大學(xué)JAVA程序設(shè)計(jì)chapter01

1、2022-5-15Java講義張翔12022-5-15Java講義張翔21.1Java語(yǔ)言的發(fā)展歷史語(yǔ)言的發(fā)展歷史1991年，美國(guó)年，美國(guó)Sun Microsystems公司的某個(gè)研究小公司的某個(gè)研究小組為了能夠在消費(fèi)電子產(chǎn)品上開發(fā)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)和開發(fā)出組為了能夠在消費(fèi)電子產(chǎn)品上開發(fā)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)和開發(fā)出一種語(yǔ)言，稱之為一種語(yǔ)言，稱之為Oak . 目的是為家用消費(fèi)電目的是為家用消費(fèi)電 子產(chǎn)品開發(fā)子產(chǎn)品開發(fā)一個(gè)分布式代碼系統(tǒng)一個(gè)分布式代碼系統(tǒng), 可以把可以把E-mail發(fā)給電冰箱、發(fā)給電冰箱、 電視機(jī)電視機(jī)等家用電器等家用電器, 對(duì)它們進(jìn)行控制對(duì)它們進(jìn)行控制“有心栽花花不成，無心插柳柳成蔭有心栽花花

2、不成，無心插柳柳成蔭”。Sun公司絕沒想到公司絕沒想到本想用于消費(fèi)電子產(chǎn)品開發(fā)的編程語(yǔ)言卻率先在網(wǎng)絡(luò)中得本想用于消費(fèi)電子產(chǎn)品開發(fā)的編程語(yǔ)言卻率先在網(wǎng)絡(luò)中得到了廣泛應(yīng)用到了廣泛應(yīng)用.1995年，互聯(lián)網(wǎng)在世界上蓬勃發(fā)展，年，互聯(lián)網(wǎng)在世界上蓬勃發(fā)展，Sun公司發(fā)現(xiàn)公司發(fā)現(xiàn)Oak語(yǔ)言所具有的跨平臺(tái)、面向?qū)ο?、安全性高語(yǔ)言所具有的跨平臺(tái)、面向?qū)ο?、安全性高等特點(diǎn)非常符合互聯(lián)網(wǎng)的需要等特點(diǎn)非常符合互聯(lián)網(wǎng)的需要(多操作系統(tǒng)多操作系統(tǒng))，于是改進(jìn)了，于是改進(jìn)了該語(yǔ)言的設(shè)計(jì)，最終，該語(yǔ)言的設(shè)計(jì)，最終，Sun公司給該語(yǔ)言取名為公司給該語(yǔ)言取名為Java語(yǔ)言，語(yǔ)言，造就了一代成功的編程語(yǔ)言。造就了一代成功的編程語(yǔ)言

3、。 2022-5-15Java講義張翔3大家想一想，在大家想一想，在PC下用下用windows編寫的程序能編寫的程序能夠不做修改就直接拿到夠不做修改就直接拿到UNIX系統(tǒng)上運(yùn)行嗎？顯系統(tǒng)上運(yùn)行嗎？顯然是不可以的，因?yàn)槌绦虻膱?zhí)行最終必須轉(zhuǎn)換成然是不可以的，因?yàn)槌绦虻膱?zhí)行最終必須轉(zhuǎn)換成為計(jì)算機(jī)硬件的機(jī)器指令來執(zhí)行，專門為某種計(jì)為計(jì)算機(jī)硬件的機(jī)器指令來執(zhí)行，專門為某種計(jì)算機(jī)硬件和操作系統(tǒng)編寫的程序是不能夠直接放算機(jī)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(jì)算機(jī)硬件上執(zhí)行的，至少要做移植工到另外的計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)上能夠運(yùn)行，作。要想讓程序能夠在不

4、同的計(jì)算機(jī)上能夠運(yùn)行，就要求程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是能夠跨越各種軟件和硬件就要求程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是能夠跨越各種軟件和硬件平臺(tái)的，而平臺(tái)的，而java滿足了這一需求。滿足了這一需求。2022-5-15Java講義張翔4Java的主要應(yīng)用領(lǐng)域的主要應(yīng)用領(lǐng)域:Java+XML的電子商務(wù)解決方案的電子商務(wù)解決方案.分布式計(jì)算分布式計(jì)算:jini消費(fèi)類電子產(chǎn)品消費(fèi)類電子產(chǎn)品:KVM.personal java,embbeded java.交互式電視交互式電視:Java TV實(shí)時(shí)實(shí)時(shí)JAVA: real time javaPeertopeer java: JXTAJ2ee與與J2me的廣泛應(yīng)用的廣泛應(yīng)用.2022-5-

