Java語言程序設(shè)計(jì)第一章

1、1java java 語言程序設(shè)計(jì)語言程序設(shè)計(jì)吳倩2課程概要第一部分：java 語言第一章：java 程序設(shè)計(jì)概述第二章：java語言基礎(chǔ)知識(shí)第三章：類與對(duì)象第四章：類的重用第五章：接口與多態(tài)第二部分：java類庫第六章：異常處理第七章：輸入與輸出第八章：多線程第九章：對(duì)象的集合3第三部分 java與gui 第十章：圖形用戶界面 第十一章： java applet第四部分 java與網(wǎng)絡(luò) 第十二章：jdbc與java網(wǎng)絡(luò)套接字 第十三章：java server page 第十四章：servlet4第一章 java 程序設(shè)計(jì)概述1、java語言的歷史、應(yīng)用及發(fā)展2、java語言的特點(diǎn)3、java

2、程序的開發(fā)環(huán)境4、java類庫5、java程序介紹6、java程序書寫規(guī)范51、java語言的歷史、應(yīng)用及發(fā)1.1 java語言的歷史 1991年，sun microsystem公司的jame gosling、bill joy等人為智能消費(fèi)類家用電器研究而開發(fā)的電子產(chǎn)品上一個(gè)名為oak的軟件。 1993年，web開始在internet上流行，oak重新命名為java，java技術(shù)轉(zhuǎn)移到internet。 1995年sun向公眾正式推出java并引起業(yè)界的轟動(dòng)。 1995年以來，java逐步實(shí)現(xiàn)了面向網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，類庫不斷豐富，性能不斷提高，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展。6 java已成為當(dāng)今最流行的軟件開發(fā)語

3、言之一，sun推出了 java2 & j2ee使java具有更廣泛的用途，適用于各種應(yīng)用開發(fā)，尤其是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，嵌入式系統(tǒng)等。 java與就業(yè)：2008年國內(nèi)軟件行業(yè)調(diào)查表明：程序員使用的開發(fā)語言比例如下：c/c+占32%， java占37%，.net占22%，c#占21%， delphi占7%。1.2 java 語言的應(yīng)用7 java語言的應(yīng)用前景: 所有面向?qū)ο蟮膽?yīng)用開發(fā)。 計(jì)算過程的可視化、可操作化的軟件的開發(fā)。 動(dòng)態(tài)畫面的設(shè)計(jì)，包括圖形圖像的調(diào)用。 無線通信，嵌入式系統(tǒng)。 英特網(wǎng)的系統(tǒng)管理功能模塊的設(shè)計(jì)，包括web頁面的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、管理和交互操作設(shè)計(jì)等。 企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)上的軟件開發(fā)。

4、 與各類數(shù)據(jù)庫連接查詢的sql語句實(shí)現(xiàn)。 分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件開發(fā)。 其他應(yīng)用類型的程序。81.3 java語言的發(fā)展 從1995年java正式推出至今10年時(shí)間內(nèi)，java共推出了7個(gè)版本，平均每18個(gè)月發(fā)布一個(gè)新版本。 每一次版本的推出都在功能上有所增強(qiáng)，完善，效率上有所提高，為程序員提供更多的方便，以吸引更多的程序員喜歡并使用java。 其發(fā)展歷程如表所示：9java自jdk1.0.2 到j(luò)ava2 v6.0以來的演變過程版本日期主要演變內(nèi)容jdk 1.0.21996年1月第一次發(fā)布第一次發(fā)布jdk1.1 1997年2月實(shí)例初始化程序，嵌套類，實(shí)例初始化程序，嵌套類，i/o i/o rea

