### Java实验报告之数组及字符串应用
#### 实验目的
本次实验旨在使学生掌握Java编程的基本技能，并深入了解数组和字符串的应用。具体目标包括：
1. **熟悉上机环境及程序调试方法**：学会如何配置Java开发环境，并掌握基本的调试技巧。
2. **简单循环与分支程序设计**：通过实践，熟练运用循环结构（如`for`、`while`）以及条件判断（如`if`、`switch`）。
3. **数组的存储原理及其应用**：理解数组的概念、存储方式以及在实际程序中的使用方法。
4. **字符串的存储原理及其应用**：掌握字符串的基本操作，了解其内部存储机制，并能够进行字符串处理。
#### 实验内容
实验内容主要分为五个部分：
1. **上机环境配置**：配置Java开发环境，确保实验所需的软硬件环境正常工作。
2. **学习程序调试方法**：学习如何使用IDE或命令行工具进行程序调试。
3. **循环及分支程序设计**：编写包含循环和条件判断的程序，实现基本的逻辑控制。
4. **排序程序设计**：设计并实现一种排序算法，例如冒泡排序。
5. **字符串中查找子字符串程序设计**：编写程序实现字符串匹配功能，能够在给定的文本中查找特定的子串。
#### 实验硬件、软件环境
实验所使用的硬件环境是一台配置为CPU为P4 2.8G、内存为512M、硬盘为80G的PC计算机。软件环境则基于Windows XP操作系统，结合JSDK 1.5和JCreator Pro 3.5集成开发环境。
#### 实验算法设计
在实验过程中，需要设计并实现以下算法：
1. **循环结构**：利用`for`循环来遍历数组元素，展示数组元素。
2. **分支结构**：使用`switch`语句根据不同的月份输出对应的天数。
3. **排序算法**：实现冒泡排序算法，对数组进行升序排列。
4. **字符串匹配**：采用循环结构逐个字符比较的方式，在主字符串中查找子串的位置。
#### 程序设计
1. **环境变量配置**：在Java开发环境中，主要需要配置两个环境变量，分别是`path`和`classpath`。在Windows系统中可以通过控制面板进行设置。例如，`path`可以设置为 `%JAVA_HOME%\bin;`，而`classpath`则可以设置为 `.;%JAVA_HOME%\lib\dt.jar;%JAVA_HOME%\lib\tools.jar`。
2. **程序调试**：调试Java程序的方法有很多种，可以通过命令行工具或者集成开发环境（IDE）进行。例如，对于简单的Java程序，可以在命令行窗口中进行编译和运行。示例程序如下：
```java
import java.util.Scanner;
public class ScannerTest {
public static void main(String[] args) {
Scanner in = new Scanner(System.in);
int i;
System.out.println("您输入一个的数据为：");
i = in.nextInt();
int p;
System.out.println("您输入另一个的数据为：");
p = in.nextInt();
p = i + p;
System.out.println("求和结果如下" + p);
}
}
```
将程序保存为`ScannerTest.java`文件，并放置于C盘根目录下，然后在命令行窗口中执行`javac ScannerTest.java`进行编译，再执行`java ScannerTest`运行程序。
3. **循环及分支程序设计**：使用`switch`语句来根据月份输出对应的天数，并使用`for`循环遍历数组，展示每个数组元素。示例代码如下：
```java
public class SwitchFor {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("分支语句测试结果");
int month = 2;
int year = 2000;
int numDays = 0;
switch (month) {
case 1:
case 3:
case 5:
case 7:
case 8:
case 10:
case 12:
numDays = 31;
break;
case 4:
case 6:
case 9:
case 11:
numDays = 30;
break;
case 2:
if (((year % 4 == 0) && !(year % 100 == 0)) || (year % 400 == 0))
numDays = 29;
else
numDays = 28;
break;
}
System.out.println("The date is 2000.2. The number of Days=" + numDays);
System.out.println("-----------------------------------------");
System.out.println("循环语句测试结果");
int[] array = {1, 2, 3};
for (int i = 0; i < array.length; i++) {
System.out.println("字符串的输出：" + array[i]);
}
}
}
```
4. **排序程序设计**：使用冒泡排序算法对数组进行排序。示例代码如下：
```java
public class ArrBubble {
public static void bubble_sort(int[] Myarr) {
int k = Myarr.length;
while (--k >= 0) {
for (int j = 0; j < k; j++) {
if (Myarr[j] > Myarr[j + 1]) {
// Swap elements
int temp = Myarr[j];
Myarr[j] = Myarr[j + 1];
Myarr[j + 1] = temp;
}
}
}
}
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {3, 2, 1};
bubble_sort(arr);
for (int i : arr) {
System.out.print(i + " ");
}
}
}
```
5. **字符串中查找子字符串程序设计**：实现字符串匹配功能，可在给定的文本中查找特定的子串。示例代码如下：
```java
public class SubstringFinder {
public static void main(String[] args) {
String text = "Hello, this is a sample string.";
String pattern = "sample";
int index = text.indexOf(pattern);
if (index != -1) {
System.out.println("Found the pattern at index: " + index);
} else {
System.out.println("Pattern not found.");
}
}
}
```
以上是本次实验的主要内容和程序设计实例，通过这些实践操作，可以加深对Java基础知识的理解，提高编程能力。
