Java程序設(shè)計與應(yīng)用 課件【ch01】Java概述

Java概述第一章Java程序設(shè)計與應(yīng)用新工科建設(shè)之路·計算機類規(guī)劃教材01Java的產(chǎn)生與發(fā)展PARTONEJava的產(chǎn)生與發(fā)展Java是SUN公司推出的Java程序設(shè)計語言和Java平臺的總稱。Java起初目標(biāo)定位為家用電器等小型設(shè)備的程序語言。20世紀(jì)90年代，隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，Java作為一種可以編寫跨平臺應(yīng)用軟件的面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言而迅猛發(fā)展起來，現(xiàn)在已經(jīng)逐漸成為重要的網(wǎng)絡(luò)編程語言。Java的產(chǎn)生與發(fā)展Java具有卓越的通用性、平臺移植性和安全性。目前廣泛應(yīng)用于Web開發(fā)、大數(shù)據(jù)開發(fā)、Android開發(fā)及各種后端開發(fā)中。針對不同的市場，Java可以劃分為三個技術(shù)平臺。分別是JavaSE、JavaEE和JavaME。Java的產(chǎn)生與發(fā)展01JavaSE（JavaStandardEdition）標(biāo)準(zhǔn)版主要用于桌面應(yīng)用軟件的編程。包含構(gòu)成Java核心的類、輸入和輸出、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫編程以及用戶界面編程等，它是3個平臺的核心部分。03JavaME（JavaMicroEdition）微型版用于嵌入式設(shè)備和小型數(shù)字電子設(shè)備的開發(fā)，如手機、機頂盒等。JavaME只支持Java標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中核心類函數(shù)庫的子集，并加入一些支持嵌入式習(xí)題的擴展類。02JavaEE（JavaEnterpriseEdition）企業(yè)版主要用于分布式的網(wǎng)絡(luò)程序開發(fā)。02Java的特點PARTTWOJava的特點01簡單性Java對硬件的要求不高，在小型的計算機上也可以良好地運行。02面向?qū)ο笮訨ava是一種純粹的面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言，并且提供了類、接口和繼承等原語。所有的Java程序和Applet程序均是對象，封裝性實現(xiàn)了模塊化和信息隱藏，繼承性實現(xiàn)了代碼的復(fù)用，用戶可以建立自己的類庫。Java釆用了C語言中的大部分語法，熟悉C語言的程序員會發(fā)現(xiàn)Java在語法上與C語言極其相似。Java的特點03魯棒性Java在編譯及運行程序時，都要進(jìn)行嚴(yán)格的檢査。作為一種強制類型語言，Java在編譯和鏈接時都要進(jìn)行大量的類型檢査，防止發(fā)生不匹配問題。無用內(nèi)存自動回收機制也提高了Java的魯棒性。Java的特點04安全性Java在運行應(yīng)用程序時，嚴(yán)格檢查其訪問數(shù)據(jù)的權(quán)限。字節(jié)代碼在其被執(zhí)行前要經(jīng)過一個核實工具，字節(jié)代碼被核實后，便由Java解釋器來執(zhí)行，該解釋器通過阻止對內(nèi)存的直接訪問來進(jìn)一步提高Java的安全性。05跨平臺性為使Java程序能在網(wǎng)絡(luò)的任何地方運行，Java編譯器編譯生成了與體系結(jié)構(gòu)無關(guān)的字節(jié)碼結(jié)構(gòu)文件格式。使用Java編寫的應(yīng)用程序可以運行在各種平臺上。03JVM虛擬機PARTTHREEJVM虛擬機用Java編寫的應(yīng)用程序在不同的系統(tǒng)平臺上都可以運行，是因為Java有一個自己獨立的能解析Java軟件的解析器，稱為虛擬機，即JVM（JavaVirtualMachine，Java虛擬機）。