java语言设计第1章

1、 Java是目前最常用的计算机编程语言，也是主要的网络开发语言之一。是目前最常用的计算机编程语言，也是主要的网络开发语言之一。Java具有面向对象、分布式和多线程等先进高级计算机语言的特点，同具有面向对象、分布式和多线程等先进高级计算机语言的特点，同时它还因可移植、安全性能高和网络移动性等逐渐成为一种行业标准。时它还因可移植、安全性能高和网络移动性等逐渐成为一种行业标准。对于初次接触计算机编程语言的人来说，对于初次接触计算机编程语言的人来说，Java语言简单易学，不需要长语言简单易学，不需要长时间的培训就可以编写出适合现在企业或个人需要的程序。时间的培训就可以编写出适合现在企业或个人需要的程序

2、。 本章要点l1.1 Java的历史与语言结构 l1.2 Java的安装 l1.3 Java的使用 l1.1 Java的历史与语言结构的历史与语言结构 1.1.1 Java的发展简史 1.1.2 计算机语言的发展计算机语言的发展 1.1.3 Java语言结构 1.1.4 Java语言特点语言特点l1.2 Java的安装的安装 1.2.1 Java语言的开发工具语言的开发工具 1.2.2 安装安装Java 2 SDK 1.2.3 更新系统环境变量更新系统环境变量 l1.3 Java的使用 1.3.1 Java应用程序与Java小程序 1.3.2 DOS磁盘操作系统 实例1 第一个Java App

3、lication程序 1.3.3 HTML语言 实例2 在网页中显示文字和图像 实例3 我的第一个Java Applet程序 l思考与练习11.1.1 Java的发展简史的发展简史 1991年，Java语言诞生在美国SUN计算机公司，它是由“绿色工程”（Green Project）小组开发的，但是它最初的名字不是Java，而是Oak（橡树）。 1994年，“绿色”小组将他们的开发转向了Internet，用Oak编写了一系列网络应用程序，像网络浏览器WebRunner等。 1995年，随着Java语言在互联网和多媒体上的发展，它得到了全球计算机业的高度重视。 鉴于1.2版与之前版本的巨大差别，S

4、UN公司将1.2版以及其以后版本命名为“Java2”。目前，Java语言的正式版本已经发展到1.4版，测试版本为1.5版。 1.1.2 计算机语言的发展 1机器语言机器语言 机器语言是计算机中央处理器本身所使用的语言。它因可以直接被CPU使用，所以表达准确、运行速度非常快。但显而易见，由一组组十六进制数字组成的机器语言对大多数人来说很难编写、阅读和理解。这种情况下，计算机很难被广泛使用和推广。 2汇编语言汇编语言 汇编语言的出现使编写计算机程序变得容易。有表达意义的命令名字代替了一组组简单的数字，一条条语句的出现，也使程序内容变得清楚，易于理解。但是计算机只能读懂机器语言，所以用汇编语言编写的

5、程序要先用汇编程序翻译成机器语言，CPU才能运行。如今汇编语言被计算机高级专业人员广泛使用，但是，汇编语言需要用许多条命令去完成一个极其简单的任务，编写过程繁琐且耗时长，所以它很难普及。3高级语言高级语言 高级语言使每一条语句的功能大大加强，同时有保持了易写、易读和易于理解的特性，Java就是一种高级语言。通过对高级语言的学习，编写计算机语言对普通人来说终于再不是一座不可征服的高山。但是对于计算机的CPU来说，高级语言太笼统了，它需要一个功能强大的翻译器来帮助理解。翻译器有两种：一种是编译器，另一种是注译器。 编译器和注译器的作用都是将我们用高级语言写好的程序翻译成计算机能理解的机器语言，所不

6、同的是翻译的方式。 编译器的翻译方式是把程序全部翻译成机器语言，然后CPU再运行翻译好的机器语言。 注译器的翻译方式是在程序运行时每翻译一句高级语言，就传递给CPU运行这部分翻译好的机器语言。 用编译器程序运行速度快，但翻译时间太长；用注译器翻译时间短，但运行速度很慢。 1.1.3 Java语言结构语言结构 Java并没有用编译器直接将程序翻译成机器语言，而是先翻译成字节码（Byte Code），这样编译的时间大大减少。当然，这种字节码格式的程序计算机的CPU是不可能理解的，所以Java就通过一种名为Java模拟器（Java Virtual Machine，简称JVM）的程序再将字节码翻译成机

