《Java面向對象程序設計》課件-項目1 Java開發(fā)入門

項目1Java開發(fā)入門Java程序設計項目描述

/

Projectdescription

Java是一門程序設計語言，它已發(fā)展成為計算機、移動電話、金融行業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等領域最受歡迎的開發(fā)語言之一。本項目將對Java語言的特點、開發(fā)環(huán)境與運行機制進行介紹，并搭建Java開發(fā)環(huán)境。使用dos界面下編譯運行Java應用程序，以及使用集成開發(fā)環(huán)境Eclipse進行簡單介紹。搭建Java開發(fā)環(huán)境任務1計算機語言計算機語言（ComputerLanguage）指用于人與計算機之間通訊的語言。它由一些指令組成，開發(fā)者可以通過編寫指令來指揮計算機進行各種工作。計算機語言的種類非常多，總的來說可以分成機器語言、匯編語言和高級語言三大類。機器語言是由二進制的0和1組成的編碼，但不方便人類的識別與記憶。匯編語言采用英文縮寫的標識符，容易識別與記憶。而高級語言采用更接近于人類的自然語言進行編程，簡化了編程過程。所以，高級語言是絕大多數(shù)編程者的選擇。因為計算機只能識別機器語言，所以匯編語言和高級語言都要轉換成機器語言后才能被識別。JAVAJava是一種高級程序設計語言，它由SUN公司（已被Oracle公司收購）1995年5月推出。目前最新的為2019年4月份推出的Java12版本。針對不同的市場，SUN公司將Java劃分為3個技術平臺，它們分別是JavaSE、JavaEE和JavaME。JavaSE標準版，是為開發(fā)普通桌面應用程序提供的解決方案。同時也是3個平臺中最核心的部分，是其他兩個平臺的基礎。JavaEE企業(yè)版，是為開發(fā)企業(yè)級應用程序提供的解決方案。JavaME小型版，是為開發(fā)電子消費產品和嵌入式設備提供的解決方案。簡單

Java語言與C、C++風格接近。Java語言不使用C、C++語言中很難懂的指針，而是使用引用，并提供自動管理內存的機制，使開發(fā)者不必為內存管理而擔憂。Java特點面向對象

Java是一種面向對象的語言。一切操作都以對象為基本單元，要完成什么功能行為先找有哪個對象可以完成，如果找不到合適的對象，就自己創(chuàng)建新類，把功能寫進類內的方法里，再通過對象去調用這個方法完成功能。面向對象技術使得應用程序的開發(fā)變得簡單易用，節(jié)省代碼。安全

安全可以分為四個層面，即語言級安全、編譯時安全、運行時安全、可執(zhí)行代碼安全。語言級安全指Java的數(shù)據(jù)結構是完整的對象，這些封裝過的數(shù)據(jù)類型具有安全性。編譯時安全指編譯時要進行Java語言和語義的檢查，保證每個變量對應一個相應的值，編譯后生成Java類。運行時安全指運行時Java類需要類加載器載入，并經(jīng)由字節(jié)碼校驗器校驗之后才可以運行。可執(zhí)行代碼安全指Java類在網(wǎng)絡上使用時，對它的權限進行了設置，保證了被訪問用戶的安全?？缙脚_

Java語言編寫的程序可以在各種平臺上運行。Java程序的運行要依賴Java虛擬機。同一個Java程序經(jīng)過編譯生成字節(jié)碼后由不同平臺的Java虛擬機解釋運行在不同平臺下。所以Java是與平臺無關的。支持多線程

