• Java程序设计实验5 | Java API应用

    *本文是博主对Java各种实验的再整理与详解，除了代码部分和解析部分，一些题目还增加了拓展部分（⭐）。拓展部分不是实验报告中原有的内容，而是博主本人自己的补充，以方便大家额外学习、参考。

    （解析部分还没加，过几天补）

    目录

    一、实验目的

    二、实验内容

    1、字符串加密

    2、模拟用户登录

    3、统计字符个数

    4、字符串缓冲区练习

    （1）使用StringBuffer类对键盘输入的字符串进行反转。

    （2）使用String和StringBuffer类分别对数组进行字符串拼接，使其变成一个字符串。

    5、生成验证码

    6、春节倒计时

    7、二月天

    8、正则表达式。（选做）

    三、实验总结 

    一、实验目的

    1、掌握String、StringBuffer和StringBuilder类的使用；

    2、掌握System和Runtime类的使用；

    3、掌握Math和Random类的使用；

    4、掌握日期时间类的使用；

    5、掌握包装类的使用；

    6、了解正则表达式的使用。

    二、实验内容

    1、字符串加密

    键盘输入一个原始字符串作为明文，然后使用加密方法加密，再对加密字符串进行解密。样例如下图，加密方法自定，完成其功能并测试。

    源代码：

    1. import java.util.Scanner;
    2.  
    3. public class S5_1 {
    4.     public static void main(String[] args) {
    5.         System.out.print("明文:");
    6.         Scanner in = new Scanner(System.in);
    7.         String x = in.nextLine();
    8.         System.out.println("***************************");
    9.         System.out.println("加密方法:每个字符的ASCII码加1");
    10.         System.out.println("***************************");
    11.         System.out.print("密文:");
    12.         char[] a = x.toCharArray();
    13.  
    14.         for (int i = 0; i < a.length; i++) {
    15.             a[i] += 1;
    16.             System.out.print(a[i]);
    17.         }
    18.  
    19.         System.out.println();
    20.         System.out.println("***************************");
    21.         System.out.print("解密:");
    22.         for (int i = 0; i < a.length; i++) {
    23.             a[i] -= 1;
    24.             System.out.print(a[i]);
    25.         }
    26.     }
    27. }

    列出测试数据和实验结果截图： 

    2、模拟用户登录

    编写一个程序，模拟用户登录。程序要求如下：

    （1）用户名和密码正确（不区分大小写），提示“登录成功”，并打开Windows的计算器程序；

    （2）用户名或密码不正确，提示“用户名或密码错误”；

    （3）总共有3次登录机会，超过3次，则提示“登录失败，无法再继续登录”。

    源代码：

    1. import java.util.Scanner;
    2.  
    3. public class S5_2 {
    4.     public static void main(String[] args) {
    5.         Scanner scanner = new Scanner(System.in);
    6.  
    7.         // 定义正确的用户名和密码（不区分大小写）
    8.         String correctUsername = "admin";
    9.         String correctPassword = "password";
    10.  
    11.         // 设置最大登录次数
    12.         int maxLoginAttempts = 3;
    13.         int remainingLoginAttempts = maxLoginAttempts;
    14.  
    15.         // 循环进行用户登录
    16.         while (remainingLoginAttempts > 0) {
    17.             // 用户输入用户名和密码
    18.             System.out.print("请输入用户名：");
    19.             String username = scanner.nextLine().toLowerCase(); // 将用户名转换为小写进行不区分大小写比较
    20.             System.out.print("请输入密码：");
    21.             String password = scanner.nextLine();
    22.  
    23.             // 验证用户名和密码
    24.             if (username.equals(correctUsername) && password.equals(correctPassword)) {
    25.                 System.out.println("登录成功！正在打开Windows的计算器程序...");
    26.                 // 在这里可以添加打开计算器程序的代码
    27.                 break; // 登录成功，跳出循环
    28.             } else {
    29.                 System.out.println("用户名或密码错误。剩余登录次数：" + (--remainingLoginAttempts));
    30.                 if (remainingLoginAttempts > 0) {
    31.                     System.out.println("请重新输入。\n");
    32.                 } else {
    33.                     System.out.println("登录失败，无法再继续登录。");
    34.                 }
    35.             }
    36.         }
    37.  
    38.         scanner.close();
    39.     }
    40. }

    列出测试数据和实验结果截图： 

    输入错误的情况：

    输入正确的情况：

    3、统计字符个数

    从键盘输入一个字符串，分别统计该字符串中所有大写字母、小写字母、数字、其它字符的个数，并分类输出这些字符和统计结果。（提示：不考虑字符内容，例如：Hello123World，大写2个，小写8个，数字3个。）

