Java語言程序設(shè)計(jì)(第1章).ppt

Java程序設(shè)計(jì), Java程序設(shè)計(jì),第一章: 緒論,1.1 Java語言的歷史-1,Java 是什么嗎？,Just another valueless acronym,Java 是一個(gè)地名嗎？,1.1 Java語言的歷史-2,1991年4月，Sun公司的James Gosling(詹姆斯高斯林)領(lǐng)導(dǎo)了一個(gè)代號(hào)為Green的項(xiàng)目 ，其目的是為家用消費(fèi)電子產(chǎn)品開發(fā)一個(gè)分布式代碼系統(tǒng)。 編程語言：基于C+，開發(fā)一種新的語言O(shè)ak。,Java創(chuàng)始人 James Gosling博士,1.1 Java語言的歷史-3,Java由來： 項(xiàng)目組骨干人員在咖啡館品嘗著美味的Java(爪哇島特產(chǎn))咖啡。,Java成名：項(xiàng)目組編寫了能夠運(yùn)行Java程序的HotJava網(wǎng)絡(luò)瀏覽器，結(jié)果Java一夜成名，迅速流行，甚至被譽(yù)為Internet上的世界語。,1.2 什么是 Java -1,JavaTM 技術(shù)是： 1、程序設(shè)計(jì)語言 2、計(jì)算平臺(tái) （開發(fā)環(huán)境、應(yīng)用程序環(huán)境 ）,1.2 什么是 Java -2,一、Java是一種高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言，并具有如下特點(diǎn)： 簡單性、面向?qū)ο?、分布式、解釋型、健壯?安全性、可移植性、高性能、多線程、動(dòng)態(tài)性,Java 虛擬機(jī) (JVM) 垃圾收集 代碼安全性,1.2 什么是 Java -3,Java程序先被編譯，然后被解釋執(zhí)行。通過編譯器，可以把Java程序編譯成一種中間代碼字節(jié)碼(Byte-code)。字節(jié)碼是可以被Java解釋器解釋的獨(dú)立于平臺(tái)的代碼，是運(yùn)行在Java虛擬機(jī)（Java VM）上的機(jī)器代碼指令。通過解釋器，每條Java字節(jié)指令被分析，然后在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。,1.2 什么是 Java -4,Java字節(jié)碼使得“一次編寫，到處運(yùn)行”成為可能。可以在任何有Java編譯器的平臺(tái)上把Java程序編譯成字節(jié)碼。這個(gè)字節(jié)碼可以運(yùn)行在任何Java VM上。例如，同一個(gè)Java程序可以運(yùn)行在WindowsNT、Solaris和Macintosh上，甚至這個(gè)JVM可以是個(gè)硬件、一塊芯片。,1.2 什么是 Java -5,JavaTM 虛擬機(jī)（JVM）規(guī)范 ： Java虛擬機(jī)(JVM)是可運(yùn)行Java字節(jié)碼的假想計(jì)算機(jī)。只要根據(jù)JVM規(guī)格描述將解釋器移植到特定的計(jì)算機(jī)上，就能保證經(jīng)過編譯的任何Java代碼能夠在該系統(tǒng)上運(yùn)行。 Java虛擬機(jī)(JVM)規(guī)范是一種用于計(jì)算設(shè)備的規(guī)范，可用不同的方式（軟件或硬件）加以實(shí)現(xiàn)。Java虛擬機(jī)包括一套字節(jié)碼指令集、一組寄存器、一個(gè)棧、一個(gè)垃圾回收堆和一個(gè)存儲(chǔ)方法域。編譯虛擬機(jī)的指令集與編譯微處理器的指令集非常類似。,1.2 什么是 Java -6,JavaTM 內(nèi)存垃圾自動(dòng)回收（Garbage Collector） JavaTM 程序設(shè)計(jì)語言使程序員不必負(fù)責(zé)釋放內(nèi)存，因?yàn)樗峁┝艘粋€(gè)后臺(tái)系統(tǒng)級(jí)線程，用于記錄每一個(gè)內(nèi)存分配操作并保留對(duì)每個(gè)內(nèi)存指針的引用計(jì)數(shù)。在 Java 虛擬機(jī)運(yùn)行時(shí)的空閑周期內(nèi)，垃圾收集線程查看是否有引用數(shù)已降到 0 的內(nèi)存指針。如果有，則清除（解除分配）垃圾收集線程所標(biāo)記的內(nèi)存。 垃圾收集在 Java 應(yīng)用程序的生命期內(nèi)自動(dòng)發(fā)生，因此不必手動(dòng)解除對(duì)內(nèi)存的分配。,1.2 什么是 Java -7,JavaTM 不存在不可信任代碼 安全機(jī)制 Java 程序設(shè)計(jì)語言代碼在計(jì)算機(jī)上實(shí)際運(yùn)行之前已經(jīng)過幾遍測試。