多線程可以簡單的理解為程序中有多個任務可以并發(fā)執(zhí)行，這樣可以提高程序的執(zhí)行效率，Java語言支持多線程。JDKJDK（JavaDevelopmentKit）是Java開發(fā)工具包。JREJRE（JavaRuntimeEnvimment）是Java運行環(huán)境。所有的Java程序都要在JRE下才能運行，包括JVM和Java核心類庫和支持文件。JVMJVM（JavaVirtualMachine）是Java虛擬機。JVM的主要工作是解釋自己的指令集（即字節(jié)碼）并映射到本地的CPU的指令集或OS的系統(tǒng)調用。在實際開發(fā)中，利用JDK（調用JavaAPI）開發(fā)了Java程序后，通過JDK中的編譯程序Javac.exe把Java源程序編譯成Java字節(jié)碼，在JRE上運行這些Java字節(jié)碼，JVM解析這些字節(jié)碼，映射到CPU的指令集或OS的系統(tǒng)調用。JDK簡介下載JDK目前主流的JDK是Sun公司發(fā)布的JDK，還有很多公司和組織都開發(fā)了屬于自己的JDK，下面用Sun公司的JDK給大家進行講解。JDK可以到Oracle的官網(wǎng)上進行下載：/technetwork/java/javase/downloads/index-jsp-138363.html目前最新的版本是JavaSE12。實際上目前還有很多公司在使用JDK8，所以接下來以64位的windows系統(tǒng)為例來演示JDK8的安裝過程，JDK的不同的安裝版本包讀者可以自己下載，也可以從隨書資料中獲取。任務實施0102安裝JDK（1）雙擊下載好的“jdk-8u121-windows-x64.exe”，進入JDK的安裝界面，如下圖所示。任務實施02安裝JDK（2）點擊下一步，讀者可以在此界面選擇要安裝的功能以及更改安裝路徑。本示例使用默認功能和默認的路徑，選擇下一步，進入安裝。安裝過程中會自動安裝JRE后顯示，如下所示。任務實施03配置環(huán)境變量：path環(huán)境變量1、path環(huán)境變量是系統(tǒng)環(huán)境變量的一種，用于保存一系列的路徑，每個路徑之間以分號分隔。2、當在命令行窗口運行一個可執(zhí)行文件時，操作系統(tǒng)首先會在當前目錄下查找該文件是否存在，如果不存在，會繼續(xù)在path環(huán)境變量中定義的路徑下尋找這個文件，如果仍未找到系統(tǒng)會報錯。上面已經(jīng)安裝好JDK，默認安裝路徑下有Java開發(fā)需要用到的javac.exe和java.exe可執(zhí)行程序，但是，當在命令行窗口輸入“javac”命令，并按下回車，會看到錯誤提示。那是因為還沒有告訴操作系統(tǒng)在哪里可以找到javac.exe，設置path環(huán)境變量的目的就是告訴操作系統(tǒng)javac.exe等這些Java開發(fā)工具要到哪個路徑下查找。任務實施03配置環(huán)境變量：path環(huán)境變量第一步：右鍵單擊桌面上的“計算機”，從打開菜單中選擇“屬性”，在出現(xiàn)的“系統(tǒng)”窗口中選擇左邊的“高級系統(tǒng)設置”選項，接著在“高級”窗口中選擇“環(huán)境變量”按鈕，打開“環(huán)境變量”窗口，如右圖所示。第二步：在“系統(tǒng)變量”中找到path變量，選中編輯，出現(xiàn)“編輯系統(tǒng)變量”窗口，并在”變量值”文本區(qū)域的最前方添加“javac”命令所在的目錄路徑“C:\ProgramFiles\Java\jdk1.8.0_121\bin”（注意該處為添加，不是替換全部文本），并在路徑的末尾用英文半角符號（;）結束，如下圖所示。添加完成后，依次單擊窗口的”確定”按鈕，完成設置。任務實施03配置環(huán)境變量：path環(huán)境變量第三步：驗證path系統(tǒng)環(huán)境變量重新打開一個CMD，在命令行窗口輸入“javac”命令，并按下回車，如果出現(xiàn)下圖所示，說明path變量配置成功。任務實施03配置環(huán)境變量：classpath環(huán)境變量classpath環(huán)境變量是用來保存Java虛擬機運行時所需的class文件和類包的路徑。通常設置為當前路徑，所以值為.，它代表當前路徑，如下圖所示。任務實施開發(fā)第一個Java應用程序任務2Java中的注釋添加內容單行注釋多行注釋文檔注釋注釋是對程序中的某個功能或者某行代碼的解釋說明，它只在Java源文件中有效，在編譯程序時，注釋不會編譯到class字節(jié)碼文件中，會被編譯器自動忽略。因此注釋是給開發(fā)人員觀看的，有助于開發(fā)人員理解程序中的代碼功能。單行注釋文檔注釋多行注釋多行注釋以符號“/*”開頭，以符號“*/”結尾，開頭符號和結尾符號之間為多行注釋內容。多行注釋顧名思義就是注釋的內容可以為多行。單行注釋和多行注釋除了用作程序的解釋說明之外，還可以用來注釋暫時不用的代碼，方便程序的調試。但是要注意的是，在最后完成項目后，調試的代碼需要刪除。單行注釋使用符號“//”開頭，后面為注釋內容。一般用于對某行代碼進行解釋說明，可放在需要注釋的代碼的后面或者放在它的前一行（不同的公司Java代碼規(guī)范可能對單行注釋放置的位置要求不一樣）。文檔注釋以“/**”開頭，以符號“*/”結尾，開頭符號和結尾符號之間為文檔注釋內容。文檔注釋用于對類或者類方法做解釋說明。Java中的注釋02Java中的標識符在編程語言中，標識符就是指開發(fā)人員自己規(guī)定的具有特殊含義的詞，如包名、類名、方法名、參數(shù)名、變量名等。標識符可以由字母、數(shù)字、下劃線（_）和美元符號（$）組成，但標識符不能以數(shù)字開頭，不能是Java的關鍵字。

