簡(jiǎn)介這份資源是東北大學(xué)Java面向?qū)ο髮?shí)驗(yàn)1至6的完整代碼合集面向正在修讀該課程的學(xué)生以及希望系統(tǒng)練習(xí)OOP核心語法的自學(xué)者可解決實(shí)驗(yàn)無從下手、代碼結(jié)構(gòu)混亂、知識(shí)點(diǎn)難以串聯(lián)等問題。壓縮包共124個(gè)文件約51KB以java源碼與class字節(jié)碼為主輔以html說明頁、dat數(shù)據(jù)文件、xml配置、gif圖示及少量jar包覆蓋類與對(duì)象、封裝、繼承、多態(tài)、構(gòu)造器、接口、異常處理、集合框架、文件流、復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)模式等實(shí)驗(yàn)主題從內(nèi)容預(yù)覽可見還包含GourmetCoffeeGUI等圖形界面與目錄加載相關(guān)類能直觀感受多類協(xié)作與事件監(jiān)聽的組織方式。目前已有2002人學(xué)習(xí)下載說明該實(shí)驗(yàn)體系在課程學(xué)習(xí)者中認(rèn)可度較高。讀者可據(jù)此對(duì)照實(shí)驗(yàn)要求梳理每個(gè)實(shí)驗(yàn)的類結(jié)構(gòu)、方法職責(zé)與調(diào)用關(guān)系理解私有字段與公共接口的配合、父類子類擴(kuò)展方式以及接口實(shí)現(xiàn)多態(tài)的具體寫法并借助dat與xml文件觀察數(shù)據(jù)持久化與配置讀取思路從而快速完成實(shí)驗(yàn)并夯實(shí)面向?qū)ο缶幊袒A(chǔ)。1. 從一份 Java 實(shí)驗(yàn)代碼說起六個(gè)實(shí)驗(yàn)到底練了什么很多人學(xué) Java 卡在“語法都會(huì)一寫就廢”的階段。課本上的for循環(huán)、extends、interface看得懂真讓你從零寫一個(gè)能跑的小系統(tǒng)腦子里卻一片空白。這份面向?qū)ο髮?shí)驗(yàn)代碼合集恰好就是沖著這個(gè)痛點(diǎn)來的——它把 Java 面向?qū)ο蟮暮诵闹R(shí)點(diǎn)拆成六個(gè)遞進(jìn)的實(shí)驗(yàn)每個(gè)實(shí)驗(yàn)都是一個(gè)能獨(dú)立編譯運(yùn)行的小項(xiàng)目從類與對(duì)象、封裝繼承多態(tài)一路做到集合框架、異常處理和文件 IO。適合正在上 Java 課、需要交實(shí)驗(yàn)報(bào)告的學(xué)生也適合想系統(tǒng)補(bǔ)一遍 OOP 基礎(chǔ)的自學(xué)者。代碼結(jié)構(gòu)清晰注釋到位拿來當(dāng)模板改一改就能交作業(yè)也能當(dāng)復(fù)習(xí)提綱用。下面我按“能干什么 → 怎么跑 → 怎么改”的順序把這份資源拆開講。2. 實(shí)驗(yàn)一到六的知識(shí)點(diǎn)分布每個(gè)實(shí)驗(yàn)在練什么2.1 六個(gè)實(shí)驗(yàn)的遞進(jìn)關(guān)系這份代碼不是六個(gè)孤立的練習(xí)而是一條有依賴關(guān)系的知識(shí)鏈。實(shí)驗(yàn)一通常從最簡(jiǎn)單的類定義入手讓你寫一個(gè)Student或Circle類理解成員變量、構(gòu)造方法、this關(guān)鍵字的用法。實(shí)驗(yàn)二引入封裝把字段改成private配上getter/setter再加重載構(gòu)造方法。實(shí)驗(yàn)三進(jìn)入繼承和多態(tài)一般會(huì)設(shè)計(jì)一個(gè)Shape抽象類派生出Circle、Rectangle用Override重寫area()方法。實(shí)驗(yàn)四往往涉及接口和抽象類的區(qū)別比如定義一個(gè)Payable接口讓不同類去實(shí)現(xiàn)。實(shí)驗(yàn)五開始碰集合框架用ArrayList、HashMap管理對(duì)象數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)六綜合前面所有內(nèi)容加上異常處理和文件讀寫做一個(gè)能存盤的小型管理系統(tǒng)。這種安排的好處是每個(gè)實(shí)驗(yàn)只引入一兩個(gè)新概念不會(huì)一次性把你壓垮。我見過不少同學(xué)一上來就想寫完整系統(tǒng)結(jié)果類之間的關(guān)系理不清寫到一半就崩了。按這個(gè)順序走每步都有可運(yùn)行的產(chǎn)出心里踏實(shí)。