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Java大學實用教程,山東科技大學孫亮,輔助資料,《ThinkinginJava》BruceEckl《Java編程思想》侯捷Javadoc,Contents,Java的基本知識面向對象的概念類和對象繼承，多態(tài)正則表達式I/O，線程圖形用戶界面網(wǎng)絡編程、JavaApplet,第1章Java語言概述,?本章導讀1.Java語言的誕生2.學習Java的必要性3.java的特點4.java與C/C++之關系5.Java運行平臺6.Java程序開發(fā)7.SDK1.5編譯器的新規(guī)定,1.1Java語言的誕生,Java誕生于1995年，是Sun公司組織開發(fā)的一編程語言，主要貢獻者是JamesGosling。1990年Sun公司成立了由JamesGosling領導的開發(fā)小組，開始致力于開發(fā)一種可移植的、跨平臺的語言，該語言能生成正確運行于各種操作系統(tǒng)、各種CPU芯片上的代碼。他們的鉆研和努力促成了Java語言的誕生。Java的發(fā)展得利于Internet和Web的出現(xiàn)，Internet上有各種不同的計算機，它們可能使用完全不同的操作系統(tǒng)和CPU芯片，但仍希望運行相同的程序，Java的出現(xiàn)標志著真正的分布式系統(tǒng)的到來。,,返回,Java的發(fā)展簡史,1991年，Java語言誕生在美國SUN計算機公司，它是由“綠色工程”（GreenProject）小組開發(fā)的，但是它最初的名字不是Java，而是Oak（橡樹）。1994年，“綠色”小組將他們的開發(fā)轉向了Internet，用Oak編寫了一系列網(wǎng)絡應用程序，像網(wǎng)絡瀏覽器WebRunner等。1995年，隨著Java語言在互聯(lián)網(wǎng)和多媒體上的發(fā)展，它得到了全球計算機業(yè)的高度重視。鑒于1.2版與之前版本的巨大差別，SUN公司將1.2版以及其以后版本命名為“Java2”。目前，Java語言的正式版本已經(jīng)發(fā)展到1.6版,1.2學習Java的必要性,Java不僅可以用來開發(fā)大型的桌面應用程序，而且特別適合于Internet的應用開發(fā)。目前，Java語言不僅是一門正在被廣泛使用的編程語言，而且已成為軟件設計開發(fā)者應當掌握的一門基礎語言。Java語言是面向對象編程，并涉及到網(wǎng)絡、多線程等重要的基礎知識，而且很多新的技術領域都涉及到了Java語言，因此，學習和掌握Java已成為共識，國內(nèi)外許多大學已將Java語言列入了本科教學計劃，IT行業(yè)對Java人才的需求正在不斷的增長，一些軟件公司對其開發(fā)人員周期地進行Java的基礎培訓工作。在IT行業(yè)發(fā)達的北美洲，有將近60%的軟件開發(fā)人員在使用Java完成他們的工作，EvansData公司在2002年做的一項調查中發(fā)現(xiàn)，在北美洲，Java的使用率已經(jīng)接近C/C++。返回,1.2學習Java的必要性,JamesGosling對話節(jié)選：推動Java最主要的因素是網(wǎng)絡，Java是以網(wǎng)絡應用為基礎的開發(fā)工具，這是它的強處；在PC領域，Java有很多應用，這是表面上看不到的，主要是微軟花了大力氣避免用戶看到；夏威夷火山上的觀測臺使用Java控制望遠鏡，荷蘭健康醫(yī)療組織使用Java解決了保護隱私等問題；返回,1.3java的特點,1．平臺無關性Java語言和其他語言相比，最大的優(yōu)勢就是能夠在所有的計算機上運行，這也是Java風靡全球的主要原因。2．面向對象面向對象編程是一種先進的編程思想，更加容易解決復雜的問題。3．多線程Java的特點之一就是內(nèi)置對多線程的支持。多線程允許同時完成多個任務。4．安全5．動態(tài)返回,平臺無關性,Java之所以能在所有的計算機上運行，是因為Java可以在計算機的操作系統(tǒng)之上提供一個Java運行環(huán)境，即一個運行Java程序的平臺，這個平臺由Java虛擬機（JavaVirtualMachine，JVM）、類庫以及一些核心文件組成。