7、器语言。因为第二步翻译是在程序运行过程中进行的，所以有时候我们可以把Java模拟器看成一种注译器，但是翻译时间上远比注译器要快。而且Java模拟器是针对每一台计算机的，也就是说当同一个程序在不同计算机上运行时，Java编辑器翻译成一样的字节码文件，Java模拟器再根据所在计算机CPU的不同，翻译成相应的机器语言。Java语言的翻译方法如图1.1所示。 图 Java语言特点 （1）结构简单：Java语言的程序构成与C语言和C+语言类似，但是Java语言摒弃了C语言和C+语言的复杂、不安全特性。例如：指针的操作和内存的管理。此外，Java语言提供了种类丰富、功能强大的类库，提高了编

8、程效率。 （2）面向对象：在现实世界中，任何实体都可以看作是一个对象，对象具有状态和行为两大特征。在Java语言中，没有采用传统的、以过程为中心的编程方法，而是采用以对象为中心，通过对象之间的调用来解决问题的编程方法。 （3）平台无关：使用Java语言编写的应用程序不需要进行任何修改，就可以在不同的软、硬件平台上运行。这主要是通过Java虚拟器（JVM）来实现的。 1.1.4 Java语言特点 （4）可靠性：因为Java最初设计目的是应用于电子类家庭消费产品，所以要求较高的可靠性。例如：Java语言提供了异常处理机制，有效地避免了因程序编写错误而导致的死机现象。 （5）安全性：现今的Java语

9、言主要用于网络应用程序的开发，因此对安全性有很高的要求。如果没有安全保证，用户运行从网络下载的Java语言应用程序是十分危险的。Java语言通过使用编译器和注译器，在很大程序上避免了病毒程序的产生和网络程序对本地系统的破坏。 （6）多线程：多线程是指在一个程序中可以同时执行多个简单任务。线程也被称为轻量进程，是一个传统大进程里分出来的独立的可并发执行的单位。C语言和C+语言采用单线程体系结构，而Java语言支持多线程技术。 1.2.1 Java语言的开发工具 （1）Visual J# .NET是世界上最大软件公司Microsoft出品的Visual Studio .NET家族中的一名负责Jav

10、a开发的成员，其取代了Visual Studio中的Visual J+。 （2）JBuilder X是Borland公司Java开发工具JBuilder的最新版本。与之前的版本相比，JBuilder X更加注重网络服务和数据库功能的开发，并且支持各种版本的计算机系统。JBuilder X主要集中开发Java在网页应用、网络服务和数据库上的功能。（3）JCreator是由Xinox Software公司开发的。这家总部在荷兰的软件公司以编写高级语言开发工具而闻名。JCreator对计算机系统要求不高，比其他大多数具有集成开发环境的软件运行速度要快，而且还具有允许使用者自定义操作窗口界面及无限Un

11、do /Redo等功能。1.2.1 Java语言的开发工具 （4）FreeJava是一个免费的Java开发工具。其主要特点是可以快捷方便地查阅Java类库和函数、帮助编辑源程序、快速编译和运行Java程序、用不同颜色显示关键字，以及双击编译错误提示可以直接跳到相应的源程序处等等。注意：使用FreeJava之前必须要先安装Java 2 JDK。 （5）Java 2 SDK是SUN公司编写的Java语言编译器。虽然它没有集成开发环境，只能在DOS命令窗口下运行，但是操作简单，初学者非常容易掌握。 SUN公司根据不同的计算机系统和用户的不同需求，开发了多种Java工具软件，例如：适用于个人的J2SE

