JAVA教程 第一講 Java語言概述

1、JAVA教程 第一講 Java語言概述1.1 java語言的發(fā)展史1.1.1java語言在互聯(lián)網(wǎng)時代獲得巨大成功大家想一想，在PC下用windows編寫的程序能夠不做修改就直接拿到UNIX系統(tǒng)上運行嗎？顯然是不可以的，因為程序的執(zhí)行最終必須轉(zhuǎn)換成為計算機硬件的機器指令來執(zhí)行，專門為某種計算機硬件和操作系統(tǒng)編寫的程序是不能夠直接放到另外的計算機硬件上執(zhí)行的，至少要做移植工作。要想讓程序能夠在不同的計算機上能夠運行，就要求程序設(shè)計語言是能夠跨越各種軟件和硬件平臺的，而java滿足了這一需求。1995年，美國Sun Microsystems公司正式向IT業(yè)界推出了java語言，該語言具有安全、跨平臺

2、、面向?qū)ο?、簡單、適用于網(wǎng)絡(luò)等顯著特點，當(dāng)時以web為主要形式的互聯(lián)網(wǎng)正在迅猛發(fā)展，java語言的出現(xiàn)迅速引起所有程序員和軟件公司的極大關(guān)注，程序員們紛紛嘗試用java語言編寫網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序，并利用網(wǎng)絡(luò)把程序發(fā)布到世界各地進行運行。包括IBM、Oracle、微軟、Netscape、Apple、SGI等大公司紛紛與Sun Microsystems公司簽訂合同，授權(quán)使用java平臺技術(shù)。微軟公司總裁比爾蓋茨先生在經(jīng)過研究后認為java語言是長時間以來最卓越的程序設(shè)計語言。目前，java語言已經(jīng)成為最流行的網(wǎng)絡(luò)編程語言，截止到2001年中，全世界大約有310萬java程序員，許多大學(xué)紛紛開設(shè)java課

3、程，java正逐步成為世界上程序員最多的編程語言。在經(jīng)歷了以大型機為代表的集中計算模式和以PC機為代表的分散計算模式之后，互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)使得計算模式進入了網(wǎng)絡(luò)計算時代。網(wǎng)絡(luò)計算模式的一個特點是計算機是異構(gòu)的，即計算機的類型和操作系統(tǒng)是不一樣的，例如SUN工作站的硬件是SPARC體系，軟件是UNIX中的Solaris操作系統(tǒng)，而PC機的硬件是INTEL體系，操作系統(tǒng)是windows或者是Linux，因此相應(yīng)的編程語言基本上只是適用于單機系統(tǒng)，例如COBOL、FORTRAN、C、C等等；網(wǎng)絡(luò)計算模式的另一個特點是代碼可以通過網(wǎng)絡(luò)在各種計算機上進行遷移，這就迫切需要一種跨平臺的編程語言，使得用它編寫的

4、程序能夠在網(wǎng)絡(luò)中的各種計算機上能夠正常運行，java就是在這種需求下應(yīng)運而生的。正是因為java語言符合了互聯(lián)網(wǎng)時代的發(fā)展要求，才使它獲得了巨大的成功。1.1.2 java語言的產(chǎn)生任何事物的產(chǎn)生既有必然的原因也有偶然的因素，java語言的出現(xiàn)也驗證了這一點。1991年，美國Sun Microsystems公司的某個研究小組為了能夠在消費電子產(chǎn)品上開發(fā)應(yīng)用程序，積極尋找合適的編程語言。消費電子產(chǎn)品種類繁多，包括PDA、機頂盒、手機等等，即使是同一類消費電子產(chǎn)品所采用的處理芯片和操作系統(tǒng)也不相同，也存在著跨平臺的問題。當(dāng)時最流行的編程語言是C和C語言，Sun公司的研究人員就考慮是否可以采用C語言

5、來編寫消費電子產(chǎn)品的應(yīng)用程序，但是研究表明，對于消費電子產(chǎn)品而言C語言過于復(fù)雜和龐大，并不適用，安全性也并不令人滿意。于是，Bill Joy先生領(lǐng)導(dǎo)的研究小組就著手設(shè)計和開發(fā)出一種語言，稱之為Oak。該語言采用了許多C語言的語法，提高了安全性，并且是面向?qū)ο蟮恼Z言，但是Oak語言在商業(yè)上并未獲得成功。時間轉(zhuǎn)到了1995年，互聯(lián)網(wǎng)在世界上蓬勃發(fā)展，Sun公司發(fā)現(xiàn)Oak語言所具有的跨平臺、面向?qū)ο?、安全性高等特點非常符合互聯(lián)網(wǎng)的需要，于是改進了該語言的設(shè)計，要達到如下幾個目標： 創(chuàng)建一種面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言，而不是面向過程的語言； 提供一個解釋執(zhí)行的程序運行環(huán)境，是程序代碼獨立于平臺； 吸收C和