2.2 每個(gè)實(shí)驗(yàn)的典型代碼結(jié)構(gòu)以實(shí)驗(yàn)三的圖形面積計(jì)算為例核心代碼大概長(zhǎng)這樣// 抽象基類定義所有圖形的公共行為 abstract class Shape { private String name; public Shape(String name) { this.name name; } // 抽象方法子類必須實(shí)現(xiàn) public abstract double area(); public String getName() { return name; } } // 圓形子類重寫 area 方法 class Circle extends Shape { private double radius; public Circle(double radius) { super(圓形); this.radius radius; } Override public double area() { return Math.PI * radius * radius; } } // 矩形子類 class Rectangle extends Shape { private double width; private double height; public Rectangle(double width, double height) { super(矩形); this.width width; this.height height; } Override public double area() { return width * height; } }這段代碼的關(guān)鍵在于abstract和Override兩個(gè)點(diǎn)。Shape類本身不能被實(shí)例化它只負(fù)責(zé)定義“所有圖形都有面積”這個(gè)契約。子類各自實(shí)現(xiàn)area()調(diào)用的時(shí)候用父類引用指向子類對(duì)象運(yùn)行時(shí)自動(dòng)找到正確的方法——這就是多態(tài)。參數(shù)方面radius、width、height都是double類型保證計(jì)算精度。如果你把a(bǔ)rea()的返回類型改成int編譯不會(huì)報(bào)錯(cuò)但結(jié)果會(huì)丟失小數(shù)部分這是新手常踩的坑。實(shí)驗(yàn)五的集合操作通常是這樣組織的import java.util.*; public class StudentManager { // 用 ArrayList 存儲(chǔ)學(xué)生對(duì)象保持插入順序 private ListStudent students new ArrayList(); public void addStudent(Student s) { students.add(s); } // 按學(xué)號(hào)查找返回 Optional 避免空指針 public OptionalStudent findById(String id) { for (Student s : students) { if (s.getId().equals(id)) { return Optional.of(s); } } return Optional.empty(); } // 按成績(jī)降序排列 public void sortByScore() { students.sort((a, b) - Double.compare(b.getScore(), a.getScore())); } }這里用了List接口而不是直接寫ArrayList是為了后面換實(shí)現(xiàn)類方便。Optional是 Java 8 引入的用來顯式處理“可能找不到”的情況比返回null安全。排序用了 Lambda 表達(dá)式Double.compare處理浮點(diǎn)數(shù)比較比直接相減更可靠——直接相減在差值極小時(shí)可能返回 0導(dǎo)致排序不穩(wěn)定。2.3 知識(shí)點(diǎn)與實(shí)驗(yàn)編號(hào)對(duì)照實(shí)驗(yàn)編號(hào)核心知識(shí)點(diǎn)典型類/接口難度實(shí)驗(yàn)一類與對(duì)象、構(gòu)造方法Student、Circle入門實(shí)驗(yàn)二封裝、方法重載BankAccount入門實(shí)驗(yàn)三繼承、多態(tài)、抽象類Shape、Circle、Rectangle中等實(shí)驗(yàn)四接口、內(nèi)部類Payable、Comparator中等實(shí)驗(yàn)五集合框架、泛型ArrayList、HashMap中等實(shí)驗(yàn)六異常、文件 IO、綜合FileWriter、BufferedReader進(jìn)階這張表可以幫你快速定位自己薄弱的部分。如果你已經(jīng)會(huì)寫類了直接從實(shí)驗(yàn)三開始看如果集合框架不熟重點(diǎn)啃實(shí)驗(yàn)五。3. 把代碼跑起來環(huán)境配置與編譯執(zhí)行3.1 JDK 安裝與環(huán)境變量這份代碼用的是標(biāo)準(zhǔn) Java SE沒有依賴任何第三方庫(kù)所以只需要裝一個(gè) JDK 就行。推薦 JDK 8 或 JDK 11這兩個(gè)版本在學(xué)校機(jī)房里最常見兼容性也最好。安裝完之后驗(yàn)證一下# 檢查 JDK 版本確認(rèn)安裝成功 java -version javac -version如果兩條命令都能輸出版本號(hào)說明環(huán)境沒問題。java是運(yùn)行命令javac是編譯命令兩個(gè)都要有。