12、和适用于企业的J2EE。本书将以J2SE的Java 2 SDK为开发工具来介绍Java语言。 1.2.2 安装Java 2 SDK 1安装安装Java 2 SDK （1）打开浏览器，在“地址”栏中键入1.4.2版的网址： http:/ 按Enter键打开网页。 （2）单击J2SE v 1.4.2_05 SDK栏中的Download J2SE SDK连接，打开LICENSE AGREEMENT（许可协议）页面。选中Accept单选项，单击Continue按钮，打开DOWNLOAD（下载）网页。Windows系统使用的安装文件名称为j2sdk-1_4_2_05-windows-i586-p.exe

13、，其大小为51.09MB。单击对应的连接，开始下载Java 2 SDK1.4.2。 （3）下载完成后，双击j2sdk-1_4_2_05-windows-i586-p.exe文件图标，开始安装Java 2 SDK。 1.2.2 安装Java 2 SDK 1安装安装Java 2 SDK （4）稍等片刻，调出“Java 2 SDK,SE v5-License”对话框，单击选中对话框下方的第一个单选项，表示接受协议。 （5）单击Next按钮，调出“Java 2 SDK,SE v5-Custom Setup”对话框。 （6）在对话框中，设定安装的组件和安装软件的路径。如果要重

14、新设定安装的组件，可以单击组件名前的黑色小三角，调出其下拉列表，选择是否安装，建议安装所有Java组件。如果要重新设定安装的位置，可以单击Change按钮，调出对话框，选择文件的安装路径。可以在计算机硬盘的任何地方安装Java2 SDK，但是对初学者来说最好使用默认路径： C:j2sdk1.4.2_05。 1.2.2 安装Java 2 SDK 1安装安装Java 2 SDK （7）单击Next按钮，调出“Java 2 SDK, SE v1.4.2_05-Browser Registration”对话框，如图1.6所示。该对话框用来选择使用Java Plug-in的浏览器。因为今后将在选定的浏览

15、器中使用Java Plug-in来运行Java Applet，所以建议选择所有列出的浏览器。 （8）单击Install按钮，开始进行安装。 （9）安装完成后，系统自动调出“Java 2 SDK, SE v1.4.2_05-Complete”对话框。单击Finish按钮，关闭对话框，安装完成。1.2.2 安装Java 2 SDK 2Bin文件夹文件夹 安装好Java 2 SDK后，打开C:j2sdk1.4.2_05bin文件夹，其中有20多个以exe为扩展名的可执行文件。它们都是Java语言工具，都是可以在DOS环境下执行的文件。其中常用的有以下一些文件。 （1）javac文件。javac文件是

16、Java语言的编译器。在DOS环境的“命令提示符”窗口中，键入javac，然后再键入含有Java源程序的文件名，可以用来编译该源程序，生成相应的字节码文件。 （2）java文件。java文件是Java语言的注译器。在DOS环境的“命令提示符”窗口中，键入java，然后再键入行编译好的字节码文件名，可以用来运行程序，输出结果。 （3）appletviewer文件。appletviewer文件是Java Applet的注译器。在DOS环境的“命令提示符”窗口中，键入appletviewer，再键入含有字节码文件的HTML程序名，可以用来运行编译好的Applet程序。 1.2.2 安装Java 2

17、SDK 2Bin文件夹文件夹 （4）jar文件。它是Java语言压缩工具。该工具可以将Java源程序打包成一个比原文件小的jar文件。 （5）javadoc文件。javadoc文件是用于生成API文档。 （6）javah文件。javah文件用于从Java类中调用C+语言代码。 （7）javap文件。javap文件是用于分析字节码文件。在本书中，常使用的是前3个可执行文件。它们是运行程序的主要工具，我们将在本章的实例1和实例2中具体介绍它们的使用方法。 1.2.2 安装Java 2 SDK 2Bin文件夹文件夹 （4）jar文件。它是Java语言压缩工具。该工具可以将Java源程序打包成一个比原

18、文件小的jar文件。 （5）javadoc文件。javadoc文件是用于生成API文档。 （6）javah文件。javah文件用于从Java类中调用C+语言代码。 （7）javap文件。javap文件是用于分析字节码文件。在本书中，常使用的是前3个可执行文件。它们是运行程序的主要工具，我们将在本章的实例1和实例2中具体介绍它们的使用方法。 1.2.3 更新系统环境变量更新系统环境变量 由于Java 2 SDK的编译和运行基本上都是在DOS环境下进行，因 此 为 了 能 在 任 何 提 示 符 下 都 可 以 方 便 地 直 接 使 用C:j2sdk1.4.2_05bin文件夹中的可执行文件和J