5、15Java講義張翔5K Virtual Machine(KVM)主要是Sun所提出Java在不同能力平臺(tái)下的一個(gè)解決方案，由于KVM最小只要160K bytes的記憶體就可以執(zhí)行，因此稱為 K Virtual Machine，其中K是表示kilo byte的意思，其中包含了128K用來執(zhí)行Virtual Machine及本身所必須具備的基本Libraries。Embedded Java 與Personal Java(也有人簡(jiǎn)稱為PJava)這兩項(xiàng)規(guī)格。其中Embedded Java 是為了資源十分有限，而且沒有顯示設(shè)備的嵌入式裝置而設(shè)計(jì)； Personal Java 則是為了在能夠與網(wǎng)際網(wǎng)路

6、連線、并擁有顯示系統(tǒng)(例如彩色LCD)的消費(fèi)性電子裝置而設(shè)計(jì)。2022-5-15Java講義張翔6Java發(fā)明人發(fā)明人James Gospling2022-5-15Java講義張翔71. 2 Java語(yǔ)言的特點(diǎn)語(yǔ)言的特點(diǎn) 簡(jiǎn)單易學(xué)簡(jiǎn)單易學(xué)：1）風(fēng)格類似于）風(fēng)格類似于C+, 基本語(yǔ)法與基本語(yǔ)法與C語(yǔ)言類似；語(yǔ)言類似；2）摒棄了）摒棄了C+中容易引發(fā)程序錯(cuò)誤的地方中容易引發(fā)程序錯(cuò)誤的地方:不再有全局變量不再有#include 和#define 等預(yù)處理功能不再有structure、union及typedef等不再有函數(shù)、不再有指針、不再有多重繼承不再有g(shù)oto語(yǔ)句不再有操作符重載(Operatio

7、r 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3）提供了豐富的類庫(kù)。）提供了豐富的類庫(kù)。2022-5-15Java講義張翔8面向?qū)ο竺嫦驅(qū)ο螅褐С朱o態(tài)和動(dòng)態(tài)風(fēng)格的代碼繼承及重用，是完：支持靜態(tài)和動(dòng)態(tài)風(fēng)格的代碼繼承及重用，是完全全 面向?qū)ο蟮拿嫦驅(qū)ο蟮? 它不支持類似它不支持類似C語(yǔ)言那樣的面向過程語(yǔ)言那樣的面向過程 的的程序設(shè)計(jì)技術(shù)。程序設(shè)計(jì)技術(shù)。解釋執(zhí)行解釋執(zhí)行：Java解釋器解釋器(運(yùn)行系統(tǒng)運(yùn)行系統(tǒng))能直接運(yùn)行目標(biāo)代碼能直接運(yùn)行目標(biāo)代碼指令。指令。平臺(tái)無關(guān)平臺(tái)無關(guān)：Java源程序被編譯成一種高層次的與機(jī)器無源程序被編譯成一種高層次的與機(jī)器無關(guān)的關(guān)的 byte-c

8、ode格式語(yǔ)言格式語(yǔ)言, 被設(shè)計(jì)在被設(shè)計(jì)在Java虛擬機(jī)上運(yùn)虛擬機(jī)上運(yùn)行。行。性能優(yōu)異性能優(yōu)異：Java可以在運(yùn)行時(shí)直接將目標(biāo)代碼翻譯成機(jī)可以在運(yùn)行時(shí)直接將目標(biāo)代碼翻譯成機(jī)器指令，器指令， Sun用直接解釋器一秒鐘內(nèi)可調(diào)用用直接解釋器一秒鐘內(nèi)可調(diào)用300,000個(gè)過程，個(gè)過程， 翻譯目標(biāo)代碼的速度與翻譯目標(biāo)代碼的速度與C/C+的性能沒什么的性能沒什么區(qū)別。區(qū)別。 分布式分布式：Java包括一個(gè)支持包括一個(gè)支持HTTP和和FTP等基于等基于TCP/IP協(xié)議的子庫(kù)。因此協(xié)議的子庫(kù)。因此, Java應(yīng)用程序可憑借應(yīng)用程序可憑借URL打開并訪問網(wǎng)絡(luò)上的對(duì)象打開并訪問網(wǎng)絡(luò)上的對(duì)象, 其訪問方式與訪問本地

