一、 实训内容
- 能对基本的开发环境进行检验和错误排查，以及对新语言软件进行安装。
- 能使用Navicat for MySQL对MySQL数据库进行基本的连接测试，同时，在mysql中新建student数据库。能利用外部SQL脚本文件对数据库进行数据集的导入和初始化。
- 熟悉利用eclipse编程工具，新建项目和工具类对mysql数据库进行相应的操作，以及从该项目中导出可执行的jar文件。
- 利用R-3.6.1-win.exe运行，导出的可执行的jar文件。并编写一个“数据清洗.r”脚本文件，对C:\ inputdir目录下，导出的studentdata.txt数据文件进行数据清洗操作，包括过滤字段等操作。同时，在C:\outputdir目录下生成已经进行数据清洗的数据文件studentdata.txt 。
二、 实验课题目标
- 掌握基本的开发环境的搭建、检验和错误排查能力，熟悉新的开发语言。
- 熟悉使用Navicat for MySQL软件对MySQL数据库进行基本的操作。重要的是，能利用外部SQL脚本文件对特定的数据库进行数据集的导入和初始化。
- 掌握eclipse编程工具的使用，以及在编程过程中熟悉常用的快捷键，提高编程的效率。掌握如何编写一个常规的Java类程序，对mysql数据库进行进本的数据操作，以及能从Java项目中导出相应可执行的jar文件。
- 掌握R语言的基本语法，以及R-3.6.1软件的使用方法。能编写R的脚本程序，对特定目录下的数据集进行基本的数据清洗操作，其中包括：数据过滤，数据框字段名称的替换和重新构造一个数据框等操作。
三、 实验平台
- 系统： Windows 10
Intel(R) Core(TM)i7-7500U CPU @ 2.70GHz 2.90 GHz
RAM 8.00GB
- 工具：
R-3.6.1-win.exe 、Navicat for MySQL 、tbl_stuinfo-data.sql 、eclipse
四、 实施步骤
(一) 环境安装和检查
- Java开发环境检查
1) 检查JDK环境
首先对实验机器的java -version 和java进行检查，返回的信息皆正常。但是，在进行javac编译指令的检查时，返回了如图4-1的内容，显示的信息表明javac的环境变量没有配置。
图4-1 javac编译指令不可用
2) 配置JDK的环境变量。
重新配置JDK的系统环境变量。右击桌面的计算机图标选择属性，在左边的控制面板中点击“高级系统设置”。在高级选项卡中再点击“环境变量”，选择系统变量中的Path，并删除path中原有的JDK变量。
在环境变量控制面板中，点击“新建”，变量名为：JAVA_HOME ，变量值为C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_91 ，按确定保存。
图4-2 环境变量控制面板
图4-3 配置JAVA_HOME环境变量
再编辑Path ，并在首部追加：%JAVA_HOME%/bin; 内容。
图4-4 Path中添加内容后
重新查看JDK的版本，以及查看编译执行功能是否可用。
图4-5 javac编译功能可用
- R语言的安装
1) 安装R-3.6.1-win
双击已经下载好的R-3.6.1-win.exe文件，进行安装R语言。依次点击确定或者下一步，保持默认的安装配置即可。如图4-6，是R-3.6.1安装结束的界面，点击关闭。
图4-6 R-3.6.1安装结束
2) 打开R程序。
图4-7，为R-3.6.1程序首次打开的界面。
图4-7 初次打开R
(二) 数据库数据提供
- 建立数据库
1) 连接数据库
使用Navicat for MySQL连接MySQL数据库前，填完基本的连接信息后，点击测试连接到数据库，如图4-8所示，即为连接前的测试。
图4-8 连接测试
在点击两次确认之后，再上机“本地”即可连接到实验所需的MySQL数据库。
图4-9 连接到MySQL数据库
2) 新建数据库
在“本地”上鼠标右键，选择“新建数据库”，在面板中填入如图4-10的内容，再按确定即可。
图4-10 新建数据库
- 初始化数据库
双击建立好的数据库“student”，并在该数据库名称上右键，选择“运行SQL文件”。找到外部资源的tbl_stuinfo-data.sql文件，点击开始。
图4-11 运行sql脚本
点击关闭，回到Navicat for MySQL主面板。在按F5键刷新界面，会发现student数据库下多出名称为tbl_stuinfo的数据表，双击打开，检查student库的数据是否乱码。如果是乱码，重新建立数据库。
图4-12 数据库初始化成功
至此，便可关闭Navicat for MySQL软件，但必须保持该数据库在后台正常运行。
(三) 编写数据获取工具
- 新建java项目。打开eclipse工具，在Package Explorer面板右键new->Java Project ,新建项目名为：sdms-v2 即可。
- 导入jar依赖。在sdms-v2工程名称上右键，选择Build Path -> Add External Archive... ,找到外部的mysql-connector-java-5.1.7-bin.jar文件，再确认并返回主界面。
- 编写程序类
分别在该项目中新建：MainClass、StudentBean、StudentDao、TestConnection和TxtUtil类。
1) MainClass类
其中MainClass为主类，功能是创建一个dao对象并调用写文件的方法，关键代码如下：
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StudentDao dao = new StudentDao(); List<StudentBean> list = dao.findAll(); new TxtUtil().writeToFile(list); |
2) StudentBean类。StudentBean定义学生对象拥有的属性，同时，重写了构造方法。关键代码如下
