者除法輸入參數不合法！因此考慮到了經常使用的boolean型變量flag，先判斷除數是否爲0，若是爲0，則再也不進行除法運算，使flag置爲flase；若是不爲0，繼續除法運算，flag爲初始化的值true。這樣調用者能夠經過isFlag()函數的返回值來判斷是否輸入有誤。
問題二：習慣了IDEA的集成開發環境，漸漸對傳統的命令行陌生了。爲了代碼管理的須要，我將本次實驗的三個類所有放在了包lab01中，這就使得用命令行編譯時要注意了。注意：不能直接使用javac命令編寫，由於這三個類屬於特定的包中，必需要用javac -d指令，這樣編譯的.class文件才能被java指令執行。
問題三：仍然是命令行中出現的問題，不能單獨編譯一個Calculator.java文件（其中含有Calculator類變量），因爲剛開始對這一點比較模糊，編譯器反覆提示「找不到或者沒法加載主類」，最後才明白是由於Calculator類根本沒有編譯，JVM上哪去識別它呢，因此要將Calculator類與CalculatorDemo類一塊兒編譯才行，執行javac -d . *.java指令。

其餘（感悟、思考等，可選）

這是Java第一次作實驗，，也是本身第一次使用對象封裝調用等完成了一個簡單的小程序。結果可能不重要，由於實現加減乘除並非很難的一個程序，重要的是在實現計算器功能的同時，讓我運用了平時學到的知識，將知識第一次付諸於實踐。本來對書本並不理解的知識點，在此次實驗中運用了一遍理解就更深入了，好比在本次實驗中用到的對對象封裝的技巧，設計出了一個「計算器」，它擁有加減乘除的基本功能，同時也能對輸入的對錯加以簡單的判斷。
此次實驗也讓我感到一些不安，由於本身並不能徹底獨立的完成本次實驗。在代碼實現的階段中，有部分常常就忘記怎麼敲了，不能肯定是否如此，或者IDEA報了錯，看着錯誤類型不知道怎麼處理，只知道書中某一頁好像講了這個知識，因此本身只好從新翻課本尋求答案。這說明，在平時的學習過程當中，看人家代碼容易，本身手敲代碼仍是一件比較費力的事。讀懂代碼和會敲代碼是兩碼事，因此要在讀懂代碼的基礎上，多實踐，鍛鍊本身敲代碼的能力。