6、C的優(yōu)點，使程序員容易掌握； 去掉C和C中影響程序健壯性的部分，使程序更安全，例如指針、內(nèi)存申請和釋放； 實現(xiàn)多線程，使得程序能夠同時執(zhí)行多個任務(wù)； 提供動態(tài)下載程序代碼的機制； 提供代碼校驗機制以保證安全性；最終，Sun公司給該語言取名為java語言，造就了一代成功的編程語。1.1.2 java語言的產(chǎn)生任何事物的產(chǎn)生既有必然的原因也有偶然的因素，java語言的出現(xiàn)也驗證了這一點。1991年，美國Sun Microsystems公司的某個研究小組為了能夠在消費電子產(chǎn)品上開發(fā)應(yīng)用程序，積極尋找合適的編程語言。消費電子產(chǎn)品種類繁多，包括PDA、機頂盒、手機等等，即使是同一類消費電子產(chǎn)品所采用的處

7、理芯片和操作系統(tǒng)也不相同，也存在著跨平臺的問題。當(dāng)時最流行的編程語言是C和C語言，Sun公司的研究人員就考慮是否可以采用C語言來編寫消費電子產(chǎn)品的應(yīng)用程序，但是研究表明，對于消費電子產(chǎn)品而言C語言過于復(fù)雜和龐大，并不適用，安全性也并不令人滿意。于是，Bill Joy先生領(lǐng)導(dǎo)的研究小組就著手設(shè)計和開發(fā)出一種語言，稱之為Oak。該語言采用了許多C語言的語法，提高了安全性，并且是面向?qū)ο蟮恼Z言，但是Oak語言在商業(yè)上并未獲得成功。時間轉(zhuǎn)到了1995年，互聯(lián)網(wǎng)在世界上蓬勃發(fā)展，Sun公司發(fā)現(xiàn)Oak語言所具有的跨平臺、面向?qū)ο?、安全性高等特點非常符合互聯(lián)網(wǎng)的需要，于是改進了該語言的設(shè)計，要達到如下幾個目

8、標： 創(chuàng)建一種面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言，而不是面向過程的語言； 提供一個解釋執(zhí)行的程序運行環(huán)境，是程序代碼獨立于平臺； 吸收C和C的優(yōu)點，使程序員容易掌握； 去掉C和C中影響程序健壯性的部分，使程序更安全，例如指針、內(nèi)存申請和釋放； 實現(xiàn)多線程，使得程序能夠同時執(zhí)行多個任務(wù)； 提供動態(tài)下載程序代碼的機制； 提供代碼校驗機制以保證安全性；最終，Sun公司給該語言取名為java語言，造就了一代成功的編程語。1.2 java的工作原理1.2.1 java虛擬機(1) java虛擬機是軟件模擬的計算機，可以在任何處理器上（無論是在計算機中還是在其它電子設(shè)備中）安全并且兼容的執(zhí)行保存在.class文件中的

9、字節(jié)碼。java虛擬機的機器碼保存在.class文件中，有時也可以稱之為字節(jié)碼文件。java程序的跨平臺主要是指字節(jié)碼文件可以在任何具有java虛擬機的計算機或者電子設(shè)備上運行，java虛擬機中的java解釋器負責(zé)將字節(jié)碼文件解釋成為特定的機器碼進行運行。java源程序需要通過編譯器編譯成為.class文件（字節(jié)碼文件）1.2.1 java虛擬機(2)但是，java虛擬機的建立需要針對不同的軟硬件平臺做專門的實現(xiàn)，既要考慮處理器的型號，也要考慮操作系統(tǒng)的種類。如下圖所示，目前在SPARC結(jié)構(gòu)、X86結(jié)構(gòu)、MIPS和PPC等嵌入式處理芯片上、在UNIX、Linux、windows和部分實時操作系

10、統(tǒng)上都有java虛擬機的實現(xiàn)。1.2.2 無用內(nèi)存自動回收機制在程序的執(zhí)行過程中，部分內(nèi)存在使用過后就處于廢棄狀態(tài)，如果不及時進行無用內(nèi)存的回收，就會導(dǎo)致內(nèi)存泄漏，進而導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。在C語言中是由程序員進行內(nèi)存回收的，程序員需要在編寫程序的時候把不再使用的對象內(nèi)存釋放掉；但是這種人為的管理內(nèi)存釋放的方法卻往往由于程序員的疏忽而致使內(nèi)存無法回收，同時也增加了程序員的工作量。而在java運行環(huán)境中，始終存在著一個系統(tǒng)級的線程，專門跟蹤內(nèi)存的使用情況，定期檢測出不再使用的內(nèi)存，并進行自動回收，避免了內(nèi)存的泄露，也減輕了程序員的工作量。1.2.3 代碼安全性檢查機制 安全和方便總是相對矛盾的。java

11、編程語言的出現(xiàn)使得客戶端機器可以方便的從網(wǎng)絡(luò)上下載java程序到本機上運行，但是如何保證該java程序不攜帶病毒或者不懷有其它險惡目的呢？如果java語言不能保證執(zhí)行的安全性，那么它就不可能存活到今天。雖然有時候少數(shù)程序員會抱怨說applet連文件系統(tǒng)也不能訪問，但是正是各種安全措施的實行才確保了java語言的生存字節(jié)碼的執(zhí)行需要經(jīng)過三個步驟，首先由類裝載器（class loader）負責(zé)把類文件（.class文件）加載到j(luò)ava虛擬機中，在此過程需要檢驗該類文件是否符合類文件規(guī)范；其次字節(jié)碼校驗器（bytecode verifier）檢查該類文件的代碼中是否存在著某些非法操作，例如apple