19、ava类库，我们需要对系统环境变量PATH进行更新。更新环境变量PATH后，用户不需要再键入bin文件夹中可执行文件的完整路径来运行该文件，而只需要直接键入可执行文件的文件名。例如：如果没有修改环境变量PATH，则用户需要键入C:j2sdk1.4.2_05binjavac myPro.java来编译Java源程序myPro.java；修改后，用户只需要键入javac myPro.java命令就可以编译Java源程序myPro.java。 1.2.3 更新系统环境变量更新系统环境变量 1在在Windows 9X操作系统下的操作方法操作系统下的操作方法 如果计算机的操作系统是Windows 9X，

20、则操作方法如下。 （1）用文本编辑软件（例如：记事本）打开C:盘根目录的autoexec.bat文件，找到以PATH为开始的语句行。 （2）在PATH语句行的最后加入“;C:j2sdk1.4.2_05bin”，并保存修改后的autoexec.bat文件。 （3）重新启动计算机或者在DOS命令窗口中键入autoexec.bat命令，让autoexec.bat文件中新的设置生效。 1.2.3 更新系统环境变量更新系统环境变量 2在在Windows 2000或以上版本系统下的操作方法或以上版本系统下的操作方法 如果计算机的操作系统是Windows 2000或以上版本，操作方法如下。 （1）单击“开始

21、”“控制面板”菜单命令，调出“控制面板”对话框。 （2）在“控制面板”对话框中，双击“系统”图标，调出“系统属性”对话框。如果系统为Windows XP，则在“控制面板”对话框中，单击“性能和维护”链接，调出“性能和维护”对话框，如图1.7所示。然后再单击其中的“系统”链接，调出“系统属性”对话框。 （3）在“系统属性”对话框中，选中“高级”选项卡，如图1.8所示。 （4）在“高级”选项卡中，单击“环境变量”按钮，调出“环境变量”对话框。 1.2.3 更新系统环境变量更新系统环境变量 2在在Windows 2000或以上版本系统下的操作方法或以上版本系统下的操作方法 （5）在“系统变量”栏中，

22、选中“Path”选项，单击“编辑”按钮，或者双击“Path”选项，调出“编辑系统变量”对话框。 （6）在“变量值”文本框中，将光标移动到现有文本的最后，然后键入“;C:j2sdk1.4.2_05bin” 。其中，分号用来与前一个路径分隔开： C:j2sdk1.4.2_05bin为bin文件夹的完整路径。 单击“确定”按钮，返回“环境变量”对话框。 （7）单击“确定”按钮，返回“系统属性”对话框，再单击“确定”按钮，保存修改后的设置。 1.2.3 更新系统环境变量更新系统环境变量 设置好PATH变量后，就可以进入DOS环境了。在Windows 9X操作系统中，可以单击“开始”“所有程序”“附件”

23、“MS-DOS方式”菜单命令；在Windows 2000或以上版本中，可以单击“开始”“所有程序”“附件”“命令提示符”菜单命令。调出DOS窗口后，在提示符后面键入java -version命令，按Enter键后，在命令的下面会显示所安装Java开发工具的版本，这表示Java 2 SDK1.4.2_05安装成功、系统环境变量被更新。 如果需要卸载Java 2 SDK软件，可以再次运行j2sdk-1_4_2_05-windows-i586-p.exe文件。稍等片刻，系统会调出“Java 2 SDK,SE v5-Maintenance Welcome”对话框，单击Next按钮，调出“

24、Java 2 SDK,SE v5-Maintenance”对话框。选中Remove单选项，单击Next按钮，调出“Java 2 SDK,SE v5-Remove”对话框，单击Remove按钮，系统将开始卸载Java 2 SDK软件。完成卸载后，系统会自动调出对话框提示用户，单击Finish按钮即可。 本节将通过两个简单的小程序来介绍如何编译和运行Java程序，以及DOS操作系统和HTML语言的基本应用。1.3.1 Java应用程序与应用程序与Java小程序小程序 Java程序可以分为两类：Java应用程序（Java Application）和Java小程序（Java