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public StudentBean(Integer stuid, String name, boolean sex, String mobile, Timestamp birthday, String place, String major, String note) { super(); this.stuid = stuid; this.name = name; this.sex = sex; this.mobile = mobile; this.birthday = birthday; this.place = place; this.major = major; this.note = note; } |
3) StudentDao类。该类定义了一个连接对象、执行sq1命令的对象和结果集对象。在预处理sql语句的同时，执行了sql语句，并把结果交给res进行返回。核心代码如下：
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pst = conn.prepareStatement(sql); res = pst.executeQuery(); while(res.next()){ Integer stuid = res.getInt("stuid"); String name = res.getString("name"); boolean sex = res.getBoolean("sex"); String mobile = res.getString("mobile"); Timestamp birthday = res.getTimestamp("birthday"); String place = res.getString("place"); String major = res.getString("major"); String note = res.getString("note"); StudentBean studentBean = new StudentBean(stuid,name,sex,mobile,birthday,place,major,note); list.add(studentBean); } |
4) TestConnection类为MySQL数据库连接类。其先加载了驱动程序类，再获取一个连接对象，并返回，最后测试是否连接成功。关键代码如下：
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static{ try{ Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver"); }catch(Exception ex){ ex.printStackTrace(); } } public static Connection getConnection() throws Exception{ Connection conn=DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://172.25.6.200:3306/student?useUnicode=true&characterEncoding=UTF8","root",""); return conn; } public static void main(String[] args) throws Exception{ Connection c=getConnection(); System.out.println("c="+c); c.close(); } |
5) TxtUtil类为工具类，作用是把mysql的数据写入到文本文件中，核心的代码如下：
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FileWriter fw=null; BufferedWriter bw=null; try { fw=new FileWriter( new File(OUTFILE) ); bw=new BufferedWriter(fw); bw.write(HEADER); bw.newLine(); for(StudentBean stu:list){ bw.write(stu.getStuid()+FLAG); bw.write(stu.getName()+FLAG); bw.write(stu.isSex()?"男" +FLAG:"女"+FLAG); bw.write(stu.getMobile()+FLAG); bw.write(stu.getBirthday().toString().substring(0, 10)+FLAG); bw.write(stu.getPlace()+FLAG); bw.write(stu.getMajor()+FLAG); bw.write(stu.getNote()); bw.newLine(); } bw.flush(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); }finally{ try { if(fw != null){fw.close();} } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); }}} |
上述的项目代码在eclipse中调试无误之后，便可将生成文件的位置设置为C:\ inputdir目录下，生成的数据文件为studentdata.txt 。
- 导出jar文件。当上述的代码调试成功之后，以及生成文件的位置和名称设置好之后。在该项目sdms-v2的名称上右键，依次选择Export..->Java结构下的Runnable JAR file 。
图4-13 选择Runnable JAR file
