1、程序设计实践 I实践指导书齐鲁工业大学信息学院2014 年 3 月2前 言本课程是基于面向对象程序设计课程的专业必修实践课。课程通过选定的小型项目，结合流行的 OOPL（主要但不限于 Java）集成开发环境，提高学生分析问题、解决问题的编程实践能力。通过实践，循序渐进地逐步达到如下目标：掌握基础程序设计的方法，掌握面向对象程序设计的方法，掌握基础类、输入输出流和异常处理的程序设计方法，掌握 GUI 与事件驱动的程序设计方法；鼓励学有余力的同学实践 JDBC 数据库编程或 Socket 编程；同时，在实践过程中培养团队协作精神，培养良好的程序设计风格。实践总体要求：要求 14 人一组，每组在备选
2、题目中选择或自拟合适的实践项目，要求项目实际编程工作量不得少于 10 小时，内容不得简单抄袭他人或者网上已有程序。在确定项目需求和项目设计方案的基础上，针对特定实践目标，循序渐进地完成所选项目的编码、调试、归档工作。实践结果提交：每个实践按时提交一份打包文档，内含项目需求（项目的主要功能） 、项目设计方案（总体结构，关键数据结构或算法等） 、能成功运行的源码、使用说明等。打包规范：使用学号、姓名、实践编号、实践题目建立一个文件夹，把相应题目的所有内容放入文件夹后，用 winrar 等打包。实践成绩评定：1、根据每个人上交的材料来评定分数，分数档次标准如下：（1）无任何文档，无程序，得 0 分；
3、 （2）文档混乱，没有思路，程序不能运行，不及格； （3）文档描述清晰，程序实现了基本功能，及格； （4）文档描述清晰准确，思路清晰，程序实现了要求的所有功能，良好； （5）文档完备，设计合理有创新，报告清晰明确，深入分析了自己进行实践的体会感想，程序实现了全部功能，功能完善，并有其它的创新实现，优秀。2、对于成绩在及格线以上的同学，有下列情况的可酌情加分：（1）题目较新颖，包含了一些新技术。3（2）上交题目时做了现场演示，指导教师检查了程序的时间细节，并当场提问了相关问题。4程序设计实践 I实践指导书一 教学对象：齐鲁工业大学信息学院本科二年级学生二 面向专业：计算机科学与技术三 先修课程：
4、面向对象程序设计、数据结构四 总学时：32五 学时分配：讲课：0 实践：325目 录实践一 基础程序设计实践 6实践二 面向对象程序设计实践 6实践三 基础类、IO 流与异常处理程序设计实践 .22实践四 GUI 与事件处理程序设计实践 22实践五 拓展程序设计实践（选做） 22附录一：实践可选题目 23附录二：实践环境介绍 276实践一 基础程序设计实践实践学时：1 012 实践类型：开发设计类一 、 实 践 目 的1掌握基本输入输出。2掌握方法定义与调用，理解参数传递方式。3掌握数组的声明、定义与初始化，数组的处理。4掌握数组作为方法参数和返回值。二 、 实 践 要 求利用方法、数组、基本
5、输入输出等 Java 基础知识，给出所选项目的基本设计与实现。实践二 面向对象程序设计实践实践学时：1 012 实践类型：开发设计类一 、 实 践 目 的1掌握类的定义，对象的创建。2掌握实现封装、继承、多态的方法，掌握各种修饰符的使用。3掌握将对象数组作为方法的参数和返回值。二 、 实 践 要 求综合使用封装、继承、多态等面向对象知识，给出所选项目的面向对象设计与实现。三 、 实 践 步 骤（一）活动图绘制“删除读者信息”用例的活动图。删除读者信息一般按照以下步骤进行：（1）管理员在录入界面，输入待删除的读者名；（2） “业务逻辑”组件在数据库中，查找待删除的读者名；7（3）如果不存在，则显
6、示出错信息，返回步骤（1） ，如果存在则继续；（4） “业务逻辑”组件判断“待删除的读者”是否可以删除；（5）如果不可以，则显示出错信息，返回步骤（8） ，如果可以则继续；（6）在数据库中，删除相关信息；（7）显示删除成功信息；（8）结束。绘图步骤：（1）在用例图中，找到删除的用例，如图 2.1 所示，在删除用例上单击右键，在弹出的快捷菜单中选“New” ，Rose 工具也会弹出一个菜单，选 ”Activity Diagram”，选中后单击，便可以新建好一个活动图。如图 2.2 所示。图 2.18图 2.2(2)新建好活动图后，双击删除的活动图，得到如图 2.3 所示，然后把在左边的工具栏内点