有些同學(xué)只裝了 JRE結(jié)果javac用不了編譯都過不去。環(huán)境變量方面JAVA_HOME指向 JDK 安裝目錄PATH里加上%JAVA_HOME%\binWindows或$JAVA_HOME/binMac/Linux。配完之后最好重開一個(gè)終端窗口不然環(huán)境變量不生效。3.2 目錄結(jié)構(gòu)與編譯方式代碼按實(shí)驗(yàn)編號(hào)分目錄每個(gè)目錄下是獨(dú)立的.java文件。常見結(jié)構(gòu)是experiment1/ ├── Student.java └── Main.java experiment2/ ├── BankAccount.java └── Main.java ...每個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)夸浝锒加幸粋€(gè)Main.java作為入口里面包含public static void main(String[] args)方法。編譯的時(shí)候進(jìn)入對(duì)應(yīng)目錄# 進(jìn)入實(shí)驗(yàn)三目錄 cd experiment3 # 編譯所有 java 文件 javac *.java # 運(yùn)行主類 java Mainjavac *.java會(huì)把當(dāng)前目錄下所有 Java 文件一起編譯生成對(duì)應(yīng)的.class文件。如果某個(gè)文件有編譯錯(cuò)誤會(huì)直接報(bào)出來按行號(hào)去改就行。運(yùn)行的時(shí)候?qū)慾ava Main不要寫java Main.class后者會(huì)報(bào)錯(cuò)。如果類在包里比如package com.exp3;編譯和運(yùn)行都要帶上包路徑不過這份實(shí)驗(yàn)代碼一般不帶包簡(jiǎn)化處理。3.3 用 IDE 打開項(xiàng)目如果你習(xí)慣用 IDEIntelliJ IDEA 或 Eclipse 都可以直接打開。以 IDEA 為例File → Open選擇實(shí)驗(yàn)?zāi)夸汭DEA 會(huì)自動(dòng)識(shí)別 Java 文件并配置 SDK。如果提示沒有 SDK去Project Structure → SDKs里添加你安裝的 JDK 路徑。運(yùn)行的時(shí)候右鍵Main.java選Run Main.main()就行。用 IDE 的好處是調(diào)試方便可以在任意一行打斷點(diǎn)看變量當(dāng)前的值。比如實(shí)驗(yàn)三的多態(tài)調(diào)用你在area()方法里打個(gè)斷點(diǎn)運(yùn)行的時(shí)候就能看到實(shí)際調(diào)用的是哪個(gè)子類的方法。這個(gè)對(duì)理解多態(tài)特別有幫助比光看代碼強(qiáng)得多。提示如果 IDEA 打開后代碼全是紅色報(bào)錯(cuò)先檢查File → Project Structure → Project里的 Language Level 是不是設(shè)成了 8 以上。有些老版本默認(rèn)是 5不支持 Lambda 和Optional。4. 核心模塊拆解從類設(shè)計(jì)到數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)4.1 實(shí)驗(yàn)六的綜合管理系統(tǒng)架構(gòu)實(shí)驗(yàn)六通常是前面所有知識(shí)點(diǎn)的匯總做一個(gè)帶文件存儲(chǔ)的管理系統(tǒng)。它的類結(jié)構(gòu)一般分三層實(shí)體類、管理類、入口類。實(shí)體類負(fù)責(zé)存數(shù)據(jù)管理類負(fù)責(zé)增刪改查入口類負(fù)責(zé)和用戶交互。// 實(shí)體類只負(fù)責(zé)存數(shù)據(jù)不摻業(yè)務(wù)邏輯 public class Student { private String id; private String name; private double score; public Student(String id, String name, double score) { this.id id; this.name name; this.score score; } // getter/setter 省略實(shí)際代碼里都有 public String toCsv() { return id , name , score; } public static Student fromCsv(String line) { String[] parts line.split(,); return new Student(parts[0], parts[1], Double.parseDouble(parts[2])); } }toCsv()和fromCsv()是一對(duì)負(fù)責(zé)對(duì)象和字符串之間的轉(zhuǎn)換。存文件的時(shí)候調(diào)toCsv()讀文件的時(shí)候調(diào)fromCsv()。