5、derreader與與writerwriter類等類等jdk 1.2（后改為java 2)1998年12月jfcjfc與與swingswing， 集合類與集合類與jdbcjdbc增強(qiáng)，增強(qiáng)，線程本地存儲(chǔ)等線程本地存儲(chǔ)等jdk 2 v1.3 2000年5月無重大變化，主要是改善性能和無重大變化，主要是改善性能和修補(bǔ)以前的缺陷修補(bǔ)以前的缺陷jdk2 v1.42001年12月正則表達(dá)式，新的正則表達(dá)式，新的i/oi/o包，斷言語包，斷言語句等句等j2se 5.02004年6月自動(dòng)加封和解封，枚舉類型，可自動(dòng)加封和解封，枚舉類型，可變參數(shù)，訪問環(huán)境變量，增強(qiáng)的變參數(shù)，訪問環(huán)境變量，增強(qiáng)的for循環(huán)，靜

6、態(tài)導(dǎo)入等；類庫變化：循環(huán)，靜態(tài)導(dǎo)入等；類庫變化：printf, java.util.scanner, java.util,concurrent, javax.xml,j2se 6.02006年11月(1) (1) 提供了提供了java.io.consolejava.io.console類專用類專用來訪問基于字符的控制臺(tái)設(shè)備來訪問基于字符的控制臺(tái)設(shè)備 10j2se 6.02006年11月(2) (2) awtawt新增加了兩個(gè)類新增加了兩個(gè)類:desktop:desktop和和systemtraysystemtray (3) compiler api(jsr 199)(3) compiler a

7、pi(jsr 199)去動(dòng)態(tài)去動(dòng)態(tài)編譯編譯javajava源文件源文件(4)(4)提供了一個(gè)簡單的提供了一個(gè)簡單的http server http server api,api,據(jù)此可以構(gòu)建自己的嵌入式據(jù)此可以構(gòu)建自己的嵌入式http server,http server,它支持它支持httphttp和和httpshttps協(xié)協(xié)議議, ,提供了提供了http1.1http1.1的部分實(shí)現(xiàn)的部分實(shí)現(xiàn) (5)(5)對(duì)腳本語言的支持如對(duì)腳本語言的支持如: ruby, : ruby, groovy, javascriptgroovy, javascript. (6)(6)插入式注解處理插入式注解處理a

8、pi(pluggableapi(pluggable annotation processing api)annotation processing api)，插入，插入式注解處理式注解處理api(jsr 269)api(jsr 269)提供一套提供一套標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)apiapi來處理來處理annotationsannotations(7)(7)提供嵌入式數(shù)據(jù)庫提供嵌入式數(shù)據(jù)庫 derbyderby 11 1999年下半年，sun microsystems 重新組織java平臺(tái)的集成方法，并將java企業(yè)級(jí)應(yīng)用平臺(tái)作為發(fā)展方向，因此，現(xiàn)在java的大家庭中有三個(gè)主要成員：（1）j2sej2se即jav

9、a 2 （software development kit) standard edition,是java最通行的版本，用于工作站，pc機(jī)的java標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)。（2）j2mej2me即java2 micro edition， 用于嵌入式j(luò)ava消費(fèi)電子平臺(tái)。無線通訊，手機(jī)，pda等小型電子裝置都可以采用其作為開發(fā)工具及應(yīng)用平臺(tái)。（3）j2eej2ee即java2 enterprise edition （企業(yè)應(yīng)用java 2平臺(tái)，它提供了企業(yè)e-business架構(gòu)及web service服務(wù)。其深受企業(yè)用戶歡迎之處在于其開放的標(biāo)準(zhǔn)和優(yōu)越的跨平臺(tái)能力。122、java 語言的特點(diǎn)（1）面向?qū)ο?j