字節(jié)碼檢驗(yàn)器對(duì)程序代碼進(jìn)行四遍測試。它確保代碼遵守 JVM 規(guī)范且不違反系統(tǒng)完整性。如果檢驗(yàn)器完成所有四遍測試并且未返回錯(cuò)誤信息，則可以確信下列情況屬實(shí)： 1、類遵守 JVM 規(guī)范的類文件格式。 2、沒有違反存取限制。 3、代碼不導(dǎo)致操作數(shù)堆棧溢出或下溢。 4、所有操作碼的參數(shù)類型正確。 5、沒有發(fā)生非法數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，例如將整型轉(zhuǎn)換為指針。 6、對(duì)象字段存取合法。,1.2 什么是 Java -8,1.2 什么是 Java -9,二、平臺(tái)是程序運(yùn)行的硬件或軟件環(huán)境。 Java平臺(tái)由兩部分組成： Java虛擬機(jī)（Java VM） （應(yīng)用程序環(huán)境） Java應(yīng)用程序界面（Java API） （開發(fā)環(huán)境） Java VM，它是Java平臺(tái)的基礎(chǔ)，可以移植到各種基于硬件的平臺(tái)上。（ Java操作系統(tǒng)或Java芯片） Java API是軟件組件的集合，它們提供了很多有用的功能，如圖形用戶界面（GUI）。Java API被分組為相關(guān)組件的庫（包）。,1.2 什么是 Java -10,作為一種獨(dú)立于平臺(tái)的環(huán)境，Java比本地代碼慢一些。然而，聰明的編譯器、很好地調(diào)制過的解釋器和即時(shí)字節(jié)碼編譯器（JIT - just in time compiler）可以在不犧牲可移植性的條件下使Java的表現(xiàn)接近本地代碼。,1.3 Java 的應(yīng)用領(lǐng)域,Java 已經(jīng)漸漸地滲透到各領(lǐng)域 1。你可以編寫 Java Application 程序，完成其他語言能完成的所有應(yīng)用程序，而且是跨平臺(tái)的，可應(yīng)用于各行各業(yè)； 2。你可以編寫 Java Applet 程序，可以嵌入在瀏覽器中直接運(yùn)行； 3。你可以編寫 Java Servlet / JSP 程序，將其掛在 Apache 、tomcat或其它網(wǎng)頁服務(wù)器上； 4。你可以編寫 EJB/ Java Beans，將其掛在Websphere、Weblogic、IAS或其他應(yīng)用服務(wù)器上； 5。你可以編寫Java MIDlet 程序，在手機(jī)上執(zhí)行；,1.4 Java 的安裝-1,Java的安裝：( ) JDK（java development kit）: jdk-1_6_0_008-win.exe JRE(java runtime environment): jre-1_6_0_008-win.exe 環(huán)境變量的設(shè)置:可通過autoexec.bat文件設(shè)置： SET PATH=c:j2sdk1.6bin;. ; %PATH% SET CLASSPATH= c:j2sdk1.6lib;. ; %CLASSPATH% (其中，JDK安裝在c:j2sdk1.6),1.4 Java 的安裝-2,開發(fā)工具： 一、文字模式（console mode）的開發(fā)工具： Sun 的 Java 2 Software Developmnet Kit( Java 2 SDK )，最新版JavaTM SE 6 ( v1.6.0 ，The number 6 is used to reflect the evolving level of maturity, stability, scalability and security of Java SE. )。其中提供24個(gè)工具，都放在bin子目錄中，常用的有javac、 java 、appletviewer等。編輯器可使用記事本。 *關(guān)于版本號(hào)的說明：v 1.1.8 前兩個(gè)數(shù)字代表功能的變更，第三個(gè)（以及以后的數(shù)字），代表錯(cuò)誤修訂版。 * J2SE （標(biāo)準(zhǔn)版） J2EE（企業(yè)版）J2ME（微型版）,1.4 Java 的安裝-3,二、GUI模式的開發(fā)工具（graphics user interface mode）： IDE(Integrated Development Environment，集成開發(fā)環(huán)境）：將程序的編輯、編譯、 執(zhí)行、調(diào)試等功能整合在一起。如Jcreator2, Freejava2等。 RAD(Rapid Application Development，快速應(yīng)用程序開發(fā))：除具備IDE功能外，可通過可視（Visual)處理的方法擺設(shè)組件（component），所見既所得，并調(diào)整其屬性（property），使編寫程序（特別是用戶接口部分）就像搭積木一樣簡便。 