给新人的一些题目

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* @Author: [e-mail]
* @Date: 2012-04-02
*/

   好吧，我是有点热心了。看到ItEye上满屏的框架名词的确让人有些悲愤！如果我是一个准备学点Java用来开拓人生的新人，在出入ItEye多次后，可能见过最多的名词是SSH。这不能怪这个氛围，因为招聘要求上也是这样写的。所以许许多多的新人开始追求对SSH的一夜速成：去培训机构、搭环境、跑通例子后义无反顾地陷入到SSH的漩涡中。

    揠苗助长，应该是一个很合适的总结吧。还没搞清楚为什么有SSH，它的设计主旨是什么前就开始使用它，怎样听都让人感觉不靠谱。更可怕的是，千万不要让初学者认为这就是Java的基础呀！不然没有打好基础，对以后的职业发展不利的，你们觉着是吗？

    现实问题是：在学校老师会出师让大家做着玩，如果没有老师带，初学者想找个感兴趣的项目的机会都没有。我也是看到网上有人咨询启蒙项目的事情时，才萌生这样的想法。开发人员的成长就是需要项目的历练，这需要写很多代码，并且实际维护这些代码的产品运行。所以我来出一些适合初学者的小题目，有闲暇时间可以多做做题，长些实际经验。

    目标人群是Java初学者，必须是有兴趣，且需要有一些编程经验（无论哪种语言）。过程中遇到任何不清楚的问题请Google，对JDK不熟悉，请查阅相关文档或JDK代码。
题目的难度不算难，但需要花点时间理解我的需求。我只做一些提示，相关信息自己去Google。不要做一个懒人，高效使用Google也是开发人员基本功。期望的做题态度是：1. 自己思考，动手独立完成。2. 有些名词或想法不清楚，或是没有思路，请自行Google。3. 如果上面两步也不能解决问题，这时才可以求助于有经验的人或发贴到论坛。项目的结果才是关键，不希望纠结于小细节。不要怕犯错，不要怕写不好，不犯错是没有成长的，以后会写的越来越好。记住！结果才是关键。不建议跳着做题目，因为很多题目都是有相关性的。对编程环境没要求。程序的执行都可以从main方法开始，携带所需的参数。

    每道题目都包含“具体”的要求、提示信息或扩展训练。首要任务是完成基本的功能要求，扩展训练留作进阶或其它时间思考。为什么给具体加引号。因为做题的你可能会抱怨：怎么这个描述这么不清楚，做什么我一概没思路。这是正常的！问问这里工作过很多年的兄弟们呐，谁拿到过详细些的需求。所以希望你先试着理解我的需求，然后按你的想法来。编码过程中肯定会出现各种各样的问题，请相信自己的能力，再给自己些压力，你一定会有很多收获。事先声明：这些题目没有标准答案。

    好吧，正式看题（试试吧！）

1. 统计本地磁盘中某个目录下的所有文件数和总行数
题目要求：传入如"D:\workspace" 这样的一个目录，返回这个目录下有多少个文件，且计算这些文件的总行数。
结果示例："Dir: D:\workspace, 1342 files, 87822 lines"

扩展训练：

• 如果传入的参数是一个文件名（不是目录名），那么你该怎么办？
• 有在网上看过那些统计代码行数的工具软件么？没了解过的话去下载个并观摩，看能不能实现跟它一样的功能。

2. 创建指定大小的文件
题目要求：在本地磁盘上创建一个大小578MB的文件，文件内容你自己生成，可以是任何数据

扩展训练：

• 文件内容必须是一行一行的文本，内容随机生成
• 创建十万行包含随机文本的文件
• 要求文件中每行必须包含20列，每列一个随机字符串

3. 算出第100位斐波那契(Fibonacci)数列的值
题目要求：Fibonacci数列公式：f(0)=0, f(1)=1, f(n) = f(n-1) + f(f-2)。算出f(100)的值

提示：会出错么？会出什么错？为什么出错？根据规律来看，怎样解决呢？ 用缓存可行么？


4. 审视自己的代码：编码规范
    初试手脚，感觉很不错吧。有让其它人看过你写的代码么，他们怎样评价呢？ 别人看你的代码时，第一眼不是看到具体的逻辑，而是代码的组织结构和命名。清晰的代码结构和良好的命名，可以让读代码的人很容易定位到具体的逻辑，还能保持愉悦的心情。写出来的代码就是给别人来看的，它就是程序的脸面。不好看的脸谁都感觉不舒服，可能也懒得看，最典型的例子就是三国里面的庞统。所以怎样强调程序的可读性都不为过，我们平时写程序也得遵循一定的规范。幸好这事Sun已经提前想到。