10、ava 是一種面向?qū)ο蟮恼Z言。和c+類似，具有面向?qū)ο蟮幕咎卣鳎?封裝：提供了類的機(jī)制，在類中封裝了數(shù)據(jù)和方法，保證數(shù)據(jù)的安全性。 繼承：通過繼承機(jī)制，子類可以使用父類所提供的方法，實(shí)現(xiàn)了代碼的復(fù)用。 多態(tài)：同一個(gè)消息被不同的對(duì)象接收后可以導(dǎo)致不同的行為。132、java 語言的特點(diǎn)（2）易于學(xué)習(xí) java語言簡單，它的語法和c+非常相似，但是拋棄了c+中的許多低級(jí)，容易混淆，容易出錯(cuò)，不經(jīng)常使用的功能，如：運(yùn)算符重載，指針運(yùn)算，多重繼承，程序的預(yù)處理，命名空間等。142、java 語言的特點(diǎn)（3）與平臺(tái)無關(guān)性 java源程序經(jīng)過編譯器編譯，會(huì)生成與平臺(tái)無關(guān)的字節(jié)碼（byte-codes)代

11、碼程序，這些字節(jié)碼指令對(duì)應(yīng)于java虛擬機(jī)的表示，只要安裝了java運(yùn)行系統(tǒng)， java解釋器得到字節(jié)碼后，對(duì)它進(jìn)行轉(zhuǎn)換，生成的代碼程序能夠在同一系統(tǒng)或其他任何系統(tǒng)上運(yùn)行，如：windows, solaris, linux, 其他任何一種unix操作系統(tǒng)，移動(dòng)電話，嵌入式處理器，pda等。 這也稱為軟件可移植性，也就是“編寫一次，到處運(yùn)行”，這也正是java得以迅速普及的重要原因。15編寫一次，到處運(yùn)行16編譯型語言的工作模式17解釋型語言的工作模式 java是一種解釋型語言，其編譯源程序的執(zhí)行方式是先經(jīng)過編譯器編譯，再利用解釋器的方式運(yùn)行的。 解釋器在工作方式上與編譯器不同，它不對(duì)源程序進(jìn)行

12、翻譯，而是直接對(duì)源程序的語句進(jìn)行分析和解釋，實(shí)現(xiàn)源程序所描述的功能。 任何一種可以運(yùn)行java程序（即可以擔(dān)任java解釋器）的軟件都可以成為java虛擬機(jī)jvm(java virtual machine)，例如瀏覽器與java的一些開發(fā)工具都可以看作jvm。 如下圖所示：18源程序源程序（.java文件）文件）java編譯器編譯器sparcpentiumpowerpcpowerpcpentiumsparc二進(jìn)制二進(jìn)制java解釋器解釋器類、類庫裝載字節(jié)碼程序字節(jié)碼程序java bytecode(.class文件文件)192、java 語言的特點(diǎn)（4）分布式 分布式主要指數(shù)據(jù)分布和操作分布，數(shù)

13、據(jù)分布指數(shù)據(jù)可以分散在網(wǎng)絡(luò)中不同的主機(jī)上，操作分布指一個(gè)任務(wù)分散在不同的主機(jī)上進(jìn)行處理。java從誕生起就和網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系在一起，它強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)特性，內(nèi)置tcp/ip, http,ftp 協(xié)議類庫，便于開發(fā)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)。202、java 語言的特點(diǎn)（4）安全性 java不支持指針，規(guī)定對(duì)內(nèi)存的訪問都必須經(jīng)過對(duì)象的實(shí)例變量實(shí)現(xiàn)，防止非法訪問私有成員。 java的內(nèi)部安全措施保證java程序在java虛擬機(jī)規(guī)則下操作，防止未授權(quán)的程序訪問專有信息資源。212、java 語言的特點(diǎn)（5）多線程單線程程序一個(gè)時(shí)刻只能做一件事情，多線程程序允許在同一時(shí)刻同時(shí)做多件事情。java是第一個(gè)在語言級(jí)提供內(nèi)置多線程支持的