12、t程序中寫本機文件系統(tǒng)的操作；如果字節(jié)碼校驗器檢驗通過，由java解釋器負責(zé)把該類文件解釋成為機器碼進行執(zhí)行。java虛擬機采用的是沙箱運行模式，即把java程序的代碼和數(shù)據(jù)都限制在一定內(nèi)存空間里執(zhí)行，不允許程序訪問該內(nèi)存空間外的內(nèi)存，如果是applet程序，還不允許訪問客戶端機器的文件系統(tǒng)。1.2.4 Java語言的特點(1)1 簡單、面向?qū)ο蠛蜑槿怂煜ava的簡單首先體現(xiàn)在精簡的系統(tǒng)上，力圖用最小的系統(tǒng)實現(xiàn)足夠多的功能；對硬件的要求不高，在小型的計算機上便可以良好的運行。和所有的新一代的程序設(shè)計語言一樣，java也采用了面向?qū)ο蠹夹g(shù)并更加徹底，所有的java程序和applet程序均是對

13、象，封裝性實現(xiàn)了模塊化和信息隱藏，繼承性實現(xiàn)了代碼的復(fù)用，用戶可以建立自己的類庫。而且java采用的是相對簡單的面向?qū)ο蠹夹g(shù)，去掉了運算符重載、多繼承的復(fù)雜概念，而采用了單一繼承、類強制轉(zhuǎn)換、多線程、引用（非指針）等方式。無用內(nèi)存自動回收機制也使得程序員不必費心管理內(nèi)存，是程序設(shè)計更加簡單，同時大大減少了出錯的可能。java語言采用了C語言中的大部分語法，熟悉C語言的程序員會發(fā)現(xiàn)java語言在語法上與C語言極其相似。2 魯棒并且安全java語言在編譯及運行程序時，都要進行嚴格的檢查。作為一種強制類型語言，java在編譯和連接時都進行大量的類型檢查，防止不匹配問題的發(fā)生。如果引用一個非法類型、或

14、執(zhí)行一個非法類型操作，java將在解釋時指出該錯誤。在java程序中不能采用地址計算的方法通過指針訪問內(nèi)存單元，大大減少了錯誤發(fā)生的可能性；而且java的數(shù)組并非用指針實現(xiàn)，這樣就可以在檢查中避免數(shù)組越界的發(fā)生。無用內(nèi)存自動回收機制也增加了java的魯棒性。作為網(wǎng)絡(luò)語言，java必須提供足夠的安全保障，并且要防止病毒的侵襲。java在運行應(yīng)用程序時，嚴格檢查其訪問數(shù)據(jù)的權(quán)限，比如不允許網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用程序修改本地的數(shù)據(jù)。下載到用戶計算機中的字節(jié)代碼在其被執(zhí)行前要經(jīng)過一個核實工具，一旦字節(jié)代碼被核實，便由java解釋器來執(zhí)行，該解釋器通過阻止對內(nèi)存的直接訪問來進一步提高java的安全性。同時java

15、極高的魯棒性也增強了java的安全性。3 結(jié)構(gòu)中立并且可以移植網(wǎng)絡(luò)上充滿了各種不同類型的機器和操作系統(tǒng)，為使java程序能在網(wǎng)絡(luò)的任何地方運行，java編譯器編譯生成了與體系結(jié)構(gòu)無關(guān)的字節(jié)碼結(jié)構(gòu)文件格式。任何種類的計算機，只有在其處理器和操作系統(tǒng)上有java運行時環(huán)境，字節(jié)碼文件就可以在該計算機上運行。即使是在單一系統(tǒng)的計算機上，結(jié)構(gòu)中立也有非常大的作用。隨著處理器結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展變化，程序員不得不編寫各種版本的程序以在不同的處理器上運行，這使得開發(fā)出能夠在所有平臺上工作的軟件集合是不可能的。而使用java將使同一版本的應(yīng)用程序可以運行在所有的平臺上。體系結(jié)構(gòu)的中立也使得java系統(tǒng)具有可移植性

16、。java運行時系統(tǒng)可以移植到不同的處理器和操作系統(tǒng)上，java的編譯器是由java語言實現(xiàn)的，解釋器是由java語言和標準C語言實現(xiàn)的，因此可以較為方便的進行移植工作。1.2.4 Java語言的特點(2)4 高性能雖然java是解釋執(zhí)行的，但它仍然具有非常高的性能，在一些特定的CPU上，java字節(jié)碼可以快速的轉(zhuǎn)換成為機器碼進行執(zhí)行。而且java字節(jié)碼格式的設(shè)計就是針對機器碼的轉(zhuǎn)換，實際轉(zhuǎn)換時相當(dāng)簡便，自動的寄存器分配與編譯器對字節(jié)碼的一些優(yōu)化可使之生成高質(zhì)量的代碼。隨著java虛擬機的改進和即時編譯（just in time）技術(shù)的出現(xiàn)使得java的執(zhí)行速度有了更大的提高。5 解釋執(zhí)行、多