题目要求：下载Sun的编码规范(在此下载)，然后详加研究，确保自己都能遵守。然后重新整理之前写过的几个例子代码。运用这些编码规范，有则改之，无则加冕。

扩展训练：体会下没有编码规范会出现哪些问题？最好是把感想写下来


5.  下载Google首页到本地
题目要求：用程序访问Google首页，并把返回的首页所有内容存储到本地磁盘的单独文件中

扩展训练：看看你存储的文件里面的内容是不是很杂乱？思考下怎样过滤无用的数据，只提取我们可以在网页上看到的信息


6. 通过Java程序打开Windows下的某个文件或是执行Linux命令
题目要求：例如指定一个Word文件路径，用程序调用来启动真正的Word程序。或是让程序来执行你所要求的Linux命令。


7. 把程序打成Jar文件
题目要求：写过好几个程序了吧，是不是一直在IDE里面用main方法来执行？现在可以把程序打成一个jar包，然后在命令行用java -jar yourjarfile.jar {param} 来执行了，毕竟这是一种较通用的方式。需要了解Jar文件的组成

扩展训练：思考下如果你的程序依赖于其它的jar文件，这时候你的程序怎样可以运行起来？


8. 从某段文本中提取想要的数据
题目要求：对于这样的一段文本：Google Maps， 提取出具体的二级域名，结果就是想得到 "maps.google.com" 这样一个字符串。这样的文本在题目5所下载的文件中很常见？那么用你的方式来试着解析

扩展训练：试着用正则表达式来解析这段文本


9. 审视自己的代码：单元测试
    写上面一些代码时是不是来回折腾了不少？想想看，如果把这样的代码交付给其它人，出错来回折腾时，其它人会怎么想。是时候考虑提高自己代码质量了！

题目要求：学习Java中单元测试的方法(JUnit的使用)，对上面写过的程序完善单元测试。

扩展训练：

• 仔细想想单元测试的重要性及怎样写有效的单元测试。
• 理解单元测试、集成测试的区别。
• 有空可以看下 测试驱动开发(TDD)的思想

10. 创建树状结构
题目要求：树状结构都不陌生，大到国家企业的组织架构，小到你本地的那个文件系统，且在以后你的程序生涯中经常会碰到。你现在需要做的事情是仿照你本地文件系统的样子，用程序来实现一棵树。包含目录和文件。文件内容可映射到本地磁盘系统的某个具体文件。可以说，你现在要做的就是在本地文件系统之上，再构建一个虚拟的文件系统。只不过物理文件还是存在本地磁盘上。 需要的功能有：1. 可以利用题目1的程序遍历树中某个目录的信息。 2. 实现添加/删除文件、添加/删除目录，添加文件时需要传入一个stream，因为你需要将这个stream保存到本地磁盘上的。

扩展训练：

• 试试当一个目录下有一万个文件时性能怎样。
• 测试下众多目录超过一百层，可能会有哪些错误。
• 写一个程序，随机地操作这棵树，往里面上传文件、删除目录等各种操作。（这个模拟人工操作的程序不会太好写，但相信你有自己的办法来完成)

11. 把现实世界搬到你的程序里来
题目要求：写上个例子困难么？或是压根没思路？学习面向对象思想的主旨及相关的话题。试着分析如何将现实世界中的关系映射到程序中。这会对你做上一道题有帮助。


12. 加载别人的jar文件并运行里面的代码
题目要求：题目7里面你自己拥有了可以执行的jar文件。那么现在的情况是，如果别人提供给你这样的jar文件，你怎样通过程序来运行他的jar文件里面的代码呢？有两点你需要清楚：1. 他的jar文件在哪里。2. 运行里面的哪个类的哪个方法。所以你得学习怎样加载指定路径的jar文件，怎样通过反射来执行它。

扩展训练：如果要你执行他的类里面的private方法，程序会怎么做


13. 实现文件下载服务器
题目要求：这里就是典型的CS模型了。客户端向服务器端发送了一个文件名，如"D:\server\ineedafile.txt"，服务器找到这个文件，然后把这个文件通过Socket的输出流传回给客户端，然后客户端获取到这个流后，把它保存到本地的另外一个文件里，名字就叫"D:\client\ineedafile_copy.txt"。如果服务器没找个这个文件，那么就返回一个字符串"ERROR:File not found"。

提示：有两个进程，客户端和服务器，通过Socket通信。两个进程都可以在本地机器上运行。先实现功能，我没说到的地方按你的想法来补充。


14. 实现天涯的“只看楼主”功能
题目要求：就是避免在看帖子时受到其它人的影响。题目5只是小试牛刀，这里才是你大展拳脚的地方。预先提供天涯上一个版块的网址，如莲蓬鬼话，分析它的网页结构，获得每个主题帖子的网址，然后分析帖子网页结构，把楼主的话一段段保存到本地文件里。好玩吧？省得去那些乱七八糟的天涯聚类网站看恶心的广告。