14、高級(jí)語言。java提供現(xiàn)成的類thread，只要繼承這個(gè)類就可以編寫多線程的程序。多線程機(jī)制使應(yīng)用程序能夠并行執(zhí)行，而且同步機(jī)制保證了對(duì)共享數(shù)據(jù)的正確操作。通過使用多線程，程序設(shè)計(jì)者可以分別用不同的線程完成特定的行為，而不需要采用全局的事件循環(huán)機(jī)制，這樣就很容易地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上的實(shí)時(shí)交互行為。222、java 語言的特點(diǎn)（6）與c+比較 不再有全局變量，可以在類中定義公有、靜態(tài)的數(shù)據(jù)成員實(shí)現(xiàn)相同功能； 不再有#include#include 和#define#define 等預(yù)處理功能，用import語來句包含其它類和包； 不再有structurestructure、unionunion及type

15、deftypedef等 java中沒有不屬于類成員的函數(shù)，沒有指針、不再有多重繼承，只支持單重繼承； 不再有g(shù)otogoto語句 不再有運(yùn)算符重載(operatior overloading) 取消自動(dòng)類型轉(zhuǎn)換，要求強(qiáng)制轉(zhuǎn)換 自動(dòng)進(jìn)行內(nèi)存管理(詳細(xì)比較可參考：thinking in java 附錄b java和c+比較)233、 java程序的開發(fā)環(huán)境 java apis (應(yīng)用程序接口) 經(jīng)過編譯的，可在程序中使用的java代碼標(biāo)準(zhǔn)庫。 java vm（虛擬機(jī)） java 程序由java虛擬機(jī)程序執(zhí)行（或解釋執(zhí)行）。java 程序java apisjava 虛擬機(jī)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)java 平臺(tái)24

16、j2sej2sdk的核心部分 開發(fā)工具 編譯器 調(diào)試器 文檔制作工具 運(yùn)行環(huán)境 java 虛擬機(jī) 組成java 2 平臺(tái)api的類。 幫助文檔 附加庫 java程序（applets 和 applications） 的演示 253.1 java 開發(fā)工具java 2 標(biāo)準(zhǔn)版軟件開發(fā)工具包j2sdk, 包括開發(fā)工具，運(yùn)行環(huán)境，附加庫，applets和applications的演示等內(nèi)容。j2sdk常用工具包括 javacjavac： java編譯器，用來將java程序編譯成 bytecode。 javajava： java解釋器，執(zhí)行已經(jīng)轉(zhuǎn)換成bytecode的java應(yīng)用程序。 jdbjdb：

17、java調(diào)試器， 用來調(diào)試java程序。 javapjavap： 反編譯，將類文件還原回方法和變量。 javadocjavadoc： 文檔生成器,創(chuàng)建html文件。 appletviwerappletviwer： applet解釋器, 用來解釋已經(jīng)轉(zhuǎn)換成bytecode的java小應(yīng)用程序。263.2 開發(fā)工具安裝環(huán)境安裝以jdk 6為例 下載地址下載地址 http:/http:/ 下載文件下載文件 下載 jdk-6u5-windows-i586-p.exe 安裝 直接運(yùn)行 jdk-6u5-windows-i586-p.exe” 27安裝jdk后產(chǎn)生如下目錄： bin目錄：java開發(fā)工具，包

18、括java編譯器、解釋器等 demo目錄：一些實(shí)例程序 lib目錄：java開發(fā)類庫 jre目錄： java運(yùn)行環(huán)境，包括java虛擬機(jī)、運(yùn)行類庫等 28 設(shè)置環(huán)境變量：設(shè)置環(huán)境變量：( (現(xiàn)已不再使用）現(xiàn)已不再使用） path = bin;設(shè)置java的path，目的是讓java程序設(shè)計(jì)者在任何環(huán)境都可以運(yùn)行sdk bin目錄下的工具文件，如：javac, java, javadoc等。 classpath = . ; other_applications_dir;設(shè)置classpath的目的是讓java虛擬機(jī)找到所需要的類庫。 windows nt/2000/xp：控制面板系統(tǒng)高級(jí)環(huán)境變量