7、击“Swinlane“，在右边的图添加一个泳道，如图 2.4 所示，并命名为 administrator.按照此步骤，再添加另一个泳道，并命名为 SystemTool，得到图 2.5。图 2.39（3）接着在左边的工具上选取开始点，并在 administrator 的泳道上添加，如图 2.6 所示；添加完开始结点后，再来为此活动图添加活动，图 2.7 所示，在左边的工具栏上选中 Activity 这个图标，在 administrator 这边的泳道上添加一个活动，命名为登录（login） ，再在开始结点和活动登录（login）之间添加活动关系，如图 2.8 所示。图 2.410图 2.5图 2
8、.611图 2.7图 2.8（3）完成步骤（2）后，登录输入需要对输入的信息进行验证，则在图中添加一个验证框，如图 2.9 所示：添加验证框后，验证的内容，如果通过，则允许管理员进行查询操作，如图 2.10 所示；如不能通过，则结束，如图 2.11 所示。12图 2.9图 2.1013图 2.11（4）验证后，下一步的操作是查询需要删除的记录，添加一个活动，命名为 delete，如图 2.12 和图 2.13 所示。图 2.1214图 2.13（5）最后，在删除后，系统会返回操作结果给操作者，图 2.14 所示；删除成功或删除失败系统都会有信息返回给操作者。（7）根据分析设计情况，进一步添加或
9、细化活动图。15图 2.14（二）状态图1业务分析：由前面章节对图书馆管理系统中的还书主要业务的描述和分析可知，还书业务的动态行为是由：空闲（idle） 、图书查找（ finding） 、还书（reversion） 、失败（ Failure） 、归还成功（Success）5 种状态及激活相互转换的事件。2绘制状态图：请您根据分析运用 UML 绘制还书用例的状态图。分析：还书的状态图，还书的主要业务都是由管理员来完成，首先管理员必须先登录系统，并通过验证后，便可以进行下一步的操作，查找该书的相关信息，如存在，则进行还书操作，如不存在该信息，则给出提示信息；绘图步骤：（1）在用例图中的还书（rev
10、esion ）用例，单击右键，如图 2.15 所示，新建一个状态图，命名为 revesion 状态图，图 2.16 所示。图 2.1516图 2.16（2）双击“receivesion”状态图，展开后，在左边的工具栏上选取一个实心圆点，此结点为开始结点，图 2.17 所示；当还书的时候，操作者先要询问系统的状态，如果系统忙，操作者则必需等待，因此，得到系统的两种状态，如图 2.19 所示。17图 2.17图 2.1818图 2.19（3）操作者在询问系统和状态后，得到的图 2.20 所示两种状态，如果系统忙，操作者必需要等待、结束，如图 2.21 和图 2.22 所示，重返步骤（1） 。图 2
11、.2019图 2.21图 2.22（4）如系统空闲，则进行对还书的信息进行查询操作，图 2.23 所示；查询也有两种结果，一是查询得到该书的相关信息，二查询不到该书的相关信息；20则此时有两种状态，需要建立两种状态，如图 2.24 所示。图 2.23图 2.24（5）最后，操作者进行了操作后，系统会给出操作的结果给操作者；操作成功或失败，都会有提示信息给出。整个的还书的过程便完成；图 2.25 所示。（7）根据分析设计情况，进一步添加或细化状态图。21图 2.25四 、 思 考 问 题1总结绘制活动图的步骤。2结合活动图设计实例，总结一下活动图在系统分析设计过程中所起的作用。3总结绘制状态图的
12、步骤。4结合状态图设计实例，总结一下状态图在系统分析设计过程中所起的作用。22实践三 基础类、IO 流与异常处理程序设计实践实践学时：1 012 实践类型：开发设计类一 、 实 践 目 的1掌握 Java 常用基础类 API。2掌握输入输出流常用类 API。3掌握 Java 异常处理。二 、 实 践 要 求利用 Java 常用基础类 API、输入输出流常用类 API、Java 异常处理完成所选项目的程序设计。实践四 GUI 与事件处理程序设计实践实践学时：1 012 实践类型：开发设计类一 、 实 践 目 的1熟悉 Java GUI 相关类的 API。2理解并实践事件驱动程序设计中的监听器、监
