Java語言程序設(shè)計(jì)電子課件 第1章

JAVA語言程序設(shè)計(jì)1.1什么是Java技術(shù)1.2Java

的主要應(yīng)用1.3基本的Java

應(yīng)用程序本章小結(jié)第一章目錄教學(xué)目標(biāo)：Java技術(shù)是當(dāng)前IT領(lǐng)域使用最廣泛的技術(shù)，在IT領(lǐng)域掀起了一場巨大的革命。從本質(zhì)上說，Java不僅是一種編程語言，還是一種開發(fā)環(huán)境、一種應(yīng)用程序環(huán)境、一種部署環(huán)境。本章主要介紹Java的起源、編輯環(huán)境以及Java

技術(shù)的基本知識，探討IT技術(shù)上中國和外國之間的差距，并重點(diǎn)探討Java技術(shù)在不同方面的應(yīng)用。教學(xué)重點(diǎn)：了解Java

的特性。熟悉Java

程序設(shè)計(jì)的基本結(jié)構(gòu)。掌握J(rèn)ava

開發(fā)環(huán)境的選擇及安裝。第一章1.1.1Java的含義

Java最初是Sun公司推出的新的一代面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言。Java技術(shù)是一種語言一種開發(fā)環(huán)境一種應(yīng)用程序環(huán)境一種部署環(huán)境1.1什么是Java技術(shù)1.1.1Java的含義Java作為一種編程語言，語法與C++的語法相似，任何傳統(tǒng)的編程語言所能創(chuàng)建的應(yīng)用程序，都可以用Java來創(chuàng)建。Java作為一種開發(fā)環(huán)境，提供了一系列工具：編譯器、解釋器、文檔生成器、類文件、打包工具等。1.1什么是Java技術(shù)1.1.1Java的含義Java作為一種開發(fā)環(huán)境，可運(yùn)行于任何安裝了Java運(yùn)行環(huán)境（JavaRuntimeEnvironment,JRE）的計(jì)算機(jī)中。Java作為一種部署環(huán)境，主要有兩種。一種是JRE，它包含一套完整的Java技術(shù)的所有類文件,其中包括語言類、圖形界面類和高級的集合應(yīng)用程序編程接口（ApplicationProgrammingInterface，API）等。另一種是瀏覽器，大多數(shù)商業(yè)瀏覽器都提供Java技術(shù)的解釋器和運(yùn)行時環(huán)境。1.1什么是Java

技術(shù)1.1.2Java的特點(diǎn)

Java語言是簡單的

Java語言是分布式的

Java語言是健壯的

Java語言是安全的

Java語言是可移植的

Java語言是多線程的

Java語言是動態(tài)的1.1什么是Java

技術(shù)1.Java語言是簡單的Java的語法與C語言和C++語言很接近。而且Java丟棄了C++中操作符重載、多繼承、自動的強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換等很難理解的特性。Java不使用指針，可自動進(jìn)行垃圾回收，只支持單繼承。2.Java語言是分布式的Java支持Internet應(yīng)用的開發(fā)，Java的遠(yuǎn)程方法激活（RemoteMethodInvocation，RMI）機(jī)制也是開發(fā)分布式應(yīng)用的重要手段。1.1什么是Java

技術(shù)3.Java語言是健壯的Java的強(qiáng)類型機(jī)制、異常處理、垃圾回收機(jī)制等是Java程序健壯性的重要保證。Java的安全檢查機(jī)制使其更具健壯性。4.Java語言是安全的Java對通過網(wǎng)絡(luò)下載的類具有一個安全防范機(jī)制（類加載器），以防惡意代碼的攻擊。除此以外，分配不同的名字空間以防替代本地的同名類、字節(jié)代碼檢查、安全管理機(jī)制讓Java的應(yīng)用設(shè)置更加安全。1.1什么是Java

技術(shù)5.Java語言是可移植的

Java程序在Java平臺上被編譯為字節(jié)碼格式，字節(jié)碼格式的文件在Java平臺的虛擬機(jī)上執(zhí)行，因此，Java程序可以在任何裝了Java虛擬機(jī)的平臺環(huán)境中運(yùn)行。6.Java語言是多線程的

在Java中，線程是一種特殊的對象，線程的活動由一組方法來控制。Java支持多個線程同時執(zhí)行，并提供多線程之間的同步機(jī)制。7.Java語言是動態(tài)的

Java程序需要的類能夠被動態(tài)地被載入運(yùn)行環(huán)境，也可以通過網(wǎng)絡(luò)來載入所需要的類。這也有利于軟件的升級。1.1什么是Java

技術(shù)1.1.3Java的特性Java虛擬機(jī)

垃圾回收機(jī)制

代碼安全性檢查1.1什么是Java技術(shù)1.Java虛擬機(jī)

Java虛擬機(jī)就是在真實(shí)的機(jī)器中用軟件模擬實(shí)現(xiàn)的一種虛擬機(jī)器，為軟件的運(yùn)行提供了一個平臺。Java的可執(zhí)行程序在Java虛擬機(jī)上運(yùn)行。