17、線程并且是動態(tài)的如果你了解C語言和C+語言，可以參考下列java與C/C+語言的比較，如果不了解C語言和C+語言，可以忽略本部分知識。a 全局變量java程序不能定義程序的全局變量，而類中的公共、靜態(tài)變量就相當(dāng)于這個類的全局變量。這樣就使全局變量封裝在類中，保證了安全性，而在C/C+語言中，由于不加封裝的全局變量往往會由于使用不當(dāng)而造成系統(tǒng)的崩潰。b 條件轉(zhuǎn)移指令C/C+語言中用goto語句實現(xiàn)無條件跳轉(zhuǎn)，而java語言沒有g(shù)oto語言，通過例外處理語句try、catch、finally來取代之，提高了程序的可讀性，也增強了程序的魯棒性。c 指針指針是C/C+語言中最靈活，但也是最容易出錯的數(shù)

18、據(jù)類型。用指針進行內(nèi)存操作往往造成不可預(yù)知的錯誤，而且，通過指針對內(nèi)存地址進行顯示類型轉(zhuǎn)換后，可以類的私有成員，破壞了安全性。在java中，程序員不能進行任何指針操作，同時java中的數(shù)組是通過類來實現(xiàn)的，很好的解決了數(shù)組越界這一C/C+語言中不做檢查的缺點。d 內(nèi)存管理在C語言中，程序員使用庫函數(shù)malloc()和free()來分配和釋放內(nèi)存，C+語言中則是運算符new和delete。再次釋放已經(jīng)釋放的內(nèi)存塊或者釋放未被分配的內(nèi)存塊，會造成系統(tǒng)的崩潰，而忘記釋放不再使用的內(nèi)存塊也會逐漸耗盡系統(tǒng)資源。在java中，所有的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都是對象，通過運算符new分配內(nèi)存并得到對象的使用權(quán)。無用內(nèi)存回收

19、機制保證了系統(tǒng)資源的完整，避免了內(nèi)存管理不周而引起的系統(tǒng)崩潰。e 數(shù)據(jù)類型的一致性在C/C+語言中，不同的平臺上，編譯器對簡單的數(shù)據(jù)類型如int、float等分別分配不同的字節(jié)數(shù)。例如：int在IBM PC上為16位，在VAX-11上就為32位，導(dǎo)致了代碼數(shù)據(jù)的不可移植。在java中，對數(shù)據(jù)類型的位數(shù)分配總是固定的，而不管是在任何的計算機平臺上。因此就保證了java數(shù)據(jù)的平臺無關(guān)性和可移植性。f 類型轉(zhuǎn)換在C/C+語言中，可以通過指針進行任意的類型轉(zhuǎn)換，不安全因素大大增加。而在java語言中系統(tǒng)要對對象的處理進行嚴格的相容性檢查，防止不安全的轉(zhuǎn)換。g 頭文件在C/C+語言中使用頭文件聲明類的原

20、型和全局變量及庫函數(shù)等，在大的系統(tǒng)中，維護這些頭文件是非常困難的。java不支持頭文件，類成員的類型和訪問權(quán)限都封裝在一個類中，運行時系統(tǒng)對訪問進行控制，防止非法的訪問。同時，java中用import語句與其它類進行通信，以便訪問其它類的對象。h 結(jié)構(gòu)和聯(lián)合C/C+語言中用結(jié)構(gòu)和聯(lián)合來表示一定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，但是由于其成員均為公有的，安全性上存在問題。java不支持結(jié)構(gòu)和聯(lián)合，通過類把數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及對該數(shù)據(jù)的操作都封裝在類里面。 i 預(yù)處理C/C+語言中有宏定義，而用宏定義實現(xiàn)的代碼往往影響程序的可讀性，而java不支持宏定義為易于實現(xiàn)跨平臺性，java設(shè)計成為解釋執(zhí)行，字節(jié)碼本身包含了許多編譯時生成

21、的信息，使連接過程更加簡單。而多線程使應(yīng)用程序可以同時進行不同的操作，處理不同的事件。在多線程機制中，不同的線程處理不同的任務(wù)，互不干涉，不會由于某一任務(wù)處于等待狀態(tài)而影響了其它任務(wù)的執(zhí)行，這樣就可以容易的實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上的實時交互操作。java在執(zhí)行過程中，可以動態(tài)的加載各種類庫，這一特點使之非常適合于網(wǎng)絡(luò)運行，同時也非常有利于軟件的開發(fā)，即使是更新類庫也不必重新編譯使用這一類庫的應(yīng)用程序。1.2.5 java平臺不斷擴展的計算平臺java不僅是編程語言，還是一個開發(fā)平臺，java技術(shù)給程序員提供了許多工具：編譯器、解釋器、文檔生成器和文件打包工具等等。同時java還是一個程序發(fā)布平臺，有兩種主要

22、的發(fā)布環(huán)境，首先java運行時環(huán)境（java runtime environment，簡稱JRE）包含了完整的類文件包，其次許多主要的瀏覽器都提供了java解釋器和運行時環(huán)境。目前Sun公司把java平臺劃分成J2EE、J2SE、J2ME三個平臺，針對不同的市場目標和設(shè)備進行定位。J2EE是Java2 Enterprise Edition，主要目的是為企業(yè)計算提供一個應(yīng)用服務(wù)器的運行和開發(fā)平臺。J2EE本身是一個開放的標準，任何軟件廠商都可以推出自己的符合J2EE標準的產(chǎn)品，使用戶可以有多種選擇。IBM、Oracle、BEA、HP等29家已經(jīng)推出了自己的產(chǎn)品，其中尤以BEA公司的weglogi