19、293.3 java集成開發(fā)環(huán)境幾種集成開發(fā)環(huán)境 netbeans jcreator le borland jbuilder microsoft visual j+ ibm : visual age for java sun one studio beas workshop studio eclipse 30 我們使用eclipse3.4作為開發(fā)平臺(tái)。 eclipse 是一個(gè)開源，基于java的開發(fā)環(huán)境（integrated development environment) ide, 是一個(gè)功能完整并成熟的軟件，由ibm與2001年首次推出。可以從官方網(wǎng)站：http:/www.eclipse.

20、org免費(fèi)下載。 eclipse 是一個(gè)框架和一組被稱為平臺(tái)核心的服務(wù)程序，用于通過插件組建構(gòu)建開發(fā)環(huán)境。 使用eclipse來開發(fā)java程序，必須安裝sdk作為它的插件才能使它正常運(yùn)作。 myeclipse是eclipse的開發(fā)插件，它將很多java應(yīng)用服務(wù)器，j2ee組件和web應(yīng)用開發(fā)向?qū)Чぞ呒傻絜clipse中，可以幫助java開發(fā)者在eclipse環(huán)境內(nèi)建立，測試和部署j2ee應(yīng)用。 課后請(qǐng)自己查找eclipse相關(guān)資料學(xué)習(xí)。eclipse 簡介314、java 類庫 組成java程序的最小單位是類，類封裝了數(shù)據(jù)與處理數(shù)據(jù)的方法。 對(duì)于大多數(shù)常用的功能，有大量已經(jīng)編譯好、經(jīng)過測試

21、的類，這些類的集合就是java類庫。 java類庫主要是隨編譯器一起提供，也有些類庫是由獨(dú)立軟件開發(fā)商提供的;當(dāng)然也有你自己開發(fā)的。32 類庫被組織成許多包，每個(gè)包又包含一些子包和多個(gè)類。形成樹型結(jié)構(gòu)的類層次，其中包括核心包java, 擴(kuò)展包，和org等。 java的應(yīng)用程序接口（api)是一個(gè)巨大的類庫的集合，從http:/ 一些重要的包及其類：33java packages (1)nlanguagejava.lang構(gòu)成java語言核心的類nobject, math, string, number, exception, system, runtime nutilitiesjava.uti

22、l提供實(shí)用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) nvector, stack, hashtable / colloection, list, set, map ni/ojava.io提供多種類型的輸出/輸出ninputstream, outputstream, reader, writer, randomaccessfile, filentextjava.text文本/日期/數(shù)字/消息的本地化支持nnumberformat, dateformat, and collatornmathjava.math提供任意精度的整數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算nawt java.awt用戶接口設(shè)計(jì)和事件處理nswingjavax.swing提供全j

23、ava的，在任何平臺(tái)上表現(xiàn)都相同的輕量級(jí)構(gòu)件34java packages (2)njavaxjavax 對(duì)java語言的擴(kuò)展nappletjava.applet 用于創(chuàng)建applet的類nbeansjava.beans 用于開發(fā)javabeans的類nreflectionjava.lang.reflect 用于動(dòng)態(tài)獲取類信息的類nsqljava.sql 提供對(duì)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的訪問和處理nconnection, resultset, statementnrmijava.rmi 支持分布式編程nn 支持開發(fā)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的類nsocket, url, urlconnectionnsecurityjava

24、.security支持訪問控制和信息安全的類n用于訪問控制，防止非信任代碼執(zhí)行關(guān)鍵操作n認(rèn)證相關(guān)的類，實(shí)現(xiàn)了消息摘要和數(shù)字簽名與數(shù)字認(rèn)證等35、java程序介紹 java程序主要有以下幾種： application (應(yīng)用程序） java applet servlet jsp365.1 java applicationapplication 運(yùn)行在客戶端java虛擬機(jī)上的java程序 可在客戶端機(jī)器中讀寫 可使用自己的主窗口、標(biāo)題欄和菜單 程序可大可小 能夠以命令行方式運(yùn)行 主類必須有一個(gè)主方法main()，作為程序運(yùn)行的入口。37import java.util.*；public class