13、听器方法、监听器适配器接口。三 、 实 践 要 求利用 Java GUI 的组件类、容器类和辅助类设计所选项目的用户界面，并在深入理解并掌握事件驱动程序设计原理的基础上，实现事件驱动的程序设计。实践五 拓展程序设计实践（选做）实践学时：8 12 实践类型：开发设计类一 、 实 践 目 的1熟悉并实践 JDBC 数据库编程，或 Socket 编程。2熟悉并实践其他技术。三 、 实 践 要 求对所选项目实现 JDBC 数据库编程、Socket 编程等。23附录一：实践可选题目要求学生 14 人一组组，在实践课上（必要的可以增加适量的课外时间）完成以下任意一个或多个题目的程序设计实践，并完成源代码及
14、相应文档的编写工作。1、 记 事 本 程 序要求：用图形用户界面实现。能实现编辑、保存、另存为、查找替换等功能。 提示：使用文件输入输出流。2、 模 拟 龟 兔 赛 跑要求：用图形用户界面实现。能设置比赛时间，马匹的数量等等。 在任意时间段内马匹的速度是随机的。 开始比赛之后以动画显示赛马过程。 提示：使用多线程 3、 学 生 信 息 管 理 系 统 要求：使用图形用户界面用数据库建立 1 或 2 个学生信息表。 （不限使用哪种数据库） 能连接数据库并实现查询、增、删、改等功能。 4、 图 书 信 息 管 理 系 统 要求：使用图形用户界面用数据库建立 1 或 2 个图书信息表。 （不限使用哪
15、种数据库） 能连接数据库并实现查询、增、删、改等功能。 5、 聊 天 小 程 序要求：使用图形用户界面。能实现一个聊天室中多人聊天。可以两人私聊。提示：使用 socket 通信246、 ATM 柜 员 机 模 拟 程 序要求：使用图形用户界面。当输入给定的卡号和密码（初始卡号和密码为123456）时，系统能登录 ATM 柜员机系统，用户可以按照以下规则进行：1、查询余额：初始余额为 10000 元2、ATM 取款：每次取款金额为 100 的倍数，总额不超过 5000 元，支取金额不允许透支。3、ATM 存款：不能出现负存款。4、修改密码：新密码长度不小于 6 位，不允许出现 6 位完全相同的情
16、况，只有旧密码正确，新密码符合要求，且两次输入相同的情况下才可以成功修改密码。7、 超 市 收 银 系 统要求：使用图形用户界面。由收银员输入顾客的会员卡卡号（若有卡） 、所购商品的货号等。从数据库中取出有关价格信息，再把这些信息返回给收银台。同时把该收银台的销售总量和有关种类商品的剩余量以及该持卡顾客的消费情况交数据库存储以供查询。另外，对没有卡的消费情况不记录该顾客的消费情况等个人信息。如果一个未持卡顾客一次购物满 200 元，可为其发放一张会员卡，以后在该商场购物可向 9 折优惠。8、 万 年 历要求：使用图形用户界面。实现日期与星期的查询9、 网 络 监 听 程 序要求：使用图形用户界
17、面。有服务器和客户端，服务器监听客户端的登陆。即：如果 A 客户端登陆服务器，则服务器界面上的 A 字母对应的红灯变成绿色。绿灯表示连接，红灯表示断线。提示：socket 的监听方法10、 全 球 通 计 费 程 序要求：使用图形用户界面。使用真实的全球通资费标准，模拟统计一个特定号码的一个月的实时话费。能根据输入实现各种用户的话费的计算并显示月实时帐单。提示：使用接口和多个子类实现分别表示金卡、银卡等各种套餐的话费计25算。11.日 历 记 事 本要求：带有日程提醒功能的日历。1、显示信息：用户可以向前翻页查询前一个月的日期，也可以向后翻页查询下一个月的日期。2、定时提醒：用户可以针对某一天
18、来添加，删除和编辑这一天的日程提醒信息，当系统时间和提醒时间相吻合时，给出具有提示信息的对话框。3、查询信息：用户可以查询到某个月的所有的提示信息。12.电 子 英 汉 词 典要求：能够编辑词典库中的信息能够实现英译汉，汉译英。 （要考虑一词多义）13.加 密 与 解 密要求：采用图形用户界面1、给定任意一个文本文件，进行加密，生成另一个文件。2、对加密后的文件还原。14.小 游 戏要求：程序随机产生 2050 根火柴，由人与计算机轮流拿，每次拿的数量不超过3 根，拿到最后一根为胜。 （使用图形界面）15.敏 感 词 汇 分 析要求：任意选择一个文本文件，分析该文件，如果存在敏感词汇（这些词汇
19、保存在 sentive.txt 文件中，每个词占一行） ，报告每个词出现的次数。16、 猜 数 字 游 戏要求：计算机产生随机数，猜中即胜，猜不中，提示是大了还是小了，继续猜，直至猜到，给出所用时间和评语。要求提交 Application 和 Applet 两个版本的程序。17、 小 学 算 术 运 算 测 试 程 序要求：制作一个可供小学数学运算程序：10 以内加减法，能根据输入题数出题，判断做题是否正确，最后计算分数。要求提交 Application 和 Applet 两个版本的程序。18、 模 拟 科 学 计 算 器要求：界面模拟 Windows 中的计算器程序。实现基本数学运算、函数等
