Java语言快速入门

1、JAVA 语言JAVA语言第1讲2学习要点学习要点n了解Java的发展历史n了解Java的特点n理解面向对象程序设计方法及三种特性n掌握Java程序开发工具JDK1.5的配置及应用n掌握Java程序的基本要素及编码规范 JAVA语言第1讲31、阅读类库文档，了解、掌握Java开发类库的使用方法；2、多分析例子程序，多上机练习。3、了解OO的思想。4、好的参考书 推荐： Java编程思想 ，Bruce Eckel ，机械工业出版社学习方法学习方法JAVA语言第1讲4 软件的基本组成部分是完成其功能的程序。 程序设计语言（也被称为“编程语言”，Programming Language）是人们编制程

2、序所使用的语言。 程序描述了计算机处理数据、解决问题的过程，这是程序的实质。但程序的描述形式却可以是多种多样的，可以用不同的方式表述不同的程序设计语言。Preliminary：程序设计语言：程序设计语言JAVA语言第1讲5Preliminary：程序设计语言程序设计语言程序设计语言的种类：q 机器语言：机器指令，直接执行q 汇编语言：符号化，汇编器（Assembler）q 高级程序设计语言（编译型）q 高级程序设计语言（解释型）JAVA语言第1讲6 高级语言中用于描述计算的结构采用类似于数学中代数运算公式的形式，这种结构被称为“表达式”。程序中基本的动作单位被称为“语句”，不同的语句实现不同的

3、功能。用高级语言书写的程序不可能直接地在计算机上执行，要在计算机上执行高级语言书写的程序，有两种基本方法:q 编译（Compilation）执行：这种方法是设法把高级语言程序（也称为“源程序”）转换成为机器语言的可以由计算机直接执行的程序，即转变为“可执行（Executable）程序” 。q “解释”（Interpretation）执行：这种方法是即时把源程序转换为机器可执行的指令。有时为了提高效率，也可以先编译成一种中间代码。Preliminary：程序设计语言程序设计语言高级程序设计语言高级程序设计语言JAVA语言第1讲7 对于“编译执行”方式，人们实现了高级语言“编译器”（Compile

4、r）完成这种转换工作。编译器把高级语言程序看成是符合一定语法结构的符号串，对它进行加工变换。编译器对源程序的加工一般分为两个阶段：源程序首先被翻译成机器语言，这种翻译结果称为“目标码”（object code），目标码构成的程序片段称为目标模块。第二步，这些目标模块被与其他一些基本模块（由编译软件提供）连接在一起，最终形成“可执行程序”（executable program），这样的程序就可以在计算机上实际运行了。 第一个加工步骤称为“编译”（compiling），第二个步骤称为“连接”（linking）。 Preliminary：程序设计语言程序设计语言高级程序设计语言高级程序设计语言JAV

5、A语言第1讲8Preliminary：程序设计语言程序设计语言高级程序设计语言高级程序设计语言编编 译译 过过 程程JAVA语言第1讲9 对于“解释执行” 方式，人们实现了一种称为“解释器”（Interpreter）的软件来完成转换工作。解释器在工作方式上与编译器不同，它不对源程序进行翻译，而是直接对源程序的语句进行分析和解释，实现源程序所描述的功能。Preliminary：程序设计语言程序设计语言高级程序设计语言高级程序设计语言解解 释释 过过 程程JAVA语言第1讲10Preliminary：程序设计语言程序设计语言高级程序设计语言高级程序设计语言 高级语言写出的程序是独立于任何具体的计算

6、机的。但是“编译器”和“解释器”则是与机器相关的。同一种语言，对于不同的机器，需要不同的“编译器”和“解释器”。 人们已经开发出了许多不同的高级程序设计语言，不同的语言有各自不同的规范，因此需要专门的“编译器”和“解释器”。JAVA语言第1讲11q FORTRAN(FORmular TRANslation)语言，HPF：IBM，1950q Pascal语言：N.Wirth，1968，(Delphi，Borland)q COBOL(COmmon Business Oriented Language)语言： 美国国防部，1960q C和C+语言：Dennis Retchie, 1972; Bjar

7、ne Stroustrup,1983, Bellq Basic(Beginners All-purpose Symbolic Instruction Code)语言：美国国防部，1964q Ada语言：军用程序设计语言, 美国国防部, 1983 q Java语言： 1991年，SUN MicroSystem公司Preliminary：程序设计语言程序设计语言高级程序设计语言高级程序设计语言JAVA语言第1讲121.1 Java语言的发展历史1.1.1 Java语言的发展史n1991年由James Gosling负责开发的一个分布式代码系统（Oak），最初是为家用消费电子产品（电冰箱、电视机等）

8、进行编程控制 。n1993年Sun 公司将目标市场转向 Internet 。n1994年将Oak语言更名为Java。n1995年Java被正式发布，之后立即引起极大的轰动。n1.2版本的Java是Java语言发展过程中一个关键阶段，从此，Sun公司将Java更名为Java2。n经过十年的发展，Java语言已经发展到1.6版本。JAVA语言第1讲131.1.2 Java与C+、C#的比较项目JavaC+全局变量 不存在全局变量 存在数据类型和转换 无结构、枚举或者联合，转换时进行类型相容检查 通过指针进行任意的类型转换，带来不安全性 范围运算符 无作用域范围运算符： 有数组 对象，有只读的len