25、 Applet）。 Java应用程序是完整的程序，需要独立的编译器来编译运行；而Java小程序则是嵌在HTML编写的Web页面中的非独立程序，由Web浏览器内包含的Java编译器来编译执行。 虽然Java应用程序和Java小程序各自的使用方法及使用场合都不相同，但是它们编译和运行的方法都是一样的。一共分三步： 1.3.1 Java应用程序与应用程序与Java小程序小程序 第一步：用“记事本”或其他文本工具编写源程序。编写好程序后，保存源程序。文件名与源程序中类（Class）的名字必须一致，扩展名为java。 第二步：在DOS命令环境下，编译保存好的源程序。计算机将自动建立一个和源程序名字相同，

26、扩展名为class的文件，此文件用来保存源程序的Java字节码。 第三步：运行编译好的字节码文件，输出程序运行结果。我们将通过实例1，详细介绍Java Application的具体运行方法。 1.3.2 DOS磁盘操作系统磁盘操作系统 1DOS磁盘操作系统磁盘操作系统 所谓操作系统是指直接控制和管理计算机硬件和软件资源，以便有效的使用这些资源的程序。操作系统一般都具有存储管理、文件管理、设备管理和作业管理等功能。 DOS具有Windows系统中的绝大部分文件管理功能。但它的用户界面远不如Windows的友好，所以计算机的一般使用者很少选用DOS。但是，DOS对电脑硬件要求低，运行速度快，对Ja

27、va 2 SDK的支持非常好。只需要键入简单的命令就可以编译和运行Java程序。 DOS系统是按照树型目录结构管理文件的，位于最上层的目录为根目录，每个目录的上一层目录为该目录的父目录，下一层目录为该目录的子目录。每次进入命令提示符窗口后，提示符显示当前目录，例如： C:是当前目录，其对应的是Windows系统下的C盘。DOS命令是一条一条执行的，每条命令都各占一行。键入命令后，按Enter键，命令被执行。如果输入的命令有错误，系统会显示出相应的错误提示。 1.3.2 DOS磁盘操作系统磁盘操作系统 2DOS系统常用命令系统常用命令 （1）dir命令：dir命令用来显示指定目录中的文件及其子目

28、录（文件夹）信息，其格式为： dir 盘符路径/p/w 其中，盘符为根目录，比如，C:表示C盘，D:表示D盘；路径为要显示目录的上级目录名，父目录与其子目录之间用符号“”隔开，例如：C:j2sdk1.4.2_05bin表示C:根目录下的j2sdk1.4.2_05目录中的bin子目录。 如果省略盘符和路径只键入dir命令，则表示显示当前目录中的内容。加上参数/p后，系统会在一屏内容显示后，暂停并显示Press any key to continue的提示。用户只需要按键盘中的任意一个按键，就可以查看下一屏的显示内容。 如果加上参数/w，则只显示目录或者文件的名称，而省略目录或者文件的大小、建立的

29、日期和时间等信息。 1.3.2 DOS磁盘操作系统磁盘操作系统 2DOS系统常用命令系统常用命令 （2）md命令。md命令用来创建子目录，其格式为： md 盘符路径 其中，盘符为指定要建立子目录的磁盘驱动器，默认为当前根目录；路径为要建立子目录的上级目录名，默认为当前目录下。 例如，在C:盘根目录下创建名为MyJavaPrograms的子目录的命令为： C:md MyJavaPrograms 如果要在MyJavaPrograms子目录下，再创建名为Program01的子目录，则键入命令： C:md MyJavaProgramsProgram01 1.3.2 DOS磁盘操作系统磁盘操作系统 2D