合法的標識符如下:apple

apple123

user_name

_username

$username

你好

不合法的標識符如下:123apple

class

yes/no

user

name

Java中的標識符.......盡量使用有意義的英文單詞來定義標識符。例如：用戶名userName，密碼psssword。包名所有的字母一律小寫。例如com.example.ui類名和接口名的每個單詞的首字母都要大寫。例如Student，ArrayList。常量名的所有字母都大寫，單詞直接使用下劃線連接。例如MAX_COUNT。變量名和方法名的第1個單詞首字母小寫，從第2個單詞開始，每個單詞首字母大寫。例如：userName、getName。標識符必須嚴格遵守上面的規(guī)范。除了規(guī)范外，為了增強代碼的可讀性，建議讀者在定義標識符時應該遵循以下規(guī)則。Java中的關鍵字在編程語言中，關鍵字是指事先定義好并賦予了特殊含義的單詞。這里列舉出Java語言中所有的關鍵字。這里列舉的關鍵字中，每個都有特殊的作用，例如class關鍵字用于類的聲明，int關鍵字用于整型變量的聲明，這些關鍵字在后面的學習中會逐步的介紹，在這里就不做詳細的說明，只做了解即可。Java中的關鍵字所有的關鍵字都是小寫的。標識符不能以關鍵字命名。const和goto是保留關鍵字，雖然目前在Java中沒有任何意義，但是保留關鍵字的地位。true、false和null不屬于關鍵字，但是它們是有具體意義的字面量，不能作為標識符。使用Java關鍵字時，需要注意一下幾點。01編寫Java程序創(chuàng)建文件夾project1，在project1中新建一個HelloWorld文件，將文件的后綴名修改為.java（注意修改文件后綴的時候，請顯示文件擴展名），類型應為.java文件，如下：

打開java文件，編寫文件內容如右圖所示：任務實施01對該程序做一個簡要的分析：第4行代碼為聲明一個HelloWorld的類，public、class都是關鍵字，代表這是一個公開的類，這里只需知道定義一個類的基本格式即可，關于類的知識在后面的面向對象章節(jié)會詳細的介紹。第1-3行是類的注釋，第5-9行是main方法的注釋。第10行是Java程序的入口方法main方法，Java程序從main方法開始執(zhí)行。第11行代碼System.out.println("HelloWorld!");這條語句將會輸出””里面的內容HelloWorld!，程序中所有出現(xiàn)的符號均為英文輸入狀態(tài)下的符號，切勿使用中文字符（；）、（“”）等。標識符：類名HelloWorld首字母大寫，方法名main首字母小寫。編寫Java程序任務實施02運行Java程序Java程序運行時，必須經(jīng)過編譯和運行兩個步驟。首先將后綴名為.java的文件編譯生成.class的字節(jié)碼文件，然后Java虛擬機將字節(jié)碼文件進行解釋，并顯示結果。任務實施02運行Java程序

