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20165318 《Java程序设计》实验一(Java开发环境的熟悉)实验报告

程序员文章站 2022-05-05 16:33:14
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20165318 《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:1653班        姓名:孙晓暄        学号:20165318

指导教师:娄嘉鹏                              实验日期:2018年4月2日

实验时间:13:45 - 3:25                    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。

二、实验内容及步骤

(一)使用JDK编译、运行简单的java程序

  • 命令行下的程序开发
    步骤一(新建文件夹):打开windows下的git bash → 输入cd java命令进入java目录 → 输入mkdir 20165318test建立以自己学号命名的文件夹 → 输入cd 20165318test进入文件夹 → 输入mkdir exp1建立“实验一”文件夹 → 输入cd exp1进入“实验一”文件夹 → 输入mkdir src ,mkdir bin,建立src和bin文件夹。

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步骤二(编译、运行java程序):使用git bash中的vim编辑器编辑java程序 → 在命令行下编译、运行
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(二)使用IDEA编辑、编译、运行、调试Java程序

1、新建「HelloJDB」类,输入如下代码:

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2、运行「HelloJDB」,单击运行按钮(或使用Alt+Shift+F10快捷键)

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3、设置断点,单步运行。
在需要设置断点的一行左侧单击鼠标,出现红色圆点。比如如下在第七行设置了断点:

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在上方Run菜单找到Debug...进行单步调试(或使用Alt+Shift+F9快捷键):

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运行到第七行截止,结果如下:

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继续向下单步执行可使用Step Into(快捷键F7)和Step Over(快捷键F8)

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Step Over(F8):程序向下执行一行(如果当前行有方法调用,这个方法将被执行完毕返回,然后到下一行)

Step Into(F7):程序向下执行一行。如果该行有自定义方法,则运行进入自定义方法(不会进入官方类库的方法)

Force Step Into:进入任何方法

Step Out(Shift+F8):如果在调试的时候进入了一个方法,并觉得该方法没有问题,就可以使用stepout跳出该方法,返回到该方法被调用处的下一行语句。值得注意的是,该方法已执行完毕。

Run to Cursor:将程序运行到光标处。

可使用Resume(快捷键F9)直接运行完毕,如下图:

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4、条件断点
如果想查看大循环中出现的问题,可以通过条件断点来解决。如下图所示设置条件断点,使用Resume(快捷键F9)从上一个断点直接运行到此条件断点。

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(三)练习: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)

要求』:通过命令行和IDEA两种方式实现,在IDEA下练习调试程序。

1、设计思路

我们知道凯撒密码是一种代换密码。他的基本思想是: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**。
我要实现使用凯撒密码在不同**下对明文,进行加密;或对密文进行解密。

2、代码撰写

shiyan1.java

/**
 * Created by SXX on 2018/3/31
 */

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

public class shiyan1 {
    public static void main(String[] args)  {
        EncryptAndDecrypt person = new EncryptAndDecrypt();
        System.out.print("请选择加密还是解密:(加密输入1,解密输入2)");
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        int n = scanner.nextInt();
        if (n == 1) {
            System.out.print("请输入明文:");
            Scanner scanner1 = new Scanner(System.in);
            String m = scanner1.nextLine();
            System.out.print("请输入**:");
            Scanner scanner2 = new Scanner(System.in);
            int k = scanner2.nextInt();
            try {
                String serct = person.encrypt(m, k);
                System.out.println("密文是:" + serct);
            }
            catch (EadException e){
                System.out.println(e.warnMess());
            }
        } else {
            System.out.print("请输入密文:");
            Scanner scanner1 = new Scanner(System.in);
            String m = scanner1.nextLine();
            System.out.print("请输入**:");
            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 (EadException e){
                System.out.println(e.warnMess());
            }
        }
    }
}

EncryptAndDecrypt.java //凯撒密码

public class EncryptAndDecrypt {
    String encrypt(String sourceString, int password) throws EadException{   //加密算法
        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 EadException(sourceString);
            }
            int mima = (c[i] - 'a' + password) % 26 + 'a';          //加密
            c[i] = (char) mima;
        }
        return new String(c);                                       //返回密文
    }

    String decrypt(String sourceString, int password) throws EadException{   //解密算法
        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 EadException(sourceString);
            }
            int n = c[i] - 'a' - password;
            if (n <= 0) {
                n = n + 26;
            }
            int mima = n % 26 + 'a';          //解密
            c[i] = (char) mima;
        }
        return new String(c);                          //返回明文
    }
}

EadException.java //自定义异常类

public class EadException extends Exception{
    String message;
    public EadException(String sourceString){
        message = "所输入的字符不符合要求";
    }
    public String warnMess(){
        return message;
    }
}

3、运行结果

命令行实现:
  • 正常情况

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  • 边界情况

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  • 异常情况

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IDEA调试:
  • 正常情况

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  • 边界情况

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  • 异常情况

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三、实验过程中遇到的问题

  • 问题1:当输入字母处于临界值时,不能正常字母,出现异常字符,如下图:

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  • 解决过程:使用终端计算后发现,解密时,当字母对应ASCII码取余26,如果是负数,就会输出异常字符,在程序中添加if语句,负数是加上26,就可以解决了。

  • 问题2:在使用异常类时,我本来想直接使用IOException异常类,但是程序报错。

  • 解决过程:在查阅Scanner类会出现的异常时发现,IOException异常类用于,参数有流的情况下,而我的代码中没有使用流。因此我自己定义了一个异常类,问题得以解决。

四、实验体会与总结

“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。”书上的代码敲的有3000多行了,真正掌握了书上多少知识点我并不清楚。“实践是检验真理的唯一标准。”实验使我将理论用于实际,对课本知识有了更深的理解。

刚开始看到这个题目的时候,感觉不是很难,但仔细分析之后发现,要真正完整的实现凯撒密码,考虑到尽可能多的情况并不容易,我最初只是进行了一个大致的设计,然后就开始上手编代码,其中遇到很多没有想到的情况,就要打断原来的思路,甚至颠覆之前的想法,这使我编写代码的效率大大降低。因此,敲代码前先构思好整体的框架,尽可能多的想会出现的问题及解决方法,在再编写时用细节一点一点的填充。

之前看书时,我不太理解为什么要将不同的类分开,觉得这样查看起来很麻烦。但这次实验使我感觉到编写时将不同的类分开的好处。最初的代码,我将两个大类都放在一起,出现问题时,要一直上下翻看对比,在自定义异常类时,我将所有的类都分开了,一目了然,运行出现问题时,也比较好查看。

这个代码算是我真正自己编写的代码,编完之后,一股成就感油然而生。这次实验不仅使我更加深入的理解了教材上的知识点,而且锻炼了我的思考能力,让我意识到拥有正确的编程思想的重要性。

码云链接:

https://gitee.com/BESTI-IS-JAVA-2018/20165318_sun_xiaoxuan/commit/5657029dda6f33661c8ac71b7ffa4f674d75956c

代码上传截图:

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步骤 耗时 百分比
需求分析 4min 4%
设计 5min 5%
代码实现 60min 64%
测试 4min 5%
分析总结 20min 22%