23、c產(chǎn)品和IBM公司的websphare最為著名。J2EE將逐步發(fā)展成為可以與微軟的.NET戰(zhàn)略相對抗的網(wǎng)絡(luò)計算平臺。J2SE是Java2 Standard Edition，主要目的是為臺式機和工作站提供一個開發(fā)和運行的平臺。我們在學(xué)習(xí)java的過程中，主要是采用J2SE來進行開發(fā)。J2ME是Java2 Micro Edition，主要是面向消費電子產(chǎn)品，為消費電子產(chǎn)品提供一個java的運行平臺，使得java程序能夠在手機、機頂盒、PDA等產(chǎn)品上運行。上述三個java平臺的關(guān)系 如圖所示1.3 一切都是對象1.3.1面向過程面向?qū)ο蟮牡谝粋€原則是把數(shù)據(jù)和對該數(shù)據(jù)的操作都封裝在一個類中，在程序設(shè)計

24、時要考慮多個對象及其相互間的關(guān)系。有些功能并不一定由一個程序段完全實現(xiàn)，可以讓其它對象來實現(xiàn)，在本例中就由類Max完成求最大值的功能。而面向?qū)ο蟮牧硗庖粋€好處是實現(xiàn)代碼的重復(fù)使用，例如其它的程序中如果需要求最大值的功能，只需要通過類Max的對象就可以達到目的。但是如果象面向過程的代碼段那樣把求最大值的算法都實現(xiàn)在該代碼段中，則無法復(fù)用早期的編程語言如FORTRAN、C基本上都是面向過程的語言，其編程的主要思路專注于算法的實現(xiàn)。例如下面是一個面向過程的求正整數(shù)最大值的程序：int maxSoFar=0,price=1; /最大值maxSoFar的初始值為0，price是輸入的值while(pri

25、ce0) /循環(huán)輸入price的值if (pricemaxSoFar) /輸入的值price大于最大值maxSoFarmaxSoFar=price; /則maxSoFar的值為price的值String input=JoptionPane.showInputDialog(Enter the next price)； /繼續(xù)輸入priceprice=Double.parseDouble(input); /把字符串input轉(zhuǎn)換成整數(shù)priceSystem.out.println(The maximum is +maxSoFar); /打印最大值maxSoFar該程序段主要實現(xiàn)了求最大值的算法，但

26、是，如果考慮用面向?qū)ο蟮木幊蹋梢允橇硗庖环N方式： Max max=new Max( ); /max是類Max的一個對象while(price0) max.updateMax(price);/對象max調(diào)用updateMax方法，更新最大值price=max.getPrice( ); /對象max調(diào)用getPrice獲得下一個price的值System.out.println(The maximum is +max.getMax( );/對象max調(diào)用getMax方法獲得最大值，并打印出來1.3.2 面向?qū)ο?純粹的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計方法是這樣的：1 所有的東西都是對象?？梢詫ο笙胂蟪蔀橐环N新

27、型變量，它保存著數(shù)據(jù)，而且還可以對自身數(shù)據(jù)進行操作。例如類Max中保留著數(shù)據(jù)的最大值，同時還有方法updateMax根據(jù)新加入的price值產(chǎn)生最新的最大值，還有g(shù)etMax方法返回數(shù)據(jù)的最大值。2 程序是一大堆對象的組合。通過消息傳遞，各對象知道自己應(yīng)該做些什么。如果需要讓對象做些事情，則須向該對象發(fā)送一條消息。具體來說，可以將消息想象成為一個調(diào)用請求，它調(diào)用的是從屬于目標對象的一個方法。例如上面面向?qū)ο蟮某绦蚨螒?yīng)該是屬于某個類的，比如說是屬于類Shopping，則Shopping中就包含了類Max的對象max，調(diào)用方法updateMax就相當(dāng)于Shopping對象對max對象發(fā)出一條指令u

28、pdateMax，要求對象max重新計算最大值。3 每個對象都有自己的存儲空間?？扇菁{其它對象，或者說通過封裝現(xiàn)有的對象，可以產(chǎn)生新型對象。因此，盡管對象的概念非常簡單，但是經(jīng)過封裝以后卻可以在程序中達到任意高的復(fù)雜程度。4 每個對象都屬于某個類。根據(jù)語法，每個對象都是某個類的一個實例。一個類的最重要的的特征就是能將什么消息發(fā)給它？，也就是類本身有哪些操作。例如max是類Max的實例。1.4 構(gòu)建java程序1.4.1 第一個java applicationjava程序分為java application（java 應(yīng)用程序）和java applet（java小應(yīng)用程序）兩種。下面讓我們編寫一

29、個java應(yīng)用程序，它能夠利用來自java標準庫的System對象的多種方法，打印出與當(dāng)前運行的系統(tǒng)有關(guān)的資料。其中/代表一種注釋方式，表示從這個符號開始到這行結(jié)束的所有內(nèi)容都是注釋。在每個程序文件的開頭，如果這個文件的代碼中用到了系統(tǒng)所提供的額外的類，就必須放置一個import語句。說它是額外的是指一個特殊的類庫java.lang會自動導(dǎo)入到每個java文件 /這是我們的第一個java application，該程序保存在文件Property.java中import java.util.*; /*下面我們用到了Date和Properties這兩個類，是屬于java.util這個包的；*/*而