提示：1. 先实现上面的功能，对于分析网页结构，可以手工分析，或用正则表达式分析，但推荐使用开源的分析HTML的项目。2. 不要太频繁地发送大量HTTP连接。天涯本来就很慢！3. 这里考验对html地址的管理，不要让你的程序跑到其它网站或扩散到其它版块。

扩展训练：

• 主题贴一般都有好多页，怎样顺着“下一页”完整地把楼主的帖子聚合起来呢？
• 和上一条一样，版块也是分多页的，怎样收集更多的主题帖呢？

15. 审视自己的代码：程序不按套路执行怎么办
    做完上面几道题是不是对这条感触颇深？代码按着思路写好后，太多的时候不按我们设想的执行过程来。为什么？可能的原因有：你的设想就是错的；设想挺对但代码实现错了；执行时数据有问题；执行环境与设想不一样。。。 算了，不论哪种情况，查出具体的问题所在才是当务之急。

题目要求：学习如果在你的IDE里面调试Java程序！学习断点的概念，知道怎样单步执行、跳到下一断点、进入方法、查看表达式、查看变量、查看调用栈信息等知识。这些在工作中是必备技能。出错不可怕，出错可以让人更好地成长，出错时快速排查及定位、修复问题也是你的能力体现。 所以，自信地将这里学到的代码调试功夫运用到你的开发过程中吧。

扩展训练：如果程序正运行在服务器上，如何对远程的正在运行中的代码做调试呢？仔细想想，然后Google


16. Buffer的改进
题目要求：这个题目是需要先读懂Java NIO中所带的ByteBuffer，然后自己实现一个类似的Buffer。要求是：1. Buffer可以被读线程和写线程同时操作，肯定得先写后读了，且得记着读和写的位置。2. 写线程写到Buffer末尾时，如果看到Buffer头部的一段已经被读过（读过的数据就没有用了），就可以继续把数据写到这段。3. 读线程看到写的位置比自己读的位置小，那么表示还得回头从Buffer开头继续读。4.没有数据读或没有地方写，相应线程就得阻塞。整体来看，它就是生产者/消费者的中转区，且充分利用无用的空间，减少线程等待时间。


17. 索引的理解
题目要求：这节来做一个简单的“搜索引擎”，有意思吧。题目14你已经把天涯折腾了一番，现在该换个有价值的目标了：StackOverFlow。为什么说有价值？它的大多问题对于初学者来说正适合，还可以边练英文边学到真正厉害的人那种谦逊的态度。目标是：1. 改题目14的代码，下载StackOverFlow中与Java相关的论题（它的问题在这里 http://stackoverflow.com/questions/），然后存储到本地磁盘中。2. 对下载来的这些网页内容（可能每个问题一个文件），按空格来分解成一个个的单词。在内存中建立倒排索引（关键词到文件，也可以是文件的具体行）。然后把这些索引保存到单独的文件中。3. 提供程序可以根据关键词来查询到具体的StackOverFlow问题。这是不是对你的学习更有帮助？想想你本地有这样一个工具，可以随时查到你需要知道的问题，是不是很激动

提示：1. 选择StackOverFlow一方面是因为对学习有帮助，另一方面是英文分词简单，不想涉及到中文分词让大家望而却步。2. 下载到的内容的本地管理也是你需要有创造力解决的问题，加油吧。3. 查询可以只是简单地把关键词相对应的内容筛选出来（不要出来太多呀），点到为至


18. 审视自己的代码：改代码容易么
题目要求：几道题目来回折腾了好几次。这时候你的代码容易修改么？你是很了解自己的程序，如果换个其它人，他能应付过来么？思考下如何符合功能的高内聚低耦合。把功能相同的代码抽取成公用类。目标：学习重构的知识，建立起“系统”这层概念。


19. 完善文件下载服务器
题目要求：题目13只是一个简单功能的实现。假如客户端是由其它人来写，那你总得和别人约定请求与返回的协议吧？所以本题目有如下几个功能点：1. 设计文件下载的协议，供别人使用。（请求id，版本号，数据长度，错误状态等）这涉及到协议的接收与解析，值得关注。 2. 使用NIO来搭建服务器端。 3. 用题目10创建的树状系统来代替本地文件系统。4. 返回文件时使用zero-copy。

扩展训练：思考下如何实现文件下载限速


20. 接触虚拟机
题目要求：仅仅是小折腾，不做具体研究。可以尝试的例子是：1. 创建一万个线程。 2. 创建大量超过10MB的数组。3. 创建百万到千万级别的普通对象。在这三个例子的过程中，尽量不要让main方法很快退出，持续一段时间来看效果。

