20202311 实验四《数据结构与面向对象程序设计》实验报告
（课程：《程序设计与数据结构》
班级： 2023
姓名：余博雅
学号：20202311
实验教师：王志强
实验日期：2021年9月23日
必修/选修： 必修
##一、实验内容
（一）Java Socket编程
1.学习蓝墨云上教材《Java和Android编程》“第16章 输入/输出 ”和“第22章 网络”，学习JavaSocket编程
2.结对编程。结对伙伴A编写客户端SocketClient.java，结对伙伴B编写服务器端。
3.截图加学号水印上传蓝墨云，代码push到码云，并撰写实验报告。
（二）Java和密码学
参考 http://www.cnblogs.com/rocedu/p/6683948.html
以结对的方式完成Java密码学相关内容的学习（帖子中所有代码和相关知识点需要学习）。提交学习成果码云链接和代表性成果截图，要有学号水印。
（三）编写有理数/复数计算器
结对编程，结对伙伴A编写有理数计算器。结对伙伴B编写复数计算器。截图加水印上传蓝墨云，代码push码云。
（四）远程有理数计算器
结对编程，结对伙伴A编程实现客户端，结果伙伴B实现服务器端。
客户端通过键盘输入一个有理数计算的公式（例如：1/4 + 1/6 = ）,并把该公式以字符串的形式发送给伙伴B（服务器端），服务器端根据字符串计算出结果为5/12,并把结果返回给客户端A，A收到结果后输出结果。截图加水印上传蓝墨云，代码push码云。
（五）远程复数计算器
结对编程，结对伙伴B编程实现客户端，结果伙伴A实现服务器端。
客户端通过键盘输入一个有理数计算的公式（例如：1/4 + 1/6 = ）,并把该公式以字符串的形式发送给伙伴A（服务器端），服务器端根据字符串计算出结果为5/12,并把结果返回给客户端B，B收到结果后输出结果。截图加水印上传蓝墨云，代码push码云。
注意实验四（4）和实验四（5），一个人不能仅实现客户端，必须实现一个客户端和服务器，否则两个实验均不得分！！！
（六）实验报告
在规定时间前发表博客，标题“学号 实验四 《数据结构与面向对象程序设计》实验报告”
##二、实验过程及结果
（一）Java Socket编程（作为客户端，与伙伴20202307范宇涵结对编程）
1.学习蓝墨云上教材《Java和Android编程》“第16章 输入/输出 ”和“第22章 网络”，学习JavaSocket编程
2.结对编程。结对伙伴A编写客户端SocketClient.java，结对伙伴B编写服务器端。
3.截图加学号水印上传蓝墨云，代码push到码云，并撰写实验报告。
（1）编写Client端代码
import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
public class SocketClient {
public static void main(String[] args) throws IOException {
//1.建立客户端Socket连接，指定服务器位置和端口
try (Socket socket = new Socket("192.168.1.24", 8800)) {
//2.得到socket读写流
OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
OutputStreamWriter outputStreamWriter = new OutputStreamWriter(outputStream);
//输入流
InputStream inputStream = socket.getInputStream();
BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(inputStream, StandardCharsets.UTF_8));
//3.利用流按照一定的操作，对socket进行读写操作
String info1 = " 用户名：Thl，密码：sweet";
outputStreamWriter.write(info1);
outputStreamWriter.flush();
socket.shutdownOutput();
//接收服务器的响应
String reply;
while (!((reply = bufferedReader.readLine()) == null)) {
System.out.println("接收服务器的信息为：" + reply);
}
//4.关闭资源
bufferedReader.close();
inputStream.close();
outputStreamWriter.close();
outputStream.close();
}
}
}
（2）与server配对（注意关闭防火墙），配对结果如图：
（3）代码上传至码云
SocketServer · 0aa2b63 · 2023Java_DS/余博雅20202311. - Gitee.com
（二）Java和密码学
参考 http://www.cnblogs.com/rocedu/p/6683948.html
以结对的方式完成Java密码学相关内容的学习（帖子中所有代码和相关知识点需要学习）。提交学习成果码云链接和代表性成果截图，要有学号水印。
（1）凯撒密码的加密解密