“一旦寫成，處處可用”為了理解Java不依賴于平臺的特性，回顧編程語言發(fā)展史：機器語言：二進制代碼；計算機可直接識別；匯編語言：用助記符代替二進制指令；仍是面向機器的低級語言；高級語言：更接近于自然語言（英語）；編寫源文件，把它轉化成機器語言然后執(zhí)行。,平臺無關性,源程序轉化成機器語言的兩種方式：編譯方式（Compilation）：針對當前的處理器芯片，將源程序翻譯成機器指令（成為目標程序），交給計算機執(zhí)行；解釋方式（Interpretation）：不產(chǎn)生整個目標程序，根據(jù)當前處理器芯片，翻譯一句執(zhí)行一句。C語言采用的是編譯方式，提供相應的C語言編譯器，針對特定的CPU芯片對源文件編譯生成機器代碼，然而，一旦環(huán)境發(fā)生變化可能需要修改源程序并針對新的環(huán)境重新編譯。,平臺無關性-Java的處理方式,Java不針對特定的CPU進行編譯，Java提供的編譯器把源程序編譯成稱為“字節(jié)碼”（ByteCode）的一種中間代碼，很接近機器碼的二進制文件，但不能被機器直接識別。當字節(jié)碼加載到內(nèi)存后，通過Java解釋器，即Java虛擬機（JavaVirtualMachine，簡稱JVM）將字節(jié)碼按解釋方式執(zhí)行。Java語言的翻譯方法如圖1.1所示,平臺無關性-Java的處理方式,如果是解釋執(zhí)行的，運行速度通常比較編譯方式要慢；Java使用JIT（JustInTime）技術將字節(jié)碼直接轉化成高性能的本地機器碼；JIT是Sun公司在Java2版本中提供的一個字節(jié)碼編譯器，是Java運行環(huán)境平臺的一部分，仍具有平臺獨立性；因此Java“高效且跨平臺”。Java編譯器按照統(tǒng)一的標準把源程序編譯成字節(jié)碼文件；并為廣大的硬件提供了各種帶JVM的Java運行環(huán)境平臺，解釋執(zhí)行字節(jié)碼。Java源文件——漢語；字節(jié)碼——世界語；,面向對象的三個主要特性,封裝：將數(shù)據(jù)和對數(shù)據(jù)的操作封裝在一起；通過抽象從實例中抽取共同性質形成類，對象是類的一個實例；繼承：子類繼承父類的屬性和功能，同時又可以定義子類獨有的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)上的操作；多態(tài)操作名稱的多態(tài)——操作：求面積，圓或矩形？與繼承有關的多態(tài)——哺乳類的子類貓和狗，操作喊叫具有多態(tài)性；,多線程,處理器同一時刻只能執(zhí)行一個線程，但可以在不同的線程之間快速切換，感覺好像多個任務在同時執(zhí)行；Java內(nèi)置對多線程的支持，而不像C++沒有內(nèi)置的多線程機制，必須調用操作系統(tǒng)的多線程功能來進行多線程程序設計；,安全,當用戶使用支持Java的瀏覽器時，可以放心的運行JavaApplet（Java小應用程序），不必擔心病毒的感染和惡意的企圖；JavaApplet將被限制在Java的運行環(huán)境中，不允許它訪問計算機的其它部分。,動態(tài),Java程序的基本組成單元就是類，有些類是自己編寫的，有些類是從類庫中引入的；而類又是在運行時動態(tài)裝載的，使得Java可以在分布環(huán)境中動態(tài)的維護程序和類庫；而不像C++那樣，每當其類庫升級后，如果想讓程序具有新類庫提供的功能，就必須重新修改和編譯。,1.4java與C/C++之關系,如果你學習過C++語言，你會感覺Java很眼熟，因為Java中許多基本語句的語法和C++一樣，像常用的循環(huán)語句、控制語句等和C++幾乎一樣；但不要誤解為Java是C++的增強版，Java和C++是兩種完全不同的語言，他們各有各的優(yōu)勢，將會長期并存下去，Java語言和C++語言已成為軟件開發(fā)者應當掌握的語言；從語言的簡單性方面，Java去掉了C++中很多容易混淆的概念，或以更清楚、容易理解的方式實現(xiàn)，如Java不再有指針的概念；Java相比較更易學好用，但不要誤以為這門語言很干癟。“英語比阿拉伯語容易學，但并不意味英語不能表達豐富的內(nèi)容和深刻的思想”。返回,1.5Java運行平臺,1．三種平臺簡介目前Java運行平臺主要分為下列3個版本：（JavaSE（曾稱作J2SE）——Java標準版或Java標準平臺。