9、文件系其訪問方式與訪問本地文件系統(tǒng)幾乎完全相同。統(tǒng)幾乎完全相同。2022-5-15Java講義張翔9可移植可移植：Java應(yīng)用程序可以在配備了應(yīng)用程序可以在配備了Java解釋器和運(yùn)行環(huán)解釋器和運(yùn)行環(huán)境的任何計(jì)算機(jī)境的任何計(jì)算機(jī) 系統(tǒng)上運(yùn)行系統(tǒng)上運(yùn)行, 通過定義獨(dú)立于平臺(tái)的基本數(shù)通過定義獨(dú)立于平臺(tái)的基本數(shù)據(jù)類型及其運(yùn)算據(jù)類型及其運(yùn)算, Java數(shù)據(jù)得以在任何硬件平臺(tái)上保持一致。數(shù)據(jù)得以在任何硬件平臺(tái)上保持一致。多線程多線程：Java提供的多線程功能使得在一個(gè)程序里可同時(shí)執(zhí)提供的多線程功能使得在一個(gè)程序里可同時(shí)執(zhí)行多個(gè)小任務(wù)。行多個(gè)小任務(wù)。 多線程帶來的好處是可以有更好的多線程帶來的好處是可以有更

10、好的 交互性交互性能和實(shí)時(shí)控制性能。能和實(shí)時(shí)控制性能。健壯健壯：Java致力于檢查程序在編譯和運(yùn)行時(shí)的錯(cuò)誤。致力于檢查程序在編譯和運(yùn)行時(shí)的錯(cuò)誤。 類型檢查幫助檢查出許多開發(fā)早期出現(xiàn)的錯(cuò)誤。類型檢查幫助檢查出許多開發(fā)早期出現(xiàn)的錯(cuò)誤。 Java自已操縱內(nèi)存減少了內(nèi)存出錯(cuò)的可能性。自已操縱內(nèi)存減少了內(nèi)存出錯(cuò)的可能性。Java還實(shí)現(xiàn)了真數(shù)組還實(shí)現(xiàn)了真數(shù)組, 避免了覆蓋數(shù)據(jù)的可能。避免了覆蓋數(shù)據(jù)的可能。安全安全：Java的安全性可從兩個(gè)方面得到保證。一方面的安全性可從兩個(gè)方面得到保證。一方面, 在在Java語(yǔ)言里語(yǔ)言里, 象指針和釋放內(nèi)存等象指針和釋放內(nèi)存等C+功能被刪除功能被刪除, 避免避免了非法內(nèi)存

11、操作。了非法內(nèi)存操作。 另一方面另一方面, 當(dāng)當(dāng)Java用來創(chuàng)建瀏覽器時(shí)用來創(chuàng)建瀏覽器時(shí), 語(yǔ)語(yǔ)言功能和一些瀏覽器本身提供的功能結(jié)合起來言功能和一些瀏覽器本身提供的功能結(jié)合起來, 使它更安全。使它更安全。動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)：Java的動(dòng)態(tài)特性是其面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)方法的拓展，的動(dòng)態(tài)特性是其面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)方法的拓展， 它它允許程序動(dòng)態(tài)地裝入運(yùn)行過程中所需要的類。允許程序動(dòng)態(tài)地裝入運(yùn)行過程中所需要的類。2022-5-15Java講義張翔101.3 Java的運(yùn)行機(jī)制的運(yùn)行機(jī)制1 java虛擬機(jī)虛擬機(jī)java虛擬機(jī)是軟件模擬的計(jì)算機(jī)，可以在任何處理器上虛擬機(jī)是軟件模擬的計(jì)算機(jī)，可以在任何處理器上（無論是在計(jì)算機(jī)中還是

12、在其它電子設(shè)備中）安全并且兼（無論是在計(jì)算機(jī)中還是在其它電子設(shè)備中）安全并且兼容的執(zhí)行保存在容的執(zhí)行保存在.class文件中的字節(jié)碼。文件中的字節(jié)碼。 java虛擬機(jī)的虛擬機(jī)的“機(jī)器碼機(jī)器碼”保存在保存在.class文件中，有時(shí)也可文件中，有時(shí)也可以稱之為字節(jié)碼文件。以稱之為字節(jié)碼文件。java程序的跨平臺(tái)主要是指字節(jié)程序的跨平臺(tái)主要是指字節(jié)碼文件可以在任何具有碼文件可以在任何具有java虛擬機(jī)的計(jì)算機(jī)或者電子設(shè)虛擬機(jī)的計(jì)算機(jī)或者電子設(shè)備上運(yùn)行，備上運(yùn)行，java虛擬機(jī)中的虛擬機(jī)中的java解釋器負(fù)責(zé)將字節(jié)碼文解釋器負(fù)責(zé)將字節(jié)碼文件解釋成為特定的機(jī)器碼進(jìn)行運(yùn)行。件解釋成為特定的機(jī)器碼進(jìn)行運(yùn)行。