30、OS系统常用命令系统常用命令 （3）cd命令。cd命令用来改变当前目录，其格式为： cd 盘符路径 其中，盘符为新的当前目录的根目录，默认为当前根目录；路径为新的当前目录的上级目录名，默认为当前目录。 例如：在C:提示符下，键入cd j2sdk1.4.2_05命令，则提示符改变为 C: j2sdk1.4.2_05。 此外，如果键入cd命令，则改变当前目录为根目录。如果键入cd.命令，则改变当前目录为其父目录。 1.3.2 DOS磁盘操作系统磁盘操作系统 2DOS系统常用命令系统常用命令 （4）rd命令。rd命令用来删除空子目录，其格式为： rd 盘符路径 其中，盘符为要删除空子目录所在的根目录

31、，默认为当前根目录；路径为要删除空子目录的上级目录名，默认为当前目录；子目录名为要删除的空子目录名称。 rd命令只能删除空的子目录，不能删除非空目录，也不能删除当前目录和根目录。 （5）del命令。del命令用来删除指定目录下的所有子目录和文件，其格式为： del 盘符路径 其中，盘符为要删除目录所在的根目录，默认为当前根目录；路径为指定目录的上级目录名，默认为当前目录；子目录名为指定目录名称。 1.3.2 DOS磁盘操作系统磁盘操作系统 2DOS系统常用命令系统常用命令 （6）ren命令。ren命令用来给指定目录中的文件更改名称， ren 盘符路径 ren命令只可以更改文件的名称，不能更改目

32、录的名称。 （7）copy命令。copy命令用来复制指定文件到指定的磁盘或目录中，其格式为： copy 源盘符路径 目标盘符路径目标文件名 copy命令中的源文件名必须给出不可以省略。如果省略目标文件名，则目标文件与源文件同名。 例如：命令copy MyJavaPrograms D:表示将当前目录下的MyJavaPrograms目录内所有文件复制到D:盘MyJavaPrograms目录中。如果D:盘中没有MyJavaPrograms目录，则系统会自动创建。 1.3.3 HTML语言语言 虽然Java Applet编辑源程序和编译字节码的过程与Java Application相同，但它却是不可以

33、独立运行的程序。它的字节码文件必须嵌入到用HTML语言（超文本标记语言）编写的文件中，并由负责解释HTML文件的Web浏览器充当其注译器，来运行Java Applet的字节码文件，在新窗口中显示运行结果。 1HTML语言简介语言简介 HTML是该语言英文全名HyperText Markup Language的简称，其中文直译为超文本标记语言。HTML语言不是一种编程语言，而是一种描述网页内容结构的标记语言。它与操作系统平台的选择无关，只要有浏览器就可以运行HTML程序，显示网页内容。HTML制定了一组标记符，对万维网上的各种信息进行标记。浏览器会自动根据这些标记符，在屏幕上显示出相应的内容，而

34、标记符不会在屏幕上显示出来。自从1990年它首次用于网页制作后，几乎所有的网页都是由HTML语言或以其他语言镶嵌在HTML语言中编写的。HTML语言的语法比较简单，所有的标记符都用尖括号括起来的。 1.3.3 HTML语言语言 1HTML语言简介语言简介 例如，是HTML开始的标记符号。绝大多数标记符都是以开始标记符和结束标记符成对出现的。开始标记符和相应的结束标记符之间的内容是其所影响的范围。结束标记符是在开始标记符前边加入一个反斜线，例如， Java语言入门！，表示网页的显示名称为“Java语言入门！”。当然也有例外，换行标记符是一个单一标记符。虽然HTML的标记符不区分大小写，但是通常都

35、是使用大写字母，这有利于HTML文档的维护。 HTML文件的内容可以在“记事本”中输入。在存盘输入文件名时，一定要输入HTML文件的扩展名.htm或.html，Windows XP会自动将文件保存为可以使用浏览器打开的文件格式，例如：IE网页形式等。在编写HTML文档时，各种英文标记符要在英文输入方式下输入，例如：双引号、尖括号等。 1.3.3 HTML语言语言 2 HTML语言标记符语言标记符一些常用的HTML语言标记符的含义如下。 （1） 是HTML文档中最基本的标记，不可缺少。表示HTML文档的开始，表示HTML文档的结束。 （2） 是网页标题标记。可以提高网页文档的可读性，向浏览器提供一个信息。它可以被忽略。 （3） 标记符是网页标题标记符，可提高网页文档的可读性。不包括网页的任何实