這種設(shè)計(jì)叫序列化/反序列化是文件存儲(chǔ)的基礎(chǔ)。注意fromCsv()里用了Double.parseDouble如果文件里的成績(jī)不是合法數(shù)字這里會(huì)拋NumberFormatException需要在調(diào)用處捕獲。管理類負(fù)責(zé)所有業(yè)務(wù)操作import java.io.*; import java.util.*; public class StudentManager { private ListStudent students new ArrayList(); private static final String FILE_PATH students.csv; // 從文件加載數(shù)據(jù)文件不存在時(shí)返回空列表 public void loadFromFile() { File file new File(FILE_PATH); if (!file.exists()) { return; } try (BufferedReader reader new BufferedReader(new FileReader(file))) { String line; while ((line reader.readLine()) ! null) { if (!line.trim().isEmpty()) { students.add(Student.fromCsv(line)); } } } catch (IOException e) { System.err.println(讀取文件失敗 e.getMessage()); } } // 保存數(shù)據(jù)到文件 public void saveToFile() { try (BufferedWriter writer new BufferedWriter(new FileWriter(FILE_PATH))) { for (Student s : students) { writer.write(s.toCsv()); writer.newLine(); } } catch (IOException e) { System.err.println(寫入文件失敗 e.getMessage()); } } public void addStudent(Student s) { students.add(s); } public ListStudent getAll() { return Collections.unmodifiableList(students); } }這里有幾個(gè)值得說的點(diǎn)。第一try-with-resources語法自動(dòng)關(guān)閉流不用手動(dòng)寫finally塊代碼更干凈。第二Collections.unmodifiableList返回一個(gè)只讀視圖防止外部代碼直接修改內(nèi)部列表這是封裝思想的體現(xiàn)。第三文件路徑用的是相對(duì)路徑students.csv文件會(huì)生成在程序運(yùn)行目錄下。如果你在 IDE 里運(yùn)行文件可能出現(xiàn)在項(xiàng)目根目錄而不是src里找不到文件的時(shí)候先確認(rèn)運(yùn)行目錄。4.2 異常處理的分層策略實(shí)驗(yàn)六會(huì)涉及異常處理常見的做法是分兩層底層方法拋出異常上層方法捕獲并處理。比如fromCsv解析失敗時(shí)拋IllegalArgumentExceptionloadFromFile捕獲后決定是跳過這一行還是終止加載。public static Student fromCsv(String line) { String[] parts line.split(,); if (parts.length ! 3) { throw new IllegalArgumentException(CSV 格式錯(cuò)誤 line); } try { double score Double.parseDouble(parts[2]); return new Student(parts[0], parts[1], score); } catch (NumberFormatException e) { throw new IllegalArgumentException(成績(jī)不是合法數(shù)字 parts[2], e); } }這樣做的好處是異常信息更明確調(diào)用方知道具體哪里出了問題。IllegalArgumentException表示參數(shù)不合法NumberFormatException是它的子類這里包了一層并保留了原始異常第二個(gè)參數(shù)e方便排查。很多同學(xué)寫異常處理就是e.printStackTrace()完事其實(shí)把異常信息寫清楚后面調(diào)試能省很多時(shí)間。4.3 集合選型的實(shí)際考量實(shí)驗(yàn)五和實(shí)驗(yàn)六會(huì)用到集合選ArrayList還是LinkedList選HashMap還是TreeMap要看具體場(chǎng)景。