实验一 Java开发环境的熟悉

实验一 Java开发环境的熟悉(Linux + Eclipse)

实验内容

1.使用JDK编译、运行简单的Java程序；

2.使用Eclipse 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，实验报告模板见QQ群，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：

步骤	耗时	百分比
需求分析
设计
代码实现
测试
分析总结

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。

实验步骤

（一）命令行下Java程序开发

1. 首先双击桌面上的Xface终端图标，如下图所示：
   
   

2. 打开终端（类似Windows下的cmd），之后会自动运行shell程序，如下图所示：
   
   

3. 输入cd Code命令进入Code（注意C要大写）目录，如下图所示：
   
   

4. 输入mkdir 20135100 命令建立实验目录,注意目录名一定是自己的学号(学号要体现在实验报告截图中)，可以使用ls命令或dir命令查看建立的目录情况。如下图所示：
   
   

5. 输入cd 20135100命令进入实验目录，再输入类似mkdir exp1建立第一个实验目录，然后输入cd exp1进入实验一目录，可以输入pwd命令查看当前工作路径，如下图所示：
   
   

6. 输入gedit Hello.java（注意把代码保存到exp1目录中）或vim Hello.java（建议大家花点时间学习一下Vim）编辑Hello.java,并输入以下代码：

1 package ljp;
2 import java.util.Scanner;
3 public class Hello{
4 	public static void main(String[] args){
5       System.out.println("Input your first name, please:");
6       Scanner s = new Scanner(System.in);
7       String name = s.next();
8       System.out.println("Hello " + name + " !");
9    }
10 }

注意代码的第一行，这会影响到我们使用javac编译代码的方式。

注意代码第二行，我们使用到Java类库中的类时，要用import导入相关的类（你可以暂时理解为C语言中include的功能），导入路径可以查看JDK帮助文档，比如我们使用到了Scanner类，路径见下图中红框：

7.输入javac -d . Hello.java命令编译代码，输入java ljp.Hello命令运行

程序。结果如下图所示：

注意：代码中有package时，使用javac编译代码时一定要加-d参数，运行代码时一定要加包名前缀。

（二）Eclipse下Java程序开发、调试

1. 在命令行中输入eclipse命令并回车或单击桌面上的Eclipse EE图标打开Eclipse，如下图所示：
   
   

2. 在Eclipse中单击File->New-> Java Project新建Java项目，如下图所示：
   
   

3. 输入项目名称HelloJDB（你可以自己起名），并单击Finish按钮完成新建项目，如下图所示：
   
   

4. 在Eclipse中单击File->New->Class新建Java类，如下图所示：
   
   

5.根据Java代码规范输入包名ljp（小写，可以自定义）,类名HelloJDB（单词首字母大写）,并勾选上自动产生main函数选项，最后单击Finish按钮，如下图所示：

6.输入如下代码：

1 package ljp;
2 public class HelloJDB {
3	public static void main(String[] args) {
4		int i = 5;
5		int j = 6;
6		int sum = add(i, j);
7		System.out.println(sum);
8
9		sum = 0;
10		for(i=0; i< 100; i++)
11			sum += i;
12
13		System.out.println(sum);
14	}
15
16	public static int add(int augend, int addend){
17		int sum = augend + addend;
18		return sum;
19	}
20}

7.单击运行按钮（或使用Ctrl+F11快捷键）,就可以在控制台（Console）中看到运行结果。如下图所示：

8.下面我们练习调试程序，首先我们通过单击Window->Open Perspective->Debug打开调试视图，如下图所示：

9.调试程序首先要会设置断点和单步运行。设置断点比较简单，如下图所示：



然后单击调试按钮（或使用F11快捷键）开始调试Java程序，我们可以看到程序停留在了第4行，如下图所示：



注意，此时第4行代码并没有执行，我们可以把鼠标放到变量名上来查看变量的值，此时i的值并不是5，我们通过单步运行让程序运行到第5行，单步运行有两种：Step Into(快捷捷F5)和Step Over（快捷捷F5），这两种单步运行功能在运行语句时没有区别，在执行函数调用语句时，Step Into会跳入函数实现，Step Over会直接执行完函数，实际使用中我们优先使用Step Over，只有函数执行出错了，说明程序问题在被调用函数中，这时再回来通过Step Into进入函数进行调试。我们单击一下Step Over图标(或F6），程序停在了第5行，这时查看变量i的值，会看到i等于5。如下图所示：

10.单步执行效率比较慢，如果我们感觉到第6行到第10行的代码没有问题了，想让程序直接运行到第11行，怎么办？首先我们要在第11行设置断点，然后单击Resume图标(快捷键F8)，程序就运行到了第11行，如下图所示：

11.单步执行效率比较慢还导致另外一个问题，比如一个大循环中间出了问题怎么办？这时可以通过条件断点解决问题。调试循环代码时，会有一个值我们特别关注，这时在Variable标签中查看变量的值，比如我们此时比较关注sum,每次单步执行都可以看到sum的变化情况了，

设置条件断点，我们在第11行左边单击鼠标右键，选择Breakpoint Properties...如下图所示：



我们设置条件“i==50”,如下图所示：



按一下F8，我们可以查看i的是50了。如下图所示：

掌握这些调试的基本技巧可以解决大家平时遇到的大部分问题，其他调试方法可以参见参考资料。

（三）练习（通过命令行和Eclipse两种方式实现，自己的学号后两位与题目总数取余的结果再加上1就是自己要完成的题号，在Eclipse下练习调试程序）

1. 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）。

2. 实现简单四则运算（能支持分数，加减乘除，支持括号），并进行测试（正常情况，异常情况，边界情况）。

3. 实现Fibonacci数列功能，并进行测试（正常情况，异常情况，边界情况）。

4. 实现学生成绩管理功能（增删改，排序，查找），并进行测试（正常情况，异常情况，边界情况）。

5. 实现求正整数1-N之间所有质数的功能，并进行测试（正常情况，异常情况，边界情况）。

6, 实现求排列数P（n,m)的功能，m,n从命令行输入，并进行测试（正常情况，异常情况，边界情况）。

7, 实现求两个数的最大公约数和最小公倍数的功能，数从命令行输入，并进行测试（正常情况，异常情况，边界情况）。

8. 产生一个随机数，让用户猜测，猜错了告诉用户是大了还是小了。 并进行测试（正常情况，异常情况，边界情况）

9. 判断一个数是不是回文数，数从命令行输入，并进行测试（正常情况，异常情况，边界情况）。

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

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