    源代码：

    1. import java.util.Scanner;
    2.  
    3. public class S5_3 {
    4.     public static void main(String[] args) {
    5.         Scanner scanner = new Scanner(System.in);
    6.  
    7.         // 从键盘输入字符串
    8.         System.out.print("请输入一个字符串：");
    9.         String inputString = scanner.nextLine();
    10.  
    11.         // 统计字符个数
    12.         int uppercaseCount = 0;
    13.         int lowercaseCount = 0;
    14.         int digitCount = 0;
    15.         int otherCount = 0;
    16.  
    17.         // 遍历字符串中的每个字符
    18.         for (char ch : inputString.toCharArray()) {
    19.             if (Character.isUpperCase(ch)) {
    20.                 uppercaseCount++;
    21.             } else if (Character.isLowerCase(ch)) {
    22.                 lowercaseCount++;
    23.             } else if (Character.isDigit(ch)) {
    24.                 digitCount++;
    25.             } else {
    26.                 otherCount++;
    27.             }
    28.         }
    29.  
    30.         // 输出统计结果
    31.         System.out.println("大写字母个数：" + uppercaseCount);
    32.         System.out.println("小写字母个数：" + lowercaseCount);
    33.         System.out.println("数字个数：" + digitCount);
    34.         System.out.println("其他字符个数：" + otherCount);
    35.  
    36.         scanner.close();
    37.     }
    38. }

    列出测试数据和实验结果截图： 

    4、字符串缓冲区练习

    （1）使用StringBuffer类对键盘输入的字符串进行反转。

    源代码：

    1. import java.util.Scanner;
    2.  
    3. public class S5_4_1 {
    4.     public static void main(String[] args) {
    5.         Scanner scanner = new Scanner(System.in);
    6.  
    7.         // 从键盘输入字符串
    8.         System.out.print("请输入一个字符串：");
    9.         String inputString = scanner.nextLine();
    10.  
    11.         // 使用StringBuffer进行字符串反转
    12.         StringBuffer reversedStringBuffer = new StringBuffer(inputString);
    13.         reversedStringBuffer.reverse();
    14.  
    15.         // 输出反转后的字符串
    16.         System.out.println("反转后的字符串：" + reversedStringBuffer.toString());
    17.  
    18.         scanner.close();
    19.     }
    20. }

    列出测试数据和实验结果截图： 

    （2）使用String和StringBuffer类分别对数组进行字符串拼接，使其变成一个字符串。

    源代码：

    1. public class S5_4_2 {
    2.     public static void main(String[] args) {
    3.         // 使用String类进行数组字符串拼接
    4.         String[] stringArray = {"Hello", ", ", "world", "!"};
    5.         String concatenatedString = concatenateWithString(stringArray);
    6.         System.out.println("使用String类拼接的字符串：" + concatenatedString);
    7.  
    8.         // 使用StringBuffer类进行数组字符串拼接
    9.         StringBuffer stringBuffer = concatenateWithStringBuffer(stringArray);
    10.         System.out.println("使用StringBuffer类拼接的字符串：" + stringBuffer.toString());
    11.     }
    12.  
    13.     // 使用String类进行数组字符串拼接
    14.     public static String concatenateWithString(String[] array) {
    15.         String result = "";
    16.         for (String str : array) {
    17.             result += str;
    18.         }
    19.         return result;
    20.     }
    21.  
    22.     // 使用StringBuffer类进行数组字符串拼接
    23.     public static StringBuffer concatenateWithStringBuffer(String[] array) {
    24.         StringBuffer result = new StringBuffer();
    25.         for (String str : array) {
    26.             result.append(str);
    27.         }
    28.         return result;
    29.     }
    30. }

    列出测试数据和实验结果截图： 

    5、生成验证码

    使用Random类创建一个6位的验证码，其中包含数字、字母的组合，并通过键盘输入该验证码，验证通过（不区分大小写）时提示“恭喜验证成功！”，否则提示“验证失败！”。 

    源代码：

    1. import java.util.Random;
    2. import java.util.Scanner;
    3.  
    4. public class S5_5 {
    5.     public static void main(String[] args) {
    6.         // 生成验证码
    7.         String verificationCode = generateVerificationCode();
    8.         System.out.println(verificationCode);
    9.  
    10.         // 提示用户输入验证码
    11.         System.out.print("请输入验证码（不区分大小写）: ");
    12.         Scanner scanner = new Scanner(System.in);
    13.         String userInput = scanner.nextLine();
    14.  
    15.         // 验证输入的验证码
    16.         if (verifyVerificationCode(userInput, verificationCode)) {
    17.             System.out.println("恭喜验证成功！");
    18.         } else {
    19.             System.out.println("验证失败！");
    20.         }
    21.  
    22.         scanner.close();
    23.     }
    24.  
    25.     // 生成6位验证码
    26.     private static String generateVerificationCode() {
    27.         StringBuilder code = new StringBuilder();
    28.         Random random = new Random();
    29.  
    30.         for (int i = 0; i < 6; i++) {
    31.             // 随机选择数字或字母
    32.             int choice = random.nextInt(2);
    33.             if (choice == 0) {
    34.                 // 生成数字
    35.                 code.append(random.nextInt(10));
    36.             } else {
    37.                 // 生成字母
    38.                 char randomChar = (char) ('A' + random.nextInt(26));
    39.                 // 随机选择字母是大写还是小写
    40.                 if (random.nextBoolean()) {
    41.                     randomChar = Character.toLowerCase(randomChar);
    42.                 }
    43.                 code.append(randomChar);
    44.             }
    45.         }
    46.  
    47.         return code.toString();
    48.     }
    49.  
    50.     // 验证输入的验证码是否匹配
    51.     private static boolean verifyVerificationCode(String userInput, String verificationCode) {
    52.         return userInput.equalsIgnoreCase(verificationCode);
    53.     }
    54. }