之后，点击Next> ，将Export destination:位置指定到C:\目录下，保存的文件名为：stu.jar ，再单击Finish即可。至此编写数据获取工具步骤，结束。
(四) R语言数据清洗处理
- 执行stu.jar工具。
在R x64 3.6.1中使用setwd(“C:\”)命令，将R的工作空间指定到C:\目录下。再使用命令shell.exec("jar stu.jar") ,将mysql数据库student中的数据，在C:\ inputdir目录下，生成的studentdata.txt数据文件。如图4-14，为该文件的样式。
图4-14 studentdata.txt
- 编写R脚本文件。
1) 新建程序脚本
打开R x64 3.6.1软件，点击菜单栏的文件->新建程序脚本 。在打开的脚本编辑器中输入相应的脚本内容。之后保存到C:\目录下，为数据清洗.r文件。
2) 脚本内容如下：
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inputdir<-"./inputdir" outputdir<-"./outputdir" for(filename in dir(inputdir)){ print(filename) inputpath<-sprintf("%s/%s",inputdir,filename) data<-read.table(inputpath,header=TRUE,sep=",") print("读取的文件数据如下:") cat("-------------------end---------------------\n") cnames<-colnames(data) cnames[cnames=="stuid"]<-"编号" cnames[cnames=="name"]<-"姓名" cnames[cnames=="sex"]<-"性别" cnames[cnames=="mobile"]<-"手机号" cnames[cnames=="birthday"]<-"出生年月日" cnames[cnames=="place"]<-"籍贯" cnames[cnames=="major"]<-"专业" cnames[cnames=="note"]<-"备注" colnames(data)<-cnames data<-data[c("姓名","性别","出生年月日","籍贯")] #print(data,right = FALSE) data<-data[data$籍贯=="广西桂林",] print(data,right = FALSE) outputpath<-sprintf("%s/%s",outputdir,filename) write.table(data,outputpath,row.names=FALSE,sep=",") } |
- 脚本文件功能介绍。如图4-15，详细注释：
图4-15 详细注释-数据处理
- 执行脚本并生成数据处理的文件。由于R x64 3.6.1已经将C:\作为当前的工作目录，所以直接在R中运行命令：source("数据清洗.r") 。就可以在C:\outputdir目录下生成已经进行数据清洗的studentdata.txt数据集文件。如图4-16所示：
如图4-16 数据清洗后的studentdata.txt文件
五、 实验成果
当运行在R语言中，运行命令shell.exec("jar stu.jar") ,会将mysql数据库student中的数据，在C:\ inputdir目录下，生成的studentdata.txt数据文件。如图5-1所示：
图5-1 数据清洗前的数据集
当在R中，运行命令：source("数据清洗.r") 。即,运行编写的数据清洗.r脚本文件，会在C:\outputdir目录下自动生成已经进行数据清洗的studentdata.txt文件。
图5-2 数据清洗后的数据集
两相对比之下，可以得出总结：本实验先是利用编写的stu.jar可执行文件，从mysql数据库student中导出数据集studentdata.txt 。再通过在R语言中编写脚本并运行脚本的方式，将数据集studentdata.txt进行数据清洗操作，并生成了新的studentdata.tx数据文件，本实验顺利完成。
六、 实训总结
关于本次实验的经验收获和实验总结，可分总结如下：
- 在对实验机器的java -version 和java进行检查时，返回的信息皆正常。但是，唯独javac编译指令对于实验机器而言，无法识别。说明javac编译环境异常，本实验统一对JDK进行环境配置。
- 在使用Navicat for MySQL连接MySQL数据库，并新建数据库，以及使用SQL脚本文件进行数据库的数据导入和库的初始化操作过程中，应该格外地注意编码的问题，否则在进行jar文件工程编程时，会发生乱码的现象。
- 同时，如果导出的studentdata.txt文件中，部分的数据格式属性的编码与R脚本中设置的不一致，也会发生乱码的现象。并且将会加大错误排查的难度和精力。
- 在R x64 3.6.1软件中，切换R语言的工作目录时，需要将C：盘作为工作空间，对于部分权限级别较高的机器而言，将会是无法切换的。这时候，需要以管理员的方式运行R x64 3.6.1软件。
- 整体而言，本实验的思路是：先利用编写的stu.jar可执行文件，从mysql数据库student中导出数据集studentdata.txt 。再通过在R语言中编写脚本并运行脚本的方式，将数据集studentdata.txt进行数据清洗操作，并生成了新的studentdata.tx数据文件。
- 通过本实验，基本上能对开发环境进行初步的检验和错误排查，同时，能使用Navicat for MySQL对MySQL数据库进行基本的连接测试。以及，在mysql中新建数据库并利用外部SQL脚本文件对数据库进行数据集的导入和初始化。
- 在利用eclipse编程工具进行开发的过程中，积累了一定的快捷方式，这将极大地提高我今后的开发效率。
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