30、System和Runtime這兩個類，是屬于java.lang這個包的。*/public class Property /程序員給這個類取名為Propertypublic static void main(String args) /main是類的主方法System.out.println(new Date( ); /在命令行下面打印出日期Properties p=System.getProperties( ); /獲得系統(tǒng)的Properties對象pp.list(System.out); /在命令行下打印出p中的各個系統(tǒng)變量的值System.out.println(- Memory Usag

31、e:); /*打印一行字符串-Memory Usage*/Runtime rt=Runtime.getRuntime( ); /獲得系統(tǒng)的Runtime對象rtSystem.out.println(Total Memory= + rt.totalMemory( ) /打印總內(nèi)存大小+ Free Memory = +rt.freeMemory( ); /打印空閑內(nèi)存大小在java中，程序都是以類的方式組織的，java源文件都保存在以java為后綴的.java文件當(dāng)中。每個可運行的程序都是一個類文件，或者稱之為字節(jié)碼文件，保存在.class文件中。而作為一個java application，類中必

32、須包含主方法，程序的執(zhí)行是從main方法開始的，方法頭的格式是確定不變的：public static void main(String args) 其中關(guān)鍵字public意味著方法可以由外部世界調(diào)用。main方法的參數(shù)是一個字符串?dāng)?shù)組args，雖然在本程序中沒有用到，但是必須列出來。程序的第一行非常有意思：System.out.println(new Date();打印語句的參數(shù)是一個日期對象Date，而創(chuàng)建Date對象的目的就是把它的值發(fā)給println()語句。一旦這個語句執(zhí)行完畢，Date對象就沒用了，而后無用內(nèi)存回收器會將其收回。第二行中調(diào)用了System.getProperties(

33、 )。從幫助文檔中可知，getProperties( )是System類的一個靜態(tài)方法（static 方法），由于它是靜態(tài)的，所以不必創(chuàng)建任何對象就可以調(diào)用該方法。在第三行，Properties對象有一個名為list( )的方法，它將自己的全部內(nèi)容都發(fā)給一個PrintStream對象，該對象就是list()方法的參數(shù)。第四行和第六行是典型的打印語句，其中第六行通過運算符的重載來連接多個字符串對象，在java中只有當(dāng)運算符作用于字符串時在能夠進行重載。但是讓我們仔細觀察下述語句：System.out.println(Total Memory= + rt.totalMemory( ) /打印總內(nèi)存

34、大小+ Free Memory = +rt.freeMemory( ); /打印空閑內(nèi)存大小其中，totalMemory( )和freeMemory( )返回的是數(shù)值，并非String對象。如果將一個字符串與一個數(shù)值相加，結(jié)果會如何？在這種情況下，編譯器會自動調(diào)用一個toString()方法，將該數(shù)值（int型或者float型）轉(zhuǎn)換成字符串。經(jīng)過這樣處理以后，就可以用進行字符串連接了。main()的第五行通過調(diào)用Runtime的getRuntime()方法創(chuàng)建了一個Runtime對象，該對象中包含了內(nèi)存等信息。1.4.2 java程序的編輯java程序的編輯可以使用任何一種文本編輯器，例如Ul

35、traEdit、Notepad、Wordpad甚至word，然后只要把編輯好的文件存成.java文件。當(dāng)然也可以用一些集成開發(fā)環(huán)境，例如Borland公司的JBuilder，IBM公司的Visualage for Java，此外還有cafe、kawa等其它集成開發(fā)環(huán)境。下面兩幅圖分別是用UltraEdit和JBuilder編輯Property.java文件的情況Sun公司為全世界的java程序員提供了一個免費的java程序開發(fā)包（Java Develop Kit，簡稱JDK），其中包括了java編譯器命令javac，以及java執(zhí)行命令java，還有幫助文檔生成器命令javadoc等等。所有這

36、些命令都可以在命令行下運行，例如我們要編譯上述java文件Property.java，如果是在windows中進行開發(fā)，就可以在命令提示符下進行編譯，在命令行中敲入javac Property.java， -如圖-1.4.4 java application的執(zhí)行當(dāng)編譯結(jié)束以后，在java源文件中的每一個類都會生成相應(yīng)的 .class 文件，例如上圖中就會生成一個Property.class文件，而java程序在執(zhí)行時調(diào)用的是.class 文件。Java application的執(zhí)行是在命令行下進行的，如果是在windows系統(tǒng)中，就可以命令提示符下敲入java Propery進行執(zhí)行，該ja

37、va命令會啟動java虛擬機，并讀入Property.class文件進行執(zhí)行。如右圖1_4_2所示：由于該程序的運行結(jié)果直接在命令行下進行輸出，其結(jié)果如右圖1_4_3所示1.4.5 第一個java appletjava程序的另一種形式是java applet，applet沒有main()方法，它必須嵌在超文本文件中，在瀏覽器中進行運行。右面這個程序?qū)⒃跒g覽器中顯示一行字符串./這是我們的第一個java applet，該程序保存在文件HelloEducation.java中import java.awt.Graphics; /在進行顯示輸出時，需要用到類Graphics的對象；import ja