Java程序運(yùn)行流程如圖1-1所示：程序編寫后被保存為*.java文件，編譯器將其編譯成*.class文件，通過裝載，*.class文件被加載到類加載器上，通過字節(jié)碼檢驗(yàn)器的校驗(yàn)，解釋器進(jìn)行解釋執(zhí)行，得出結(jié)果。圖中由虛線括起來的部分就是Java虛擬機(jī)。因?yàn)镴ava虛擬機(jī)將程序和硬件平臺隔離開來，程序只在Java虛擬機(jī)運(yùn)行，所以Java程序的可移植性非常好。1.1什么是Java

技術(shù)1.1什么是Java

技術(shù)2.垃圾回收機(jī)制

垃圾回收機(jī)制是Java區(qū)別于其他程序設(shè)計(jì)語言的顯著特性。它使程序員從手工回收內(nèi)存空間的繁重工作中解脫。在C或C++等語言中，程序員需要開辟內(nèi)存空間，在使用結(jié)束后要負(fù)責(zé)釋放內(nèi)存。在Java中，當(dāng)一個內(nèi)存空間沒有引用指向它時，該內(nèi)存便成為垃圾。Java虛擬機(jī)的一個系統(tǒng)級線程會自動釋放該內(nèi)存空間。垃圾回收機(jī)制意味著程序不再需要的對象就是“無用信息”，這些信息將被丟棄。垃圾回收機(jī)制能自動釋放內(nèi)存空間，減輕程序員編程的負(fù)擔(dān)，提高編程效率。1.1什么是Java

技術(shù)Java虛擬機(jī)的垃圾回收在以下兩種情況下進(jìn)行：Java虛擬機(jī)空閑時，檢查內(nèi)存是否為垃圾，內(nèi)存釋放，回收空間。系統(tǒng)沒有可用空間時，進(jìn)行垃圾回收，釋放空間。Java的垃圾回收機(jī)制是自動進(jìn)行的，不需要程序員干預(yù)。1.1什么是Java

技術(shù)3.代碼安全性檢查

Java運(yùn)行時主要執(zhí)行3個任務(wù)：加載代碼、校驗(yàn)代碼、執(zhí)行代碼。其中，加載代碼由類加載器完成，校驗(yàn)代碼由字節(jié)碼校驗(yàn)器完成，執(zhí)行代碼由解釋器完成。

首先，由類加載器將類文件（也就是編譯后產(chǎn)生的*.class文件）加載到Java虛擬機(jī)中，為了增加安全性，將本地文件系統(tǒng)的類和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)導(dǎo)入的類區(qū)分開來。因?yàn)楸镜匚募到y(tǒng)的類總是先被加載，這就可以限制任何的“特洛伊木馬”程序，一旦所有的類都被加載完，執(zhí)行文件的內(nèi)存就固定了。1.1什么是Java

技術(shù)

其次，字節(jié)碼校驗(yàn)器進(jìn)行校驗(yàn)。所有通過網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)入的類文件都要經(jīng)過字節(jié)碼校驗(yàn)器校驗(yàn)，但是字節(jié)碼校驗(yàn)器不檢查那些可信任的編譯器所生成的類文件，而是對那些有意違背命名空間規(guī)定和Java語言規(guī)則的類文件進(jìn)行檢查，并且關(guān)閉具有安全性漏洞的類文件。

字節(jié)碼校驗(yàn)器對程序代碼進(jìn)行4次校驗(yàn)，主要執(zhí)行下面的檢查：加載的類符合Java虛擬機(jī)規(guī)范的類文件格式；是否違反訪問限制；代碼上是否造成上溢或者下溢；所有操作代碼的參數(shù)類型是否都是正確的；是否有非法的數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換發(fā)生；該類文件是否存在某些非法操作。1.1什么是Java

技術(shù)

最后，如果字節(jié)碼校驗(yàn)器校驗(yàn)通過，由解釋器負(fù)責(zé)把類文件解釋成機(jī)器碼進(jìn)行執(zhí)行。1.1什么是Java

技術(shù)

最后，如果字節(jié)碼校驗(yàn)器校驗(yàn)通過，由解釋器負(fù)責(zé)把類文件解釋成機(jī)器碼進(jìn)行執(zhí)行。1.1什么是Java

技術(shù)目前Java有三個版本：JavaSE（標(biāo)準(zhǔn)版）主要用于桌面應(yīng)用的軟件的編程；JavaEE（企業(yè)版）主要用于分布式網(wǎng)絡(luò)程序的開發(fā)；JavaME（微型版）主要用于嵌入式系統(tǒng)開發(fā)。1.2Java

的主要應(yīng)用1.2.1JavaSE應(yīng)用基礎(chǔ)JavaSE就是JavaStandardEdition(標(biāo)準(zhǔn)版),包含那些構(gòu)成Java核心的類,如數(shù)據(jù)庫連接、接口定義、輸入/輸出、網(wǎng)絡(luò)編程等。ＪJavaSE就是定位在客戶端程序的應(yīng)用上。如果開發(fā)JavaSE的程序，那么就需要用Java編寫完整的工程項(xiàng)目。前臺有用戶交互的界面，后臺有數(shù)據(jù)庫連接。這樣就需要掌握J(rèn)ava語言基礎(chǔ)、用戶界面、高級編程。也就是說，本書的３個篇章都需要學(xué)習(xí)。1.2Java的主要應(yīng)用1.2.2JavaEE應(yīng)用基礎(chǔ)