JavaSE提供了標準的JDK開發(fā)平臺，利用該平臺可以開發(fā)Java桌面應用程序和低端的服務器應用程序，也可以開發(fā)JavaApplet。JavaEE（曾稱作J2EE）——Java企業(yè)版或Java企業(yè)平臺，可以構建企業(yè)級的服務應用。JavaEE平臺包含了JavaSE平臺，并增加了附加類庫，以便支持目錄管理、交易管理和企業(yè)級消息處理等功能。JavaME（曾稱作J2ME）——Java微型版或Java小型平臺。JavaME是一種很小的Java運行環(huán)境，用于嵌入式的消費產(chǎn)品中，如移動電話、掌上電腦或其他無線設備等。三種平臺都包括了相應的JVM。,返回,2．安裝JavaSE平臺,學習Java必須從JavaSE開始，因此，本書基于JavaSE來學習Java。目前Sun公司已發(fā)布了JDK的1.6版本。如果安裝JDK選擇安裝到E：\Jdk1.6目錄下，則會生成如圖1.1的目錄結構。1.從下載JavaSE的JDK1.6（jdk-6u24-windows-i586.exe），不用下載JVM；2.安裝時注意設置路徑為沒有系統(tǒng)還原的分區(qū)，如E:\jdk1.6，中間會提示安裝JRE（JavaRuntimeEnvironment，Java運行環(huán)境），注意不可與JDK的安裝路徑相同。,返回,,圖1.1JDK目錄結構,1）系統(tǒng)環(huán)境Path值的設置,JDK平臺提供的Java編譯器（javac.exe）和Java解釋器（java.exe）位于Java安裝目錄的bin文件夾中，為了能在任何目錄中使用編譯器和解釋器，應在系統(tǒng)特性中設置Path。對于Windows2000、Windows2003、WindowsXP，用鼠標右鍵點擊“我的電腦”，彈出菜單，然后選擇屬性，彈出“系統(tǒng)特性”對話框，再單擊該對話框中的高級選項，然后點擊按鈕“環(huán)境變量”，添加如下的系統(tǒng)環(huán)境變量（如圖1.2所示）：返回,,圖1.2設置環(huán)境變量path,2）系統(tǒng)環(huán)境ClassPath值的設置,編輯系統(tǒng)環(huán)境變量ClassPath的值。對于Windows2000、Windows2003、WindowsXP，用鼠標右鍵點擊“我的電腦”，彈出菜單，然后選擇屬性，彈出“系統(tǒng)特性”對話框，再單擊該對話框中的高級選項，然后點擊按鈕“環(huán)境變量”，添加如下的系統(tǒng)環(huán)境變量（如圖1.3所示）：如果曾經(jīng)設置過環(huán)境變量：ClassPath，可點擊該變量進行編輯操作，將需要的值加入即可。對于Win9x，用記事本編輯Autoexec.bat文件，將如下的設置語句加入即可，setclasspth=E:\jdk1.6\jre\lib\rt.jar;.;也可以在命令行窗口，如MS-DOS窗口鍵入命令：setclasspth=E:\jdk1.6\jre\lib\rt.jar;.;,,圖1.3設置環(huán)境變量classpath,一般不需要，僅在安裝過其他商業(yè)化Java開發(fā)產(chǎn)品，可能會被修改。,,3）僅僅安裝JRE,如果你只想運行別人的Java程序可以只安裝Java運行環(huán)境JRE，JRE由Java虛擬機、Java的核心類以及一些支持文件組成?？梢缘卿汼un的網(wǎng)站免費下載Java的JRE。,返回,4）一些IDE（IntegratedDevelopmentEnvironment）開發(fā)工具,SunOneJBuilderEclipse——目前最為流行IDE開發(fā)環(huán)境適合于設計開發(fā)大型軟件，初學者應當使用JDK來開發(fā)Java程序；,1.6Java程序開發(fā),1.Java應用程序的開發(fā)開發(fā)一個Java應用程序需經(jīng)過三個步驟：編寫源文件、編譯源文件生成字節(jié)碼、加載運行字節(jié)碼。1)編寫源文件(1)源文件的組成使用一個文字編輯器，如Edit或記事本，來編寫源文件。不可使用Word編輯器，因它含有不可見字符。Java是面向對象編程，Java應用程序的源文件是由若干個書寫形式互相獨立的類組成。見例子1,(2)應用程序的主類,一個Java應用程序必須有一個類含有publicstaticvoidmain（Stringargs[]）方法，稱這個類是應用程序的主類。