    列出测试数据和实验结果截图： 

    6、春节倒计时

    根据所学知识，计算明年（兔年2023年）春节的倒计时天数并输出：“距离兔年春节还有***天”。

    源代码： 

    1. import java.time.LocalDateTime;
    2.  
    3. public class S5_6 {
    4.     public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    5.         System.out.println("春节倒计时");
    6.         System.out.println("距离兔年春节还有");
    7.  
    8.         LocalDateTime newYear = LocalDateTime.of(2023, 1, 21, 0, 0, 0);
    9.         LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
    10.         System.out.println(newYear.getDayOfYear() + (newYear.getYear() - now.getYear()) * 365 - now.getDayOfYear() - 1 + "天");
    11.         System.out.print(newYear.getHour() - now.getHour() + 23 + ":");
    12.         System.out.print(newYear.getMinute() - now.getMinute() + 59 + ":");
    13.         System.out.print(newYear.getSecond() - now.getSecond() + 59);
    14.         System.out.println();
    15.     }
    16. }

    列出测试数据和实验结果截图： 

    7、二月天

    二月是一个有趣的月份，平年的二月有28天，闰年的二月有29天。编写一个程序，从键盘输入年份，根据输入的年份计算这一年的二月有多少天。

    源代码： 

    1. import java.util.Scanner;
    2.  
    3. public class S5_7 {
    4.     public static void main(String[] args) {
    5.         Scanner scanner = new Scanner(System.in);
    6.  
    7.         // 提示用户输入年份
    8.         System.out.print("请输入年份: ");
    9.         int year = scanner.nextInt();
    10.  
    11.         // 判断是否为闰年，并计算二月的天数
    12.         int daysInFebruary = isLeapYear(year) ? 29 : 28;
    13.  
    14.         // 输出结果
    15.         System.out.println(year + "年的二月有 " + daysInFebruary + " 天。");
    16.  
    17.         scanner.close();
    18.     }
    19.  
    20.     // 判断是否为闰年的方法
    21.     private static boolean isLeapYear(int year) {
    22.         // 闰年的条件：年份能被4整除但不能被100整除，或者能被400整除
    23.         return (year % 4 == 0 && year % 100 != 0) || (year % 400 == 0);
    24.     }
    25. }

    列出测试数据和实验结果截图： 

     

    8、正则表达式。（选做）

    “中华人民共和国成立于1949年10月1日”，利用正则表达式提取出其中的数字。

    源代码： 

    1. import java.util.regex.Matcher;
    2. import java.util.regex.Pattern;
    3.  
    4. public class S5_8 {
    5.     public static void main(String[] args) {
    6.         String inputString = "中华人民共和国成立于1949年10月1日";
    7.  
    8.         // 定义正则表达式匹配数字
    9.         String regex = "\\d+";
    10.  
    11.         // 编译正则表达式
    12.         Pattern pattern = Pattern.compile(regex);
    13.  
    14.         // 创建Matcher对象
    15.         Matcher matcher = pattern.matcher(inputString);
    16.  
    17.         // 提取数字并输出
    18.         while (matcher.find()) {
    19.             String number = matcher.group();
    20.             System.out.println("提取的数字：" + number);
    21.         }
    22.     }
    23. }

    列出测试数据和实验结果截图： 

    三、实验总结 

    1、通过本实验，我理解了String、StringBuffer和StringBuilder类的使用以及String、StringBuffer和StringBuilder的异同：

    • 相同点：它们的底层都是通过char数组实现。
    • 不同点：①String对象一旦创建其值就不能修改的，如果要修改，将重新开辟内存空间来存储修改之后的对象，而StringBuffer和StringBuilder对象的值可以被修改的；②如果需要对字符串进行频繁的修改，不要使用String，因为会造成内存空间的浪费。

    2、掌握了System和Runtime类的使用，用System类中的方法打开系统中的某些程序。

    3、掌握了Math和Random类的使用，掌握了如何通过Random类或Math类中的Random()方法生成随机数。

    4、掌握了日期时间类的使用。学会了如何编程求出某一时间距离当前时间还差多少时间。

    5、对正则表达式有了一个初步的了解。

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/wyd_333/article/details/134148279