凯撒密码的加密算法极其简单。其加密过程如下：
在这里，我们做此约定：明文记为m，密文记为c，加密变换记为E(k1,m)（其中k1为密钥），解密变换记为D(k2,m)（k2为解密密钥）（在这里k1=k2,不妨记为k）。凯撒密码的加密过程可记为如下一个变换：
c≡m+k mod n （其中n为基本字符个数）
同样，解密过程可表示为：
m≡c+k mod n （其中n为基本字符个数）
①编写Caesar代码
public class Caesar {
public static void main(String[] args) throws Exception{
String s = args[0];
int key=Integer.parseInt(args[1]);
StringBuilder es= new StringBuilder();
for(int i=0;i<s.length( );i++)
{ char c=s.charAt(i);
if(c>='a' && c<='z') // 是小写字母
{ c+=key%26; //移动key%26位
if(c<'a') {c+=26;} //向左超界
if(c>'z') {c-=26;} //向右超界
}
else if(c>='A' && c<='Z') // 是大写字母
{ c+=key%26;
if(c<'A') {
c+=26;
}
if(c>'Z') {
c-=26;
}
}
es.append(c);
}
System.out.println(es);
}
}
②输入明文并设置密钥
③得到密文
④解密
（2）Java对称加密-DES算法
①编写代码创建密钥并保存在文件key1.data中
②输入java Skey_kb 运行程序，在程序的当前目录中将产生文件名为keykb1.dat的文件保存密钥编码，后使用循环语句将字节数组中的内容打印出来
③输入java SEnc运行程序，在程序的当前目录中将产生文件名为SEnc.dat的文件。输出字符串"Good job!"的字节数组编码方式和加密后的字节组码
④输入java SDec运行程序，执行解密
（3）Java非对称加密-RSA算法
①输入java Skey_RSA运行程序，当前目录下将生成两个文件：Skey_RSA_pub.dat和Skey_RSA_priv.dat，前者保存着公钥，后者保存着私钥。将文件Skey_RSA_pub.dat对外公布（如放在Web服务器上给大家下载，或者直接拷贝给所有需要的人），而Skey_RSA_priv.dat秘密保存。
②输入java Enc_RSA运行程序，将密文c打印出来，并以字符串形式保存在文件中。运行结果显示了公钥中的参数以及加密的结果c，这些都是很大的整数，n和c多达上百位。程序运行后密文c以字符串形式保存在文件Enc_RSA.dat中。
③运行程序输入java Dec_RSA运行程序，读取私钥中的参数以及解密的结果，转换出明文结果“Hello World!”
（4）使用密钥协定创建共享密钥
①创建DH公钥和私钥
②创建共享密钥
（5）Java摘要算法- MD5
运行java DigestPass程序，其中命令行参数Practice is so difficlut.是原始数据，屏幕输出计算后的消息摘要：8c004d7e3b8a5a850ab2459c3afc2f57
（三）编写有理数/复数计算器
结对编程，结对伙伴A编写有理数计算器。结对伙伴B编写复数计算器。截图加水印上传蓝墨云，代码push码云。
编写有理数计算器
①编写分数类
②编写有理数计算器
（四）远程有理数计算器（我作为有理数计算器的服务端）
结对编程，结对伙伴A编程实现客户端，结果伙伴B实现服务器端。
客户端通过键盘输入一个有理数计算的公式（例如：1/4 + 1/6 = ）,并把该公式以字符串的形式发送给伙伴B（服务器端），服务器端根据字符串计算出结果为5/12,并把结果返回给客户端A，A收到结果后输出结果。截图加水印上传蓝墨云，代码push码云。
（五）远程复数计算器
结对编程，结对伙伴B编程实现客户端，结果伙伴A实现服务器端。（我作为复数计算器客户端）
注意实验四（4）和实验四（5），一个人不能仅实现客户端，必须实现一个客户端和服务器，否则两个实验均不得分！！！
三、实验过程中遇到的问题和解决过程
问题1：作为服务端，无法和结对伙伴配对
解决过程：首先需要将自己电脑的IP地址发给结对伙伴，再次关闭防火墙，使链接成功。
问题2：编写Caesar代码时不知道如何配置使得明文转化为密文
解决方式：查找资料并询问同学得出应在配置中输入
问题3：不知道如何实现分数中的“/"
解决方式：上网搜索相关信息得出使用Stringtokenizer实现。
四、感悟
1、java不仅是一堆英文字母组成的代码，它还可以与其他学科结合实现一些很有趣的例如加密等功能。随着学习程度的加深，我相信未来java的学习会非常有趣。
2.java是一个庞大的体系，很多类和方法都需要我们不断去学习和体会，通过多练习多使用，我们将更加熟练掌握java代码的编写。
参考资料
- [《Java程序设计与数据结构教程（第二版）》](https://book.douban.com/subject/26851579/)
- [《Java程序设计与数据结构教程（第二版）》学习指导](http://www.cnblogs.com/rocedu/p/5182332.html)