如 Jbuilder: Borland公司產(chǎn)品； Eclipse：一種開源的、可擴(kuò)展IDE，是免費(fèi)的，我們要使用的集成開發(fā)環(huán)境是Eclipse 。,1.5一個(gè)Java程序的開發(fā)過程,1.5.1 一個(gè)Java應(yīng)用程序-1,第一個(gè)“Hello World”應(yīng)用程序 按照以下步驟，可以創(chuàng)建一個(gè)Java應(yīng)用程序。 /用C語言實(shí)現(xiàn) # include Main() println(“Hello World”); /用C+語言實(shí)現(xiàn) #include void main() cout“Hello Worldn”;,1.5.1 一個(gè)Java應(yīng)用程序,/用Java語言實(shí)現(xiàn) 1.建立一個(gè)名為HelloWorld.java的文件： public class HelloWorld public static void main(String args) System.out.println(“Hello World”); 2.編譯源文件 用Java編譯器編譯這個(gè)源文件。( javac HelloWorld.java) 如果編譯成功，編譯器產(chǎn)生一個(gè)與Java源文件（HelloWorld.java）在同一個(gè)目錄（文件夾）的名為HelloWorld.class的文件。這個(gè)class文件包含Java字節(jié)碼，是可以被Java運(yùn)行系統(tǒng)解釋的獨(dú)立于平臺(tái)的代碼。 3.運(yùn)行應(yīng)用程序 (java HelloWorld ),1.5.2 一個(gè)簡單的Java小應(yīng)用程序（Java Applet）,import java.applet.*; import java.awt.*; public class Boy extends Applet public void paint(Graphics g) g.setColor(Color.red); g.drawString(“我一邊喝著咖啡，一邊學(xué)Java呢“,5,30); g.setColor(Color.blue); g.drawString(“我學(xué)得很認(rèn)真“,10,50); ,編譯 c:1000javac Boy.java 運(yùn)行 Java Applet由瀏覽器來運(yùn)行，因此我們必須編寫一個(gè)超文本文件 （含有applet標(biāo)記的web頁）通知瀏覽器來運(yùn)行這個(gè)Java Applet。以下是一個(gè)簡單的html文件：Boy.html 如果瀏覽器不支持Java Applet程序(比如Win XP 自帶的IE)，你也可以使用SDK提供的appletviewer來調(diào)試小程序，如，在DOS命令行執(zhí)行： c:1000appletviewer Boy.html,總結(jié):,1、一個(gè)java源文件是由若干個(gè)類組成的。 一個(gè)java應(yīng)用程序必須有一個(gè)類含有main方法，這個(gè)類稱為應(yīng)用程序的主類。Main方法是程序開始執(zhí)行的位置。 2、帶public的類稱為公共類，一個(gè)源文件中只能有一個(gè)類是public的。 3、源文件的命名規(guī)則： 源文件只有一個(gè)類，用類名做源文件名； 如有多個(gè)類，有一個(gè)public類，用該類名做源文件名， 沒有public類，用任意類名做源文件名。 類名第一個(gè)字母大寫，后面小寫，源文件擴(kuò)展名為.java 當(dāng)有多個(gè)類時(shí)，運(yùn)行java命令后的類名必須是包含了main方法的那個(gè)類的名字，即主類名字，如例2。 4、一個(gè)java小應(yīng)用程序也是由若干個(gè)類組成的，一個(gè)小程序不再需要main方法，但必須有且只有一個(gè)類擴(kuò)展了Applet類，即它是Applet類的子類。把該類叫小程序的主類，主類必須是public的。,復(fù)習(xí)思考題： （1）試分析Java的跨平臺(tái)機(jī)制？ （2）如何設(shè)置Java中的環(huán)境變量？,1.6 Java的反編譯-1,控制臺(tái)下的： JAD的使用 圖形用戶界面的： FrontEnd的使用 *使用混淆器加密你的Java程序。,1.7 Java的文檔注釋方法-1,在“/*”和“*/”之間的內(nèi)容都是文檔注釋。當(dāng)程序員編完程序以后，可以通過JDK提供的javadoc命令(javacdoc 文件名.java)，生成所編程序的API文檔。