20、功能：加、减、乘、除、阶乘、正弦、余弦和26指数运算。实现要点：添加相关组件并进行按钮事件处理。要求提交 Application 和 Applet 两个版本的程序。19、 模 拟 画 图要求：模拟 Windows 中的画图程序，实现图形图像的编辑、修改、保存等功能。20、 模 拟 时 钟要求：通过多线程技术，重绘界面，界面包括表盘和指针。并用数字表显示时间。实现要点：多线程技术，图形的绘制。21、 打 字 训 练 测 试 软 件要求：设计一个英文打字测试软件。从文件中调入英文录入材料，最后可以给出错误率，平均录入速度。22、 ip 地 址 、 手 机 归 属 地 查 询实现要点：数据库查询。2
21、3、 五 子 棋功能要求：可两人对下（用鼠标操作） ，判断胜负。界面要求：美观简洁，有简单操作说明。24、 电 话 号 码 查 询 系 统 。要求：有电话录入，修改，增加，删除，按姓名查询,按电话号码查询，按部门查询，按部门显示，显示所有电话号码信息，打印等功能。25、 其 他 题 目 ：如扫雷、红心大战等游戏程序的设计；作业管理系统，具有对本学期所有作业管理、运行的管理系统；学生成绩管理系统；学生信息管理系统；试题管理系统；动画制作，根据所学知识编制一些动画程序及媒体播放器等等自拟题目。 整体要求：建议使用 eclipse 集成开发环境完成作业，界面友好，代码的可维护性好，有必要的注释和相应
22、的文档。27附录二：实践环境介绍实践平台及安装J2SE JDK 6 + Eclipse Galileo1. J2SE 安装 下载 J2SE JDK 6u16 ( http:/ Eclipse 安装Eclipse SDK Galileo (http:/www.eclipse.org/downloads/index.php)C 或 D 盘根目录下解压缩，不需要安装Eclipse 入门双击桌面的 eclipse 快捷方式，将打开 eclipse 应用程序。在初次加载 Eclipse 时，我们会看到一个如图所示的提示框，要求选择工作区，工作区是指在计算机中保存项目的文件夹，以后你所编写的 java 程
23、序可以都放在这个文件夹中。建议大家选择 d 盘或 e 盘，因为我们机房的 c 盘有保护，如果存放到 c 盘，下一次上机可能你的文件就不存在了。假设我们选择在 d 盘的根目录下写一个以自己名字命名（这个名字是自己随便起的，便于自己快速找到该文件夹）的工作区，如图，然后单击 ok。28进入 eclipse 开始界面这时，我们可以看到 d 盘根目录下多了一个文件夹 hjp。单击 workbench 图标，进入如图所示的 eclipse 开发环境，它符合 windows 传统界面风格，由上到下依次为菜单栏、工具栏、客户区、状态栏29客户区又分为文件管理器、代码区和运行结果的区域。如下图文件管理器源代码
24、区运行结果 文件管理器：可以管理目录以及 Java 文件，包括浏览、新建、删除、打开、运行等操作。一般的，鼠标单击要选择的文件或者目录后：双击鼠标左键，可以在源代码区打开该文件，进行编辑；右单击鼠标将有一个弹出式菜单，列举了所有可以对该文件或目录进行的操作。 源代码区：可以编写 Java 程序 运行结果区：控制台程序的输入输出区域如果不小心关闭了某个区域，可以从菜单栏 Window-Show View 的下拉菜单中单击某一项显示，例如要重新显示文件管理器只要单击 Window-Show View-Package Explorer 即可。 利用 Eclipse 开发环境写第一个 Java 程序（HelloWorld）1） 创建 Java 项目（project）一个 java 程序一般由几块组成，一般每个类占一个单独的文件，每个类单独编译，可以把这多个相关的类放到同一个项目中。创建项目的步骤如下：a)“FileNewProject.” 30b) 在弹出的“New Project”对话框中，选择“Java Project” ，单击“Next”c) 在“New Java Project”对话框中，输入项目名字。在“Project name”中填入“HelloWorld” ，不需要进行其他设置，直接点击“Finish”按钮。