13、java源程序需要通源程序需要通過編譯器編譯成為過編譯器編譯成為.class文件（字節(jié)碼文件），文件（字節(jié)碼文件），java程程序的編譯和執(zhí)行過程如圖所示。序的編譯和執(zhí)行過程如圖所示。2022-5-15Java講義張翔112022-5-15Java講義張翔12java虛擬機(jī)的建立需要針對(duì)不同的軟硬件平臺(tái)做專門的實(shí)現(xiàn)，既虛擬機(jī)的建立需要針對(duì)不同的軟硬件平臺(tái)做專門的實(shí)現(xiàn)，既要考慮處理器的型號(hào)，也要考慮操作系統(tǒng)的種類。如下圖所示，要考慮處理器的型號(hào)，也要考慮操作系統(tǒng)的種類。如下圖所示，目前在目前在SPARC結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)、X86結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)、MIPS和和PPC等嵌入式處理芯等嵌入式處理芯片上、在片上、在U

14、NIX、Linux、windows和部分實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)上都和部分實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)上都有有java虛擬機(jī)的實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)的實(shí)現(xiàn)。2022-5-15Java講義張翔131.4 Java1.4 Java運(yùn)行平臺(tái)運(yùn)行平臺(tái)1.J2EE Java2 Enterprise Edition1.J2EE Java2 Enterprise Edition企業(yè)計(jì)算企業(yè)計(jì)算是標(biāo)準(zhǔn)版的企業(yè)級(jí)擴(kuò)充是標(biāo)準(zhǔn)版的企業(yè)級(jí)擴(kuò)充2.J2SE Java2 Standard Edition 2.J2SE Java2 Standard Edition 桌面計(jì)算桌面計(jì)算Java的標(biāo)準(zhǔn)與核心平臺(tái)，面向個(gè)人用戶的標(biāo)準(zhǔn)與核心平臺(tái)，面向個(gè)人用戶3.J2ME

15、Java2 Micro Edition 3.J2ME Java2 Micro Edition 嵌入計(jì)算嵌入計(jì)算面向嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用面向嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用2022-5-15Java講義張翔142022-5-15Java講義張翔151.4.2 java應(yīng)用程序接口（應(yīng)用程序接口（JavaAPI)Java.lang:包含形成語(yǔ)言核心的類，包含形成語(yǔ)言核心的類，Java.lang.ref:提供對(duì)無用內(nèi)存回收功能支持的類提供對(duì)無用內(nèi)存回收功能支持的類Java.lang.reflect:提供程序加載時(shí)候的動(dòng)態(tài)類型檢測(cè)功提供程序加載時(shí)候的動(dòng)態(tài)類型檢測(cè)功能能Java.awt:用來構(gòu)建和管理程序的圖形用戶界面用來構(gòu)建

16、和管理程序的圖形用戶界面Java.applet:提供執(zhí)行提供執(zhí)行Applet程序特殊行為的類程序特殊行為的類J:提供與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用相關(guān)的類和接口提供與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用相關(guān)的類和接口Java.io: 提供處理輸入輸出文件的類提供處理輸入輸出文件的類Java.util:提供為應(yīng)用任務(wù)設(shè)置的實(shí)用程序類和集合提供為應(yīng)用任務(wù)設(shè)置的實(shí)用程序類和集合框架集框架集2022-5-15Java講義張翔161）java.lang 本類包中包含了各種定義java語(yǔ)言時(shí)必須的類，這些類能夠以其他類不能使用的方式訪問java的內(nèi)部。任何java程序都將自動(dòng)引入這個(gè)包。其中的類包括： Object類：java中最原始、最重要的類，每個(gè)