args[]是main方法的一個參數(shù)，是一個字符串類型的數(shù)組（注意String的第一個字母是大寫的），以后會學習怎樣使用這個參數(shù)。,返回,(3)源文件的命名規(guī)則,源文件的命名規(guī)則是：a.如果源文件中有多個類，那么只能有一個類是public類；如果有一個類是public類，那么源文件的名字必須與這個類的名字完全相同，擴展名是java；b.如果源文件沒有public類，那么源文件的名字只要和某個類的名字相同，并且擴展名是java就可以了。類名和源文件的命名注意區(qū)分大小寫！,返回,(4)良好的編程習慣,在編寫程序時，一行最好只寫一條語句，類體的以方法的大括號最好也獨占一行，并有明顯的縮進。本書在編寫代碼時，盡量遵守良好的編程習慣。2）編譯Java源程序當創(chuàng)建了Hello.java這個源文件后，就要使用編譯器（javac.exe）對其進行編譯：需要打開MS-DOS命令行窗口，進入C盤，然后進入到1000目錄中，如圖1.4所示。,返回,,,如果Java源程序中包含了多個類，編譯后將生成多個擴展名為.class的文件，每個只存放一個類的字節(jié)碼，其文件名與類名相同。,3）運行Java程序,Java應用程序必須通過Java虛擬機中的Java解釋器（java.exe）來解釋執(zhí)行其字節(jié)碼文件。Java應用程序總是從主類的main（注意不可缺少static）方法開始執(zhí)行。因此，必須如下運行Java應用程序：C:\1000\>javaHello——執(zhí)行主類的類名運行效果如圖1.5所示。當Java應用程序中有多個類時，java命令執(zhí)行的類名必須是主類的名字（沒有擴展名）。例：,,當運行這個Java程序時，Java虛擬機僅僅將Hello.class和A.class加載到內(nèi)存中，而B.class沒有加載到內(nèi)存中，應為程序的運行并未用到類B,,（1）編譯源文件c:\1000\>javacTom.java如果編譯成功，你的目錄1000下就會有Tom.class和Example.class這兩個字節(jié)碼文件了。（2）執(zhí)行c:\1000\>javaExamplejava命令后的名字必須是主類的名字，運行效果如圖1.6。,返回,,2.JavaApplet程序的開發(fā),開發(fā)一個JavaApplet程序需經(jīng)過三個步驟：編寫源文件、編譯源文件生成字節(jié)碼、通過瀏覽器加載運行字節(jié)碼。（1）編寫源文件一個JavaApplet源文件也是由若干個類組成的，一個JavaApplet源文件不再需要main方法，但必須有且只有一個類擴展了Applet類，即它是Applet類的子類（Applet類是系統(tǒng)提供的類），我們把這個類稱作JavaApplet源文件的主類。下面的例子2是一個簡單的JavaApplet源文件。,2）編譯,c:\1000\>javacBoy.java編譯成功后，文件夾C:\1000下會生成一個Boy.class文件。如果源文件有多個類，將生成多個class文件，都和源文件在同一文件夾里。如果你對源文件進行了修改，那么你必須重新編譯，再生成新的字節(jié)碼文件。,返回,3）運行,JavaApplet由瀏覽器來運行，因此我們必須編寫一個超文本文件（含有applet標記的web頁）通知瀏覽器來運行這個JavaApplet。下面是一個最簡單的一個html文件，通知瀏覽器運行JavaApplet。我們使用記事本編輯如下：現(xiàn)在可以使用瀏覽器打開文件Boy.html運行JavaApplet，效果如圖1.7所示。,返回,,返回,1.7JDK1.6編譯器的新規(guī)定,JDK1.6的編譯器javac.exe和以前版本的編譯器有了一個很大的不同，不再向下兼容，也就是說，如果在編譯源文件時沒有特別約定的話，用JDK1.6的編譯器生成的字節(jié)碼只能在安裝了JDK1.6或JRE1.6的Java平臺環(huán)境中運行?？梢允褂谩?source”參數(shù)設定字節(jié)碼適合的Java平臺。如“javac–source1.2文件名.java”，這樣編譯生成的字節(jié)碼可以在1.2版本以上的Java平臺運行，使字節(jié)碼有更好的可一致性。,返回,