它是在真實的機器上用軟件模擬實現(xiàn)的一種虛擬機器，為軟件的運行提供一個平臺，由JVM來負(fù)責(zé)Java程序在該系統(tǒng)中的運行，這樣就實現(xiàn)了Java程序的跨平臺性。JVM虛擬機Java應(yīng)用程序的編譯、解釋和運行的工作流程如圖1-1所示。04垃圾回收機制PARTFOUR垃圾回收機制Java的一個顯著特點就是引入了垃圾回收機制，自動垃圾回收是一種在堆內(nèi)存中找出哪些對象在被使用，還有哪些對象沒被使用，并且將后者刪掉的機制。在使用C++時，程序員需要自己進(jìn)行內(nèi)存管理，手動分配和釋放內(nèi)存。而Java不一樣，它有垃圾回收器，能自動釋放內(nèi)存空間，減輕程序員的負(fù)擔(dān)。垃圾回收機制Java虛擬機的垃圾回收站在兩種情況下進(jìn)行工作。一種情況是在Java虛擬機運行空閑時，通過檢查內(nèi)存的引用次數(shù)，如果某個對象已經(jīng)不存在任何引用，那么就進(jìn)行垃圾回收，釋放空間。另一種情況是在系統(tǒng)內(nèi)存空間不足時，進(jìn)行垃圾回收，釋放空間。Java的垃圾回收機制是自動進(jìn)行的，不需要程序員進(jìn)行干涉。05Java開發(fā)環(huán)境PARTFIVEJava開發(fā)環(huán)境什么是JDKSUN公司提供了一套Java開發(fā)環(huán)境，簡稱JDK（JavaDevelopmentKit），它包括Java語言編譯器、Java字節(jié)碼解釋器、Java打包工具等。除JDK外，還有一種JRE（JavaRuntimeEnvironment）工具，它是Java的運行環(huán)境，只包含Java運行工具，不包含Java編譯工具。Java開發(fā)環(huán)境JDK的安裝設(shè)置（1）下載JDK安裝文件進(jìn)入Oracle官方網(wǎng)站，下載JDK安裝文件，如圖1-2所示。Java開發(fā)環(huán)境（2）安裝JDK雙擊exe文件，進(jìn)入JDK安裝界面，如圖1-3所示。單擊“下一步”按鈕，進(jìn)入JDK自定義安裝界面，如圖1-4所示。Java開發(fā)環(huán)境（3）設(shè)置JDK如果需要在命令行或者用記事本等軟件編寫運行Java程序，需要手工配置一些Windows的環(huán)境變量，如果用Eclipse等工具軟件編寫運行Java程序，則可以不用配置Windows的環(huán)境變量。需要設(shè)置的環(huán)境變量有JAVA_HOME、classpath和path。Java開發(fā)環(huán)境01JAVA_HOME用于指明JDK的安裝目錄。03classpath指明Java運行時需要加載的類的路徑。02path指明Java運行時需要加載的類的路徑。Java開發(fā)環(huán)境JDK目錄介紹JDK安裝完成后，會在硬盤上生成一個目錄，該目錄稱為JDK安裝目錄，接下來對JDK安裝目錄的內(nèi)容進(jìn)行介紹。bin：該目錄存放一些編譯器和工具，常用的有Javac.exe（Java編譯器）、Java.exe（Java運行工具）、jar.exe（打包工具）、jdb.exe（查錯工具）和Javadoc.exe（文檔生成工具）等。Java開發(fā)環(huán)境db該目錄下包含安裝JDK時附帶安裝的小型數(shù)據(jù)庫JavaDB。從JDK6.0開始，Java新增成員JavaDB，這是一個純Java實現(xiàn)、開源的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，其支持JDBC4.0所有的規(guī)范，因此使用Java的程序員不再需要耗費大量精力安裝和配置數(shù)據(jù)庫，可直接使用JavaDB。include：由于JDK是通過C語言和C++實現(xiàn)的，因此在啟動時需要引入一些頭文件，該目錄是存放C語言的頭文件。Java開發(fā)環(huán)境jre：此目錄是存放Java運行環(huán)境的根目錄，它包含Java虛擬機、運行時的類包、Java應(yīng)用啟動器及一個bin目錄。lib：lib是library的簡寫，存放Java類庫或庫文件。src.zip：該壓縮文件里存放的是Java所有核心類庫的源代碼。