這份代碼里學(xué)生列表用ArrayList因?yàn)橹饕潜闅v和追加隨機(jī)訪問多ArrayList的數(shù)組結(jié)構(gòu)更合適。如果要頻繁在中間插入刪除LinkedList更好但實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景一般用不上。HashMap用來做學(xué)號(hào)到學(xué)生的映射查找時(shí)間復(fù)雜度 O(1)。如果需要對(duì)學(xué)號(hào)排序輸出可以換成TreeMap它會(huì)自動(dòng)按 key 排序但插入和查找變成 O(log n)。我一般會(huì)先問自己這個(gè)數(shù)據(jù)是用來查的還是用來排的查得多就用HashMap排得多就用TreeMap。注意HashMap的 key 如果是自定義對(duì)象必須正確重寫hashCode()和equals()否則查找會(huì)失效。實(shí)驗(yàn)里一般用String或Integer做 key不會(huì)遇到這個(gè)問題但二次開發(fā)時(shí)要留意。5. 避坑與排查編譯運(yùn)行中的常見問題5.1 中文亂碼現(xiàn)象程序輸出到控制臺(tái)的中文變成問號(hào)或方塊。原因Windows 默認(rèn)編碼是 GBK而 Java 源文件可能是 UTF-8編譯時(shí)沒指定編碼。解決編譯時(shí)加-encoding UTF-8即javac -encoding UTF-8 *.java。如果用的是 IDEA去Settings → Editor → File Encodings把全局編碼和項(xiàng)目編碼都設(shè)成 UTF-8。5.2 找不到主類現(xiàn)象運(yùn)行java Main時(shí)報(bào)Could not find or load main class Main。原因要么沒編譯要么類名和文件名不一致要么帶了包名但沒建對(duì)應(yīng)目錄。解決先確認(rèn)Main.class文件存在再檢查Main.java里public class Main的類名是否和文件名完全一致大小寫敏感。如果類在包里運(yùn)行時(shí)要寫全限定名比如java com.exp1.Main。5.3 文件讀寫路徑錯(cuò)誤現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)六運(yùn)行時(shí)提示FileNotFoundException或文件生成了但找不到。原因相對(duì)路徑是相對(duì)于“當(dāng)前工作目錄”不是相對(duì)于.java文件所在目錄。在 IDE 里運(yùn)行工作目錄通常是項(xiàng)目根目錄在命令行運(yùn)行工作目錄是你執(zhí)行java命令時(shí)所在的目錄。解決用絕對(duì)路徑測(cè)試或者打印System.getProperty(user.dir)看當(dāng)前工作目錄到底在哪。5.4 空指針異常現(xiàn)象運(yùn)行時(shí)拋NullPointerException但不知道哪一行。原因調(diào)用了null對(duì)象的方法或訪問了null對(duì)象的字段。解決在可能為null的地方加判斷或者用Optional包裝返回值。調(diào)試時(shí)看異常堆棧的第一行會(huì)指出具體是哪個(gè)類的哪一行。實(shí)驗(yàn)五的findById如果返回null而不是Optional調(diào)用方忘了判空就會(huì)中招。5.5 集合遍歷時(shí)刪除元素現(xiàn)象用for-each遍歷ArrayList時(shí)刪除元素拋ConcurrentModificationException。原因for-each底層用的是迭代器遍歷過程中修改集合結(jié)構(gòu)會(huì)讓迭代器失效。解決用Iterator.remove()方法刪除或者用removeIf()。比如students.removeIf(s - s.getScore() 60)一行就能刪掉所有不及格的比手動(dòng)遍歷安全。6. 二次開發(fā)與改造思路從實(shí)驗(yàn)代碼到課程設(shè)計(jì)6.1 把控制臺(tái)程序改成圖形界面實(shí)驗(yàn)代碼都是控制臺(tái)交互如果你想拿它做課程設(shè)計(jì)加一個(gè) Swing 或 JavaFX 界面會(huì)加分不少。改造思路是保留StudentManager不動(dòng)新建一個(gè)MainFrame類把按鈕事件綁定到管理類的方法上。比如“添加學(xué)生”按鈕的監(jiān)聽器里從文本框讀數(shù)據(jù)構(gòu)造Student對(duì)象調(diào)manager.addStudent()然后刷新表格。// Swing 按鈕事件綁定示例 addButton.addActionListener(e - { String id idField.getText().trim(); String name nameField.getText().trim(); double score Double.parseDouble(scoreField.getText().trim()); manager.addStudent(new Student(id, name, score)); refreshTable(); // 刷新 JTable 顯示 });這樣改的好處是業(yè)務(wù)邏輯和界面分離管理類不用動(dòng)測(cè)試也方便。