25、 hellodate public static void main(string args) system.out.println(“hello, its: ”); system.out.println(new date(); 編輯存盤：文件名和公共類名(用public聲明)要一致 hellodate.java編譯程序：javac hellodate.java運(yùn)行程序：java hellodate使用eclipse, 創(chuàng)建一個(gè)java的project,編譯和運(yùn)行一步到位。第一個(gè)java應(yīng)用程序38 java.langjava.lang是默認(rèn)導(dǎo)入到每個(gè)java文件的，無需用import 導(dǎo)入。

26、它的類都可以直接使用。systemsystem屬于java.lang。 java.lang里沒有date類，所以必須導(dǎo)入util才能使用date類。 聲明一個(gè)類：public class hellodate，類名類名第一個(gè)字母大寫第一個(gè)字母大寫。 一個(gè)類中可有很多方法（在java里，函數(shù)稱為方法method）， main方法是運(yùn)行程序的第一個(gè)方法，方法名的第一個(gè)字母小寫方法名的第一個(gè)字母小寫。 system.out.println向屏幕輸出，并自動(dòng)結(jié)束，無需加“n”,相當(dāng)于c中的printf(),c+中的cout。在這里，傳遞的參數(shù)是一個(gè)date對(duì)象，將被自動(dòng)轉(zhuǎn)換為string類型。這條語句結(jié)

27、束后，date對(duì)象會(huì)被垃圾回收器在任意時(shí)候回收，我們不用銷毀它。39 packagepackage語句：零個(gè)或多個(gè)，必須放在文件開始。 importimport語句：零個(gè)或多個(gè)，必須放在所有類定義之前。 可以定義零個(gè)或一個(gè)public class 。 可以定義一個(gè)或多個(gè)class。 可以定義一個(gè)或多個(gè)interface。 類個(gè)數(shù)：至少一個(gè)類，最多只能有一個(gè)最多只能有一個(gè)public public classclass。 源文件命名：若有public類，源文件必須按該類命名。 標(biāo)識(shí)符：區(qū)分大小寫。java程序結(jié)構(gòu)40 使用類庫以便引用其他類。 類定義：定義程序所需的類及接口，包括其內(nèi)部的變量、方

28、法等。 main方法：應(yīng)用程序的入口，與標(biāo)準(zhǔn)c中main()函數(shù)的地位是一樣的。一個(gè)應(yīng)用程序有且只有一個(gè)main()，main()必須包含在一個(gè)類中。 程序注釋：與c類似，/* /41第二個(gè)java應(yīng)用程序（命令行參數(shù)）public class commarg public static void main(string args) / display command arguments int i; if( args.length 0 ) /have some command arguments for( i=0; iargs.length; i+ ) system.out.println(

29、arg+i+ = +argsi); else /no command arguments system.out.println(no arguments!); 42 命令行參數(shù)： main( string args )，與標(biāo)準(zhǔn)c中main(int argc, char* argv) 相似。 字符串的拼接： arg + i + = + argsi。 運(yùn)行程序（命令行參數(shù)獲?。?java commarg first second third 運(yùn)行結(jié)果： arg0 = first arg1 = second arg2 = third 使用eclipse存盤后就自動(dòng)編譯。其他例子：myclass.java435.2 java applet applet小應(yīng)用程序 運(yùn)行于支持java的web瀏覽器中 瀏覽器的解釋器把字節(jié)碼轉(zhuǎn)換成和機(jī)器匹配的指令，在網(wǎng)頁中執(zhí)行小程序。 applet和application的差別：運(yùn)行環(huán)境的不同，小應(yīng)用程序總是