JavaEE就是JavaEnterpriseEdition(企業(yè)版)，包含JavaSE中的類，還包含用于開發(fā)企業(yè)級應(yīng)用的類，如EJB、Servlet、JSP、XML、事務(wù)控制等。JavaEE在JavaSE的基礎(chǔ)上增加了企業(yè)內(nèi)部擴(kuò)展類函數(shù)庫的支持,JavaEE定位在服務(wù)器端程序的應(yīng)用上。

如果開發(fā)JavaEE的程序，Java在工程項(xiàng)目中的作用僅僅是搭建后臺的控制層,而前臺的用戶交互的界面則由MVC結(jié)構(gòu)中的視圖層搭建，即由HTML和JavaScript負(fù)責(zé)，所以只需要掌握J(rèn)ava語言基礎(chǔ)、高級編程。也就是說，只需要學(xué)習(xí)本書的基礎(chǔ)篇和高級應(yīng)用篇。1.2Java的主要應(yīng)用1.2.3JavaME應(yīng)用基礎(chǔ)

JavaME就是JavaMicroEdition(微型版)，用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品的軟件開發(fā)，如智能卡、手機(jī)、PDA、機(jī)頂盒。JavaME并不支持所有的Java基本類，只支持Java標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中所定義的核心類函數(shù)庫的子集，并加入了一些支持嵌入式系統(tǒng)的擴(kuò)展類函數(shù)庫。JavaME定位在嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用上。

如果開發(fā)JavaME的程序，前臺的用戶交互界面和后臺的數(shù)據(jù)庫連接都由嵌入式平臺提供，所以只需要掌握J(rèn)ava語言基礎(chǔ)、多線程編程和網(wǎng)絡(luò)編程。也就是說，只需要學(xué)習(xí)本書的基礎(chǔ)篇和高級應(yīng)用篇的部分章節(jié)。1.2Java的主要應(yīng)用1.3.1程序說明【例1-1】在記事本中編寫應(yīng)用程序，并保存程序名為Example1_1.java的文件。1.3基本的Java

應(yīng)用程序publicclassExample1_1 { publicstaticvoidmain(String[]args) { System.out.println("HelloWorld!"); } }第1行“publicclassExample1_1”代表建立一個公有類，類的名稱為Example1_1。Java程序中定義類必須使用關(guān)鍵字class，一個程序至少有一個類。public是一個限定訪問權(quán)限的標(biāo)識，代表該類的訪問權(quán)限是公有的。正是由于在class前有public，所以該文件的名稱必須是Example1_1.java。第2行和第7行是類的開始和結(jié)束標(biāo)識。第3行“publicstaticvoidmain(String[]args)”是一個固定用法，代表這是一個main()方法（在C語言中也稱函數(shù)）。main()方法是程序的主方法，一個Java程序由主方法開始執(zhí)行，執(zhí)行完主方法程序就結(jié)束。在一個程序中，可以有多個方法，但是主方法只能有一個。1.3基本的Java

應(yīng)用程序第4行和第6行是main()方法的開始和結(jié)束標(biāo)識。第5行“System.out.println("HelloWorld!");”。main()方法中只有一條語句，功能是打印出括號中的字符串“HelloWorld!”。1.3基本的Java

應(yīng)用程序1.3.2運(yùn)行環(huán)境說明1.JDK環(huán)境（1）下載JDK安裝包（2）安裝JDK（3）設(shè)置JDK

設(shè)置三個環(huán)境變量：JAVA_HOME：JDK安裝目錄ClassPath：“%JAVA_HOME%\jre\lib\rt.jar;.;”Path：“%JAVA_HOME%\bin;”（4）查看1.3基本的Java

應(yīng)用程序1.JDK環(huán)境（1）下載JDK安裝包（2）安裝JDK（3）設(shè)置JDK（三個環(huán)境變量）JAVA_HOME：JDK安裝目錄classpath：“%JAVA_HOME%\jre\lib\rt.jar;.;”path：“%JAVA_HOME%\bin;”（4）查看1.3基本的Java

應(yīng)用程序2.命令行環(huán)境（1）編譯Java源程序（2）運(yùn)行字節(jié)碼文件1.3基本的Java應(yīng)用程序3.集成開發(fā)環(huán)境（1）安裝MyEclipse（2）運(yùn)行程序1.3基本的Java

應(yīng)用程序Java不僅僅是一種語言，它已經(jīng)發(fā)展為一種開發(fā)環(huán)境、一種應(yīng)用程序環(huán)境、一種部署環(huán)境。Java技術(shù)是通過Java虛擬機(jī)、垃圾回收機(jī)制、代碼安全性檢查３個特性實(shí)現(xiàn)其體