通過上面的分析不難看出，Java程序是由Java虛擬機負責解釋運行的，而并非操作系統(tǒng)。這樣做的好處可以實現(xiàn)Java程序的跨平臺。也就是說，在不同的操作系統(tǒng)上，可以運行相同的Java程序，只要安裝不同的Java虛擬機即可。

可以看出，不同的操作系統(tǒng)需要使用不同版本的虛擬機，這種方式使得Java語言具有“一次編寫，處處運行”的特征，這樣可以大大降低程序開發(fā)和維護的成本。任務實施使用集成開發(fā)環(huán)境Eclipse任務2Eclipse在實際的項目開發(fā)過程中，開發(fā)人員很少使用記事本來編寫代碼。而是使用編寫效率更好，更容易排錯的集成開發(fā)環(huán)境（IDE，IntegratedDevelopmentEnvironment）來進行Java程序開發(fā)。Eclipse是由IBM公司開發(fā)的一款IDE，它是開源的，基于Java的可擴展開發(fā)平臺，是目前最流行的Java語言開發(fā)工具之一。Eclipse具有強大的代碼編排功能，可以幫助開發(fā)人員完成語法修正、代碼修正、補全文字、信息提示等編碼工作，大大提高了程序開發(fā)的效率。

01Eclipse開發(fā)工具登錄Eclipse官方網(wǎng)站/downloads可以下載Eclipse。本教程所用的Eclipse不是最新版的，而是采用64位安裝版eclipse-inst-win64.exe，Eclipse版本為PhotonRelease(4.8.0)。運行安裝包eclipse-inst-win64.exe可以看到Eclipse的安裝向導頁面，這里選擇第一項進行安裝。01Eclipse開發(fā)工具（1）Eclipse安裝成功后，可以通過雙擊windows桌面的EclipseJavaPhoton或在Eclipse安裝路徑中運行eclipse.exe打開Eclipse，啟動窗口。（3）進入Eclipse后，會顯示Eclipse的歡迎界面，如果你想下次進入Eclipse不顯示歡迎界面可以點擊取消“AlwaysshowWelcomeatstartup”。（2）Eclipse啟動后會彈出一個對話框，提示選擇工作空間（Workspace）。工作區(qū)間是用于保存Eclipse中創(chuàng)建的項目和相關配置。建議自己選擇工作空間目錄，工作區(qū)間的目錄應該設置為非系統(tǒng)盤。設置好后，單擊“Launch”按鈕即可。01Eclipse開發(fā)工具Eclipse工作臺界面01Eclipse開發(fā)工具PackageExplorer（包資源管理器視圖）：用來顯示項目文件的組成結構。Editor（文本編輯器）：用來編寫代碼的區(qū)域。Problems（問題視圖）：顯示項目中的一些警告和錯誤。Console（控制臺視圖）：顯示程序運行時的輸出信息、異常和錯誤。關于更多Eclipse工作臺視圖的介紹在本書不做介紹，可以參考Eclipse官方幫助文檔。Eclipse工作臺主要由標題欄、菜單欄、工具欄、透視圖4部分組成。從圖可以看出，工作臺界面上有包資源管理視圖、文本編輯器視圖、大綱視圖等多個模塊，這些視圖大多用來顯示信息的層次結構和實現(xiàn)代碼編輯。下面是Eclipse工作臺上的集中主要視圖的作用。02Eclipse下開發(fā)Java應用程序創(chuàng)建Java項目1、在Eclipse窗口中選擇菜單“File”—>“New”—>“JavaProject”，或者在PackageExplorer視圖中單擊鼠標右鍵，然后選擇菜單“new”—>“JavaProject”，會出現(xiàn)一個“NewJavaProject”對話框，這里將項目名稱命名為project2其余選擇保持默認，然后單擊“Finish”按鈕完成項目的創(chuàng)建，如右圖所示。2、創(chuàng)建完成后，在PackageExplorer視圖中便會出現(xiàn)一個名稱為project2的Java項目。02Eclipse下開發(fā)Java應用程序創(chuàng)建