該API文檔以HTML文件的形式出現(xiàn)，與Java幫助文檔的風(fēng)格與形式完全一致。例如下面的DocTest.java文件： /* 這是一個(gè)文檔注釋的例子，主要介紹下面這個(gè)類 *author walkman *version 1.1.48 2008/09/1 */ public class DocTest /* 變量注釋，下面這個(gè)變量主要是充當(dāng)整數(shù)計(jì)數(shù) */ public int i; /* 方法注釋，下面這個(gè)方法的主要功能是計(jì)數(shù) */ public void count( ) ,1.8 Java的學(xué)習(xí)方法-1,在理解課堂教授內(nèi)容的基礎(chǔ)上，盡量獨(dú)立完成課后習(xí)題。對(duì)于疑難問題，可采用如下辦法解決： a.參考教材配套書籍或其它相關(guān)書籍，上機(jī)調(diào)試程序，自行解決。問人之前，先問自己 。 b.結(jié)成學(xué)習(xí)小組（3人左右），互助學(xué)習(xí)； c.通過互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)社區(qū)或BBS，向高手請(qǐng)教； CSDN論壇 / d.通過參與開發(fā)開源軟件項(xiàng)目，閱讀源代碼，邊開發(fā) 邊學(xué)習(xí)。(成為高手) e.通過robocode ，機(jī)器人坦克大戰(zhàn)，邊娛樂邊學(xué)習(xí)。,官方網(wǎng)站: /,1.8 Java的學(xué)習(xí)方法-2,向上延伸，向下延伸，向旁延伸 當(dāng)你發(fā)現(xiàn)你已經(jīng)可以掌握此程序語言基本知識(shí)之后，你可以選擇： 1、向上延伸：學(xué)習(xí)對(duì)象導(dǎo)向分析設(shè)計(jì)、UML、Design Patterns、以及軟件工程。培養(yǎng)自己具有做大型項(xiàng)目的能力。 2、向下深入：深入了解內(nèi)部底層的機(jī)制，例如JVM，操作系統(tǒng)（甚至硬件）內(nèi)部。 3、向旁延伸：學(xué)習(xí)不同的API，例如：多媒體、數(shù)據(jù)庫、企業(yè)運(yùn)算等等，擴(kuò)展自己的編程能力。 另外，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法等基礎(chǔ)也很重要。,在人月神化中 ，F(xiàn).Brooks 對(duì)他自己做的軟件項(xiàng)目描述為：“史前巨獸在柏油坑中做垂死前的掙扎掙扎得越厲害，柏油就會(huì)黏的越緊，沒有任何的猛獸力量夠強(qiáng)，技巧夠高，得以逃過終至滅頂?shù)拿\(yùn)。在過去的十年，大型系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)工作就陷進(jìn)了一個(gè)像這樣的柏油坑中。” 在 Quality Softwre Management II 中，G.Weinberg 這樣來描述他自己做軟件項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)：“你身處湖心當(dāng)中，劃著一艘小船，船底有幾個(gè)漏洞，水慢慢的滲進(jìn)來。你想要去堵住漏洞，但卻遭到一大群仲夏兇惡蚊子的攻擊。能夠隨時(shí)注意到是否有問題的發(fā)生，或更進(jìn)一步能預(yù)先加以防范（修補(bǔ)漏洞），理論上說來還不錯(cuò)，但是你得一直忙著去干昨日的問題（不停地打蚊子），完全抽不出空來實(shí)現(xiàn)分毫的理論?！?Tom DeMarco 人件，管理，不僅僅是技術(shù)，更是充滿人文精神的藝術(shù)。,1.9 Java的參考書籍,Sun公司編著 Java程序員認(rèn)證教材SL-110 Sun公司編著 Java程序員認(rèn)證教材SL-275 機(jī)械工業(yè)出版社 Java編程思想 Java 程序設(shè)計(jì)大學(xué)教程 國外計(jì)算機(jī)經(jīng)典教材 Java2實(shí)用教程 Java 夜未眠,1.10 Java認(rèn)證考試-1,Java認(rèn)證考試(Java方面，Sun推出七項(xiàng)認(rèn)證)： - Sun Certified Java Associate (SCJA) - Sun Certified Java Programmer (SCJP) - Sun Certified Java Developer (SCJD) - Sun Certified Web Component Developer (SCWCD) - Sun Certified Business Comp