提示：会出错么？有任何错误请Google解决它。这个题目的目标是对JVM异常及参数有初步的认识。

扩展训练：

• 如果出现OOM，分析原因，可以创建heap dump，用MAT来分析
• 试试VisualVM，监控JVM运行

21. 分享你的失败过程
题目要求：在经历这些小项目后，相信你一定有很多渴望分享的错误与感触。这些分享可以更好地帮助其它人进步。写出来还表示你真的体会了！

评论

10 楼 水何慕慕 2013-03-20  

mark 下

9 楼 a450065208 2012-04-10  

楼主，对于网页获取很有研究吗，看很多题目都是关于网页抓取及分析的，我最近在学习如何获取网页中想要的内容，不知道楼主能否教导一下学习经验。比方我，我想获取谷歌翻译页面的内容，它里面有太多其他的东西，我如果只想获得翻译后的结果，能实现吗？我看了那个页面，它好像是通过js将值写在网页中的，但是我看不到那个标签是什么？望指教啊

8 楼 langyu 2012-04-09  

不好意思，这里最好不要讨论结果！

7 楼 yangnanenana 2012-04-07  

len-len 写道

这个才是正确的结果，f(100)=354224848179261915075，呵呵，考虑long溢出的问题

是滴，溢出了

6 楼 len-len 2012-04-06  

lyaqys 写道

yangnanenana 写道

关于第三题，我用数组处理了下，用时很短，不知这样做对不对，请各位指点指点~

public static void main(String[] args) {
		long begin = System.currentTimeMillis();
		long[] results = new long[101];
		results[0] = f(0);
		results[1] = f(1);
		for(int i=2;i<101;i++){
			results[i] = results[i-1] + results[i-2];
		}
		long end = System.currentTimeMillis();
		System.out.println("time:"+(end-begin));
		System.out.println("f(100)="+results[100]);
	}

打印如下：
time:0
f(100)=3736710778780434371

其实如果只是打出第100个的话，不用数组，只要两个变量就可以了的~~

2个变量不行，至少3个，一个要作为交换的临时变量

5 楼 len-len 2012-04-06  

lyaqys 写道

yangnanenana 写道

关于第三题，我用数组处理了下，用时很短，不知这样做对不对，请各位指点指点~

public static void main(String[] args) {
		long begin = System.currentTimeMillis();
		long[] results = new long[101];
		results[0] = f(0);
		results[1] = f(1);
		for(int i=2;i<101;i++){
			results[i] = results[i-1] + results[i-2];
		}
		long end = System.currentTimeMillis();
		System.out.println("time:"+(end-begin));
		System.out.println("f(100)="+results[100]);
	}

打印如下：
time:0
f(100)=3736710778780434371

其实如果只是打出第100个的话，不用数组，只要两个变量就可以了的~~

这个才是正确的结果，f(100)=354224848179261915075，呵呵，考虑long溢出的问题

4 楼 lyaqys 2012-04-06  

yangnanenana 写道

关于第三题，我用数组处理了下，用时很短，不知这样做对不对，请各位指点指点~

public static void main(String[] args) {
		long begin = System.currentTimeMillis();
		long[] results = new long[101];
		results[0] = f(0);
		results[1] = f(1);
		for(int i=2;i<101;i++){
			results[i] = results[i-1] + results[i-2];
		}
		long end = System.currentTimeMillis();
		System.out.println("time:"+(end-begin));
		System.out.println("f(100)="+results[100]);
	}

打印如下：
time:0
f(100)=3736710778780434371

其实如果只是打出第100个的话，不用数组，只要两个变量就可以了的~~

3 楼 yangnanenana 2012-04-06  

关于第三题，我用数组处理了下，用时很短，不知这样做对不对，请各位指点指点~

public static void main(String[] args) {
		long begin = System.currentTimeMillis();
		long[] results = new long[101];
		results[0] = f(0);
		results[1] = f(1);
		for(int i=2;i<101;i++){
			results[i] = results[i-1] + results[i-2];
		}
		long end = System.currentTimeMillis();
		System.out.println("time:"+(end-begin));
		System.out.println("f(100)="+results[100]);
	}

打印如下：
time:0
f(100)=3736710778780434371

2 楼 langyu 2012-04-06  

wupuyuan 写道

看完了，每个题目都不算容易哦。

后面几个题是挺不容易的，细节很多。正好锻炼怎样做一个稳定可控的项目，呵呵

1 楼 wupuyuan 2012-04-06  

看完了，每个题目都不算容易哦。