我一般會(huì)先保證控制臺(tái)版本跑通再加界面不然出了問題分不清是邏輯錯(cuò)還是界面錯(cuò)。6.2 換存儲(chǔ)方式從 CSV 到數(shù)據(jù)庫(kù)CSV 文件適合小數(shù)據(jù)量但并發(fā)寫入和查詢效率都不行。二次開發(fā)時(shí)可以換成 SQLite不用裝數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器一個(gè)文件就是一個(gè)庫(kù)。用 JDBC 連接把loadFromFile和saveToFile換成 SQL 語句。// 用 JDBC 替換文件存儲(chǔ) public void saveToDb(Student s) { String sql INSERT INTO student(id, name, score) VALUES(?, ?, ?); try (Connection conn DriverManager.getConnection(jdbc:sqlite:student.db); PreparedStatement ps conn.prepareStatement(sql)) { ps.setString(1, s.getId()); ps.setString(2, s.getName()); ps.setDouble(3, s.getScore()); ps.executeUpdate(); } catch (SQLException e) { e.printStackTrace(); } }用PreparedStatement而不是Statement拼接字符串能防止 SQL 注入也更高效。改造的時(shí)候注意異常類型從IOException變成SQLException捕獲邏輯要跟著改。6.3 加單元測(cè)試保證改造不出錯(cuò)改代碼最怕改出 bug。加 JUnit 測(cè)試是個(gè)好習(xí)慣每次改完跑一遍心里有底。比如給StudentManager寫測(cè)試import org.junit.Test; import static org.junit.Assert.*; public class StudentManagerTest { Test public void testAddAndFind() { StudentManager manager new StudentManager(); manager.addStudent(new Student(001, 張三, 85.5)); assertEquals(1, manager.getAll().size()); assertEquals(張三, manager.getAll().get(0).getName()); } }測(cè)試覆蓋增刪改查和邊界情況空列表、重復(fù)學(xué)號(hào)、非法成績(jī)改代碼的時(shí)候就有安全網(wǎng)。我一般會(huì)先寫測(cè)試再改代碼這樣能確保改造不破壞原有功能。6.4 一個(gè)容易忽略的細(xì)節(jié)equals 和 hashCode如果你在實(shí)驗(yàn)五里用Student對(duì)象做HashMap的 key或者用List.contains()判斷學(xué)生是否存在必須重寫equals()和hashCode()。默認(rèn)的實(shí)現(xiàn)比較的是對(duì)象地址兩個(gè)內(nèi)容相同但地址不同的對(duì)象會(huì)被認(rèn)為不相等。Override public boolean equals(Object o) { if (this o) return true; if (o null || getClass() ! o.getClass()) return false; Student student (Student) o; return Objects.equals(id, student.id); } Override public int hashCode() { return Objects.hash(id); }這里用學(xué)號(hào)作為判斷依據(jù)因?yàn)閷W(xué)號(hào)是唯一的。Objects.equals和Objects.hash是 Java 7 引入的工具方法能自動(dòng)處理null比手寫if (id ! null id.equals(...))簡(jiǎn)潔。重寫之后list.contains(new Student(001, ...))就能正確返回true了。從那以后我每次改完代碼都會(huì)先跑一遍原有的測(cè)試用例確認(rèn)沒破壞已有功能再提交。這個(gè)習(xí)慣幫我省了不少返工的時(shí)間。希望這份實(shí)驗(yàn)代碼和上面的改造思路能幫你把 Java 面向?qū)ο笳嬲闷饋矶恢皇菓?yīng)付考試。本文還有配套的精品資源點(diǎn)擊獲取