20165227 《Java程序设计》实验一（Java开发环境的熟悉）实验报告

20165227 《Java程序设计》实验一（Java开发环境的熟悉）实验报告

一、实验报告封面

• 课程：Java程序设计 班级：1652班 姓名：朱越 学号：20165227

• 指导教师：娄嘉鹏 实验日期：2018年4月2日

• 实验时间：13:45 - 15:25 实验序号：实验一

• 实验名称：Java开发环境的熟悉

• 实验题目：实现凯撒密码并进行安全加固，并进行测试（正常情况，异常情况，边界情况）

• 实验内容：
  
  1.使用JDK编译、运行简单的Java程序；
  
  2.使用IDEA 编辑、编译、运行、调试Java程序。

• 实验要求：
  
  1.没有Linux基础的同学建议先学习《Linux基础入门（新版）》《Vim编辑器》 课程；
  
  2.完成实验、撰写实验报告，注意实验报告重点是运行结果，遇到的问题(工具查找，安装，使用，程序的编辑，调试，运行等)、解决办法（空洞的方法如“查网络”、“问同学”、“看书”等一律得0分）以及分析（从中可以得到什么启示，有什么收获，教训等）；
  
  3.实验报告中统计自己的PSP(Personal Software Process)时间；
  
  4.严禁抄袭。

• 实验知识点：

1. JVM、JRE、JDK的安装位置与区别；
2. 命令行运行javac；java；javac -cp; java -cp；
3. PATH,CLASSPATH,SOURCEPATH的设定方法与应用；
4. 包管理：package；import；javac -d ；
5. Eclipse(Netbeans)管理Java项目，调试：断点、单步执行等；
6. Java基础语法：类型与类型转换；变量；运算符；流程控制等；
7. JDK帮助文档的使用。

二、实验步骤

（一）命令行下Java程序开发

• 1、打开Linux虚拟机中的终端进行如下操作
  
  

• 2、通过vim Hello.java 来编辑代码，并用javac -d . Hello.java 来编译代码，最后用java zy.Hello 运行带包代码
  
  

（二）IDEA下Java程序开发、调试

• 打开IDEA新建Java项目
  
  

• 运行代码用Alt+Shift+F10 快捷键

• 设置断点，直接在代码左侧单击右键

• 运行断点用Alt+Shift+F9 快捷键；继续向下单步执行可使用Step IntoF7 和Step OverF8
  
  

• 或者直接F9 快捷键运行完毕
  
  

• 条件断点：

• 在断点出单击右键出现设置
  
  

• 从上一个断点通过快捷键F9 执行至条件断点
  
  

（三）练习

• 要求：实现凯撒密码并进行安全加固，并进行测试（正常情况，异常情况，边界情况）
• 凯撒密码：通过把字母移动一定的位数来实现加密和解密。明文中的所有字母都在字母表上向后(或向前)按照一个固定数目进行偏移后被替换成密文。位数就是凯撒密码加密和解密的密钥。

1、代码

• 测试代码

import java.io.*;
import java.util.Scanner;

public class K {
    public static void main(String[] args)  {
        Caeser person = new Caeser();
        System.out.println("========================================");
        System.out.println("==========加密输入1，解密输入2==========");
        System.out.println("========================================");
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        int n = scanner.nextInt();
        if (n == 1) {
            System.out.print("明文：");
            Scanner scanner1 = new Scanner(System.in);
            String m = scanner1.nextLine();
            System.out.print("密钥:");
            Scanner scanner2 = new Scanner(System.in);
            int k = scanner2.nextInt();
            try {
                String serct = person.encrypt(m, k);
                System.out.print("密文是：" + serct);
            }
            catch (E e){
                System.out.println(e.warnMess());
            }
        } else {
            System.out.print("密文：");
            Scanner scanner1 = new Scanner(System.in);
            String m = scanner1.nextLine();
            System.out.print("密钥:");
            Scanner scanner2 = new Scanner(System.in);
            int k = scanner2.nextInt();
            try {
                String source = person.decrypt(m, k);
                System.out.print("明文是：" + source);
            }
            catch (E e){
                System.out.println(e.warnMess());
            }
        }
    }
}

• 密码算法

public class Caeser {
    String encrypt(String sourceString, int password) throws E{
        char[] c = sourceString.toCharArray();
        int m = c.length;
        for (int i = 0; i < m; i++) {
            if(c[i]>122||c[i]<65||(c[i]>90&&c[i]<97)){
                throw new E(sourceString);
            }
            int mima = (c[i] - 'a' + password) % 26 + 'a';
            c[i] = (char) mima;
        }
        return new String(c);
    }

    String decrypt(String sourceString, int password) throws E{
        char[] c = sourceString.toCharArray();
        int m = c.length;
        for (int i = 0; i < m; i++) {
            if(c[i]>122||c[i]<65||(c[i]>90&&c[i]<97)){
                throw new E(sourceString);
            }
            int n = c[i] - 'a' - password;
            if (n <= 0) {
                n = n + 26;
            }
            int mima = n % 26 + 'a';
            c[i] = (char) mima;
        }
        return new String(c);
    }
}

• 异常代码

public class E extends Exception{
    String message;
    public E(String sourceString){
        message = "输入错误！";
    }
    public String warnMess(){
        return message;
    }
}

测试

• 正常情况
  
  
• 异常情况
  
  
• 边界情况
  
  

3、IDEA测试

• 正常情况
  
  

• 异常情况

• 边界情况
  
  

三、实验过程中遇到的问题

• 会出现密文出现乱码的问题，已解决

四、实验体会与总结

• 在做前两个实验的过程中让我对代码的理解和对IDEA调试方面的理解都加深了，弥补了之前对与断点调试的理解运用不恰的问题
• 对于第三个练习实验，凯撒密码算法的编写让我思考了很久，在这里我又发现了自己对于Java代码和C语言功底的不足，通过资料查找和时间才算是完成了这个实验，也算是触及了密码算法实现的一角，加深了对其的理解

步骤	耗时	百分比
需求分析	7min	5%
设计	10min	7%
代码实现	100min	73%
测试	5min	4%
分析总结	15min	11%

参考资料

1.《Eclipse精粹(Eclipse Distilled)》

2.《Java语言调试技术》

3.《软件调试的艺术(电子版)》

4.《构建之法 （电子版）》,著者邹欣Blog