06第一個Java程序PARTSIX第一個Java程序命令行方式（1）編寫源代碼打開記事本編輯器，輸入如下程序：將文件命名為HelloJava.java，保存為文本文件格式文件，注意文件名的大小寫，將文件保存在D:\work文件夾下。第一個Java程序（2）編譯字節(jié)碼在控制臺界面進(jìn)入D:\work文件夾，輸入編譯器文件名和要編譯的源程序文件名，對源文件進(jìn)行編譯，如圖1-7所示。執(zhí)行命令后，在D:\work文件夾下生成一個字節(jié)碼文件“HelloJava.class”。第一個Java程序（3）運行Java程序在控制臺窗口輸入“JavaHelloJava”命令，運行編譯好的字節(jié)碼文件，運行結(jié)果如圖1-8所示。第1行“publicclassHelioJava表示建立一個公共的類，類名為“HelloJava”，Java規(guī)定定義類必須使用關(guān)鍵字class，public表示定義的這個類“HelloJava”是公共的，代表該類的訪問權(quán)限是公有的。第一個Java程序由于是公共的類，因此要求文件名“HelloJava.java”與類名必須相同，包括大小寫一致。第3行是一個main()方法，同C語言一樣，是一個程序主方法，也是入口方法。第5行“System.out.println()”的作用是在控制臺輸出字符串“Hello,welcome!”。第一個Java程序使用Eclipse集成開發(fā)環(huán)境Eclipse是一個開源的、基于Java的可擴展開發(fā)平臺。它可以作為Java的集成開發(fā)環(huán)境（IDE），也可以作為其他開發(fā)語言的集成開發(fā)環(huán)境，如C、C++、PHP和Python等。（1）創(chuàng)建Java項目運行Eclipse,選擇菜單File—New一JavaProject，出現(xiàn)NewJavaProject對話框。第一個Java程序在“ProjectName”中輸入項目的名稱，這里輸入“HelloWorld”，其余選項保持默認(rèn)，單擊“Finish”按鈕完成項目的創(chuàng)建。這時，在PackageExplorer視圖中會出現(xiàn)一個名稱為HelloWorld的Java項目，如圖1-10所示。第一個Java程序（2）創(chuàng)建Java類右擊項目名稱，選擇New—Class會出現(xiàn)一個NewJavaClass對話框，如圖1-11所示。第一個Java程序在“Name”文本框中輸入“HelloWorld”作為類名，在Package中輸入“example”作為包名。勾選“publicstaticvoidmain（String[]args）”，單擊“Finish”按鈕，Eclipse自動生成代碼框架，如圖1-12所示。第一個Java程序（3）編寫程序代碼在文本編輯器中完成代碼的編寫，在main方法內(nèi)部寫一條輸出語句。（4）運行程序可以在PackageExplorer視圖中快速運行Java程序，右擊Java類HelloWorld，在右鍵菜單中選擇RunAs>JavaApplication。07Java編程規(guī)范PARTSEVENJava編程規(guī)范在編寫Java程序時，需要遵循一定的書寫和命名規(guī)則，以提高代碼的可讀性。提高系統(tǒng)的魯棒性、穩(wěn)定性和可靠性，這也在一定程度上體現(xiàn)出程序員的水平。Java編程規(guī)范01包名包名是全小寫的名詞，中間可以由“.”分隔開，如Java.awt.event。03接口名命名規(guī)則與類名相同，如interfaceCollection。02類名首字母大寫，通常由多個單詞合成一個類名，要求每個單詞的首字母要大寫，如classHelloWorldApp。Java編程規(guī)范01方法名往往由多個單詞合成，第一個單詞通常為動詞，首字母小寫，中間的每個單詞的首字母都要大寫，如balanceAccount和isButtonPressed。03常量名基本數(shù)據(jù)類型的常量名為全大寫，如果是由多個單詞構(gòu)成的常量名，可以用下畫線隔開，如intYEAR和intWEEK_OF_MONTH。如果是對象類型的常量，則采用大小寫混合，由大寫字母把單詞隔開。02變量名全小寫，一般為名詞，如length。08上機實驗PARTEIGHT上機實驗0102實驗?zāi)康模?）掌握下