38、va.applet.Applet; /Applet類是所有的java applet的父類；public class HelloEducation extends Applet /程序員給這個類取名為HelloEducation/所有的applet程序都是Applet類的子類public String s;public void init() /s=new String(Welcome to Tongfang Education); /生成一個字符串對象public void paint(Graphics g)g.drawString(s,25,25); /在瀏覽器中坐標為（25，25）的位置顯

39、示字符串sapplet程序是從方法init( )開始執(zhí)行的，在該方法中完成了對字符串s的初始化工作，而顯示功能是在方法paint( )中執(zhí)行的。paint( )方法是類Applet的一個成員方法，其參數(shù)是圖形對象Graphics g，通過調(diào)用對象g的drawString( )方法就可以顯示輸出。1.4.6 java applet的執(zhí)行java applet程序也是一個類，其編譯方式與java application完全一樣，HelloEducation.java程序經(jīng)過編譯以后就生成了HelloEducation.class文件。java applet的執(zhí)行方式與java applicatio

40、n完全不同，java applet程序必須嵌入到html文件中才能夠執(zhí)行，因此必須編寫相應(yīng)的html文件。下面為HelloEducaiton.html文件的內(nèi)容：然后可以通過JDK所提供的命令appletviewer，在命令行下面執(zhí)行java applet程序。如果是在windows操作系統(tǒng)中，就可以在命令提示符下敲入appletviewer HelloEducation.html，如圖1_4_4所示。此時系統(tǒng)會彈出另外一個窗口運行該applet程序，結(jié)果如圖1_4_5所示。applet還可以采用另外一種方式運行，那就是直接在瀏覽器中打開HelloEducation.html程序，結(jié)果如圖1_

41、4_6所示。在主流的瀏覽器如IE、Netscape中都包含有java虛擬機，負責(zé)解釋執(zhí)行java applet程序。1.5 java程序規(guī)范1.5.1 java源程序結(jié)構(gòu)一個完整的java源程序應(yīng)該包括下列部分：package語句； /該部分至多只有一句，必須放在源程序的第一句import語句； /*該部分可以有若干import語句或者沒有，必須放在所有的 類定義之前*/public classDefinition； /公共類定義部分，至多只有一個公共類的定義 /java語言規(guī)定該java源程序的文件名必須與該公共類名完全一致classDefinition; /類定義部分，可以有0個或者多個類

42、定義interfaceDefinition; /接口定義部分，可以有0個或者多個接口定義例如一個java源程序可以是如下結(jié)構(gòu)，該源程序命名為HelloWorldApp.java：package javawork.helloworld; /*把編譯生成的所有.class文件放到包 javawork.helloworld中*/import java.awt.*; /告訴編譯器本程序中用到系統(tǒng)的AWT包import javawork.newcentury; /*告訴編譯器本程序中用到用戶自定義的包javawork.newcentury*/public class HelloWorldApp. /*公

43、共類HelloWorldApp的定義， 名字與文件名相同*/class TheFirstClass. /第一個普通類TheFirstClass的定義class TheSecondClass. /第二個普通類TheSecondClass的定義. /其它普通類的定義interface TheFirstInterface. /*第一個接口TheFirstInterface的定義*/. /其它接口定義package語句：由于java編譯器為每個類生成一個字節(jié)碼文件，且文件名與類名相同，因此同名的類有可能發(fā)生沖突。為了解決這一問題，java提供包來管理類名空間，包實際提供了一種命名機制和可見性限制機制。

44、而在java的系統(tǒng)類庫中，把功能相似的類放到一個包（package）中，例如所有的圖形界面的類都放在java.awt這個包中，與網(wǎng)絡(luò)功能有關(guān)的類都放到這個包中。用戶自己編寫的類（指.class文件）也應(yīng)該按照功能放在由程序員自己命名的相應(yīng)的包中，例如上例中的javawork.helloworld就是一個包。包在實際的實現(xiàn)過程中是與文件系統(tǒng)相對應(yīng)的，例如javawork.helloworld所對應(yīng)的目錄是pathjavaworkhelloworld，而path是在編譯該源程序時指定的。比如在命令行中編譯上述HelloWorldApp.java文件時，可以在命令行中敲入javac -d f:jav

45、aproject HelloWorldApp.java，則編譯生成的HelloWorldApp.class文件將放在目錄f:javaprojectjavaworkhelloworld目錄下面，此時f:javaprojcet相當(dāng)于path。但是如果在編譯時不指定path，則生成的.class文件將放在編譯時命令行所在的當(dāng)前目錄下面。比如在命令行目錄f:javaproject下敲入編譯命令javac HelloWorldApp.java，則生成的HelloWorldApp.class文件將放在目錄f:javaproject下面，此時的package語句相當(dāng)于沒起作用。但是，如果程序中包含了pack

46、age語句，則在運行時就必須包含包名。例如，HelloWorldApp.java程序的第一行語句是：package p1.p2；編譯的時候在命令行下輸入javac -d path HelloWorldApp.java，則HelloWorldApp.class將放在目錄pathp1p2的下面，這時候運行該程序時有兩種方式：第一種：在命令行下的path目錄下輸入字符java p1.p2.HelloWorldApp。第二種：在環(huán)境變量classpath中加入目錄path，則運行時在任何目錄下輸入java p1.p2.HelloWorldApp即可。import語句：如果在源程序中用到了除java.l