17、java類都是它的子類，它實(shí)現(xiàn)了每個(gè)類都必須具有的基本方法。 基本類型包裝器：Boolean, Character, Number, Double, Float, Integer, Long。 String類：字符串類。 Math類：數(shù)學(xué)函數(shù)的集合。 執(zhí)行線程：類Thread, ThreadGroup, 接口Runable。 異常和錯(cuò)誤：類Exception, Error, 接口Throwable。2022-5-15Java講義張翔17（1）java.lang 運(yùn)行環(huán)境：可以通過類Runtime和System訪問外部系統(tǒng)環(huán)境。System類的兩個(gè)常用功能就是訪問標(biāo)準(zhǔn)輸入/輸出流和錯(cuò)誤流、退出程

18、序。 其他類：接口Cloneable、運(yùn)行時(shí)的類等。（2）java.applet Java Applet是Java編程的一個(gè)主要魅力，java.applet類包提供了Applet的運(yùn)行機(jī)制以及一些編寫Applet非常有用的方法。2022-5-15Java講義張翔18（3） java.awt 本類包是各種窗口環(huán)境的統(tǒng)一界面（AWT代表Abstract Windows Toolkit，即抽象窗口工具包），其中的類使得創(chuàng)建諸如窗口、菜單、滾動(dòng)條、文本區(qū)、按鈕以及復(fù)選框等圖形用戶界面（GUI）的元素變得非常容易。（4） java.awt.image 類包能夠以獨(dú)立于設(shè)備的方式加載并過濾位圖圖象。（5）

19、 java.awt.peer java.awt.peer是全部awt組件的對(duì)等對(duì)象接口的集合，每個(gè)接口都提供了機(jī)器相關(guān)基本的方法，awt使用這些方法來實(shí)現(xiàn)GUI，而不必關(guān)心是何種機(jī)器或操作系統(tǒng)。2022-5-15Java講義張翔19（6） java.io Java的輸入/輸出模式是完全建立在流的基礎(chǔ)之上的。流是一種字節(jié)從一個(gè)地方到另一個(gè)地方的單向流動(dòng)，可以把流附加于文件、管道和通信鏈路等。 java.io類包中定義的許多種流類通過繼承的方式進(jìn)行組織，其中也包括一些用來訪問本地文件系統(tǒng)上的文件的流類。（7） 類包用來完成與網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的功能：URL、WWW連接以及更為通用的Socket網(wǎng)絡(luò)通信。（8

20、） java.util java.util類包包含了一些實(shí)用類和有用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如字典(Dictionary)、散列表(Hashtable)、堆棧(Stack)、向量(Vectro)以及枚舉類(Enumeration)等。2022-5-15Java講義張翔20（6） java.io Java的輸入/輸出模式是完全建立在流的基礎(chǔ)之上的。流是一種字節(jié)從一個(gè)地方到另一個(gè)地方的單向流動(dòng)，可以把流附加于文件、管道和通信鏈路等。 java.io類包中定義的許多種流類通過繼承的方式進(jìn)行組織，其中也包括一些用來訪問本地文件系統(tǒng)上的文件的流類。（7） 類包用來完成與網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的功能：URL、WWW連接以及更為通用

21、的Socket網(wǎng)絡(luò)通信。（8） java.util java.util類包包含了一些實(shí)用類和有用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如字典(Dictionary)、散列表(Hashtable)、堆棧(Stack)、向量(Vectro)以及枚舉類(Enumeration)等。2022-5-15Java講義張翔21J2sdk的安裝與組成的安裝與組成安裝安裝組成組成2022-5-15Java講義張翔22安裝安裝JDK后產(chǎn)生如下目錄結(jié)構(gòu)：后產(chǎn)生如下目錄結(jié)構(gòu)： bin目錄：Java開發(fā)工具，包括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(kù) jre目錄： Java運(yùn)行環(huán)境，包括Java虛擬機(jī)、運(yùn)行類庫(kù)等由于由于JDK的安裝程序中并不包含幫助文檔，因此也必須從的安裝程序中并不包含幫助文檔，因此也必須從Sun的網(wǎng)站上下載進(jìn)行安裝。通常安裝在的網(wǎng)站上下載進(jìn)行安裝。通常安裝在JDK所在目錄的所在目錄的docs子目錄下面。用瀏覽器打開子目錄下面。用瀏覽器打開docs子目錄下的子目錄下的index.html文件就可以閱讀所有的幫助文檔。文件就可以閱讀所有的幫助文檔。 2022-5-15Java講義張翔232022-5-15Java講義張翔24Java開發(fā)工具包括：開發(fā)工具包括： Javac：Java