47、ang這個包以外的類，無論是系統(tǒng)的類還是自己定義的包中的類，都必須用import語句標識，以通知編譯器在編譯時找到相應(yīng)的類文件。例如上例中的java.awt是系統(tǒng)的包，而javawork.newcentury是用戶自定義的包。比如程序中用到了類Button，而Button是屬于包java.awt的，在編譯時編譯器將從目錄classpathjavaawt中去尋找類Button，classpath是事先設(shè)定的環(huán)境變量，比如可以設(shè)為：classpath=.；d:jdk1.3lib。 classpath也可以稱為類路徑，需要提醒大家注意的是，在classpath中往往包含多個路徑，用分號隔開。例如cl

48、asspath=.；d:jdk1.3lib中的第一個分號之前的路徑是一個點，表示當(dāng)前目錄，分號后面的路徑是d:jdk1.3lib，表示系統(tǒng)的標準類庫目錄。在編譯過程中尋找類時，先從環(huán)境變量classpath的第一個目錄開始往下找，比如先從當(dāng)前目錄往下找java.awt中的類Button時,編譯器找不著，然后從環(huán)境變量classpath的第二個目錄開始往下找，就是從系統(tǒng)的標準類庫目錄d:jdk1.3lib開始往下找java.awt的Button這個類，最后就找到了。如果要從一個包中引入多個類則在包名后加上.*表示。如果程序中用到了用戶自己定義的包中的類，假如在上面程序中要用到j(luò)avawork.n

49、ewcentury包中的類HelloWorldApp，而包javawork.newcentury所對應(yīng)的目錄是f:javaprojectjavaworknewcentury，classpath仍舊是classpath=.；d:jdk1.3lib，則編譯器在編譯時將首先從當(dāng)前目錄尋找包javawork.newcentury，結(jié)果是沒有找到；然后又從環(huán)境變量classpath的第二個目錄d:jdk1.3lib開始往下找，但是仍然沒有找到。原因在于包javawork.newcentury是放在目錄f:javaproject下面。因此，需要重新設(shè)定環(huán)境變量classpath，設(shè)為classpath=.

50、；d:jdk1.3lib；f:javaproject 。所以編譯器從f:javaproject開始找包javawork.newcentury就可以找到。源文件的命名規(guī)則：如果在源程序中包含有公共類的定義，則該源文件名必須與該公共類的名字完全一致，字母的大小寫都必須一樣。這是java語言的一個嚴格的規(guī)定，如果不遵守，在編譯時就會出錯。因此，在一個java源程序中至多只能有一個公共類的定義。如果源程序中不包含公共類的定義，則該文件名可以任意取名。如果在一個源程序中有多個類定義，則在編譯時將為每個類生成一個.class文件。1.5.2 java編程規(guī)范軟件開發(fā)是一個集體協(xié)作的過程，程序員之間的代碼是

51、經(jīng)常要進行交換閱讀的，因此，java源程序有一些約定成俗的命名規(guī)定，主要目的是為了提高java程序的可讀性。包名：包名是全小寫的名詞，中間可以由點分隔開，例如：java.awt.event;類名：首字母大寫，通常由多個單詞合成一個類名，要求每個單詞的首字母也要大寫，例如class HelloWorldApp;接口名：命名規(guī)則與類名相同，例如interface Collection;方法名：往往由多個單詞合成，第一個單詞通常為動詞，首字母小寫，中間的每個單詞的首字母都要大寫，例如：balanceAccount，isButtonPressed;變量名：全小寫，一般為名詞，例如：length;常量名

52、：基本數(shù)據(jù)類型的常量名為全大寫，如果是由多個單詞構(gòu)成，可以用下劃線隔開，例如：int YEAR, int WEEK_OF_MONTH；如果是對象類型的常量，則是大小寫混合，由大寫字母把單詞隔開。1.5.3 java幫助文檔java中所有類庫的介紹都保存在java幫助文檔中，程序員在編程過程中，必須查閱該幫助文檔，了解系統(tǒng)提供的類的功能、成員方法、成員變量等等信息以后，才能夠更好的編程。同時，java開發(fā)工具包（JDK）提供了java、javac、javadoc、appletviewer等命令，在java幫助文檔中也對此進行了詳細的介紹。java幫助文檔是以HTML文件的形式組織，通常是安裝在J

53、DK目錄下的docs子目錄中的index.html文件,所以用瀏覽器就可以進行查閱。例如JDK是安裝在D:jdk1.3目錄下面，則用瀏覽器打開D:jdk1.3docsindex.html文件，就可以看到圖1_5_1所示的幫助文檔。 如果希望查閱JDK的命令，則可以選擇Tool Documentation，如圖1_5_2紅字所示。 此時瀏覽器就會把java、javac、javadoc、appletviewer等命令列出來，如圖1_5_3。 但是大多時時候，我們需要查閱的是類庫的文檔，因此需要在D:jdk1.3docsindex.html文件中選擇Java 2 Platform API Specification，如圖1_5_4中紅字所示。 然后就進入了詳細的類庫介紹，如圖1_5_5所示。1.5.4 java注釋單行注釋：從/開始到本行結(jié)束的內(nèi)容都是注釋，例如： /這是一行單行注釋 /則是另一行單行注釋多行注釋：在/*和*/之間的所有內(nèi)容都是注釋，例如：/*這是一段注釋分布在多行之中*/ 文檔注釋：在注釋方面java提