9、gth 无length内存管理可创建不属于基本数据类型的对象 不能提前声明不必进行提前声明 必须预处理 没有预处理机制 有头文件 import include指针 无有goto和virtual 无有注释文档 对注释文档的内建支持 无JAVA语言第1讲141.1.2 Java与C+、C#的比较（续）nC#由Microsoft创建，支持其.Net架构，与JAVA密切相关。n很多C#功能直接来自JAVA，具有相同的语法风格。nC#会取代JAVA吗？JAVA语言第1讲151.1.3 Java技术体系 针对企业计算、桌面计算和移动计算，Java平台提供了三个版本，形成了三大技术体系：nSUN官方网站下载

10、(http:/)nJava 2 Platform, Standard Edition (J2SE)nJava 2 Platform, Enterprise Edition (J2EE)nJava 2 Platform, Micro Edition (J2ME)JAVA语言第1讲161.1.4 Java语言的未来Java技术诞生并发展了十几年，从一种编程语言发展为一个平台、一个社群、一个产业。目前全球至少有450万名程序员使用Java开发软件，14亿部设备上运行着Java编写的程序。可以说是目前应用最广，需求最热的软件开发技术。n高性能企业计算（J2EE）n高性能移动计算（J2ME）n高性能的分

11、布式计算（RMI、JINI）n嵌入式系统开发和设备控制n实时系统开发JAVA语言第1讲171.2 Java语言的特点简单性面向对象分布式处理健壮性结构中立安全性v系统精简，但功能齐备。系统精简，但功能齐备。 v风格类似于风格类似于C+C+，对，对C+C+程程序员而言非常容易掌握。序员而言非常容易掌握。 vJavaJava摒弃了摒弃了C+C+中容易引发中容易引发程序错误的地方，如指针操程序错误的地方，如指针操作和内存管理；作和内存管理；v提供丰富的类库。提供丰富的类库。 完全是面向对象的，完全是面向对象的，它不支持类似它不支持类似C C语言那语言那样的面向过程的程序样的面向过程的程序设计技术。设

12、计技术。 支持支持TCP/IPTCP/IP协议。协议。JavaJava应应用程序可通过一个特定的用程序可通过一个特定的URLURL来打开并访问对象，来打开并访问对象，就像访问本地文件系统那就像访问本地文件系统那样简单。样简单。 v提供面向对象的异常处理机制，提供面向对象的异常处理机制，在编译时能对在编译时能对NullNull指针检测、数指针检测、数组边界检测、异常出口字节代码组边界检测、异常出口字节代码校验等。校验等。v自动垃圾收集来进行内存管理。自动垃圾收集来进行内存管理。 将源程序编译成一种结构将源程序编译成一种结构中立的中间文件格式。只中立的中间文件格式。只要有要有JavaJava运行系

13、统的机器运行系统的机器都能执行这种中间代码。都能执行这种中间代码。 vJavaJava语言提供的安全。语言提供的安全。 v编译器提供的安全。编译器提供的安全。 v字节码校验。字节码校验。v类装载。类装载。 JAVA语言第1讲181.2 Java语言的特点(续)可移植性解释性高性能多线程动态JavaJava应用程序可以在配备了应用程序可以在配备了JavaJava解释器和运行环境的任解释器和运行环境的任何计算机系统上运行，而与何计算机系统上运行，而与体系结构无关。体系结构无关。 JavaJava编译器将编译器将javajava源文件生源文件生成类文件成类文件.class.class，类文件可类文件

14、可通过通过javajava命令命令解释执行，将解释执行，将JavaJava字节码转换为机器码。字节码转换为机器码。 JITJIT编译器。可编译器。可以提高以提高 Java Java 代代码的执行速度。码的执行速度。 内置多线程功能，使得在一内置多线程功能，使得在一个程序里可同时执行多个小个程序里可同时执行多个小任务。带来的好处是更好的任务。带来的好处是更好的交互性和实时控制性。交互性和实时控制性。 允许程序动态地装入运行过允许程序动态地装入运行过程中所需要的类，这是程中所需要的类，这是C+C+语言进行面向对象程序设计语言进行面向对象程序设计所无法实现的。所无法实现的。 JAVA语言第1讲191

15、.3 面向对象程序设计1.3.1 面向过程与面向对象 面向过程的程序设计是用结构化编程语句来编写程序。它把一个复杂的程序分解成若干个较小的过程，每个过程都可以单独地设计、修改、调试。 问题数据集合过程集合结果制定表示为传递给计算JAVA语言第1讲201.3 面向对象程序设计面向对象的程序设计也称为面向类的编程，把问题一般化后抽象为描述问题的类(Class)，通过类的内部数据(Field)来表示问题的状态，创建类的实例(Instance)来表示具体的问题，通过类或实例的方法(Method)的执行得到问题的解。 问题类结果实例抽象创建计算JAVA语言第1讲211.3.2 面向对象的基本特性nJav

16、a的核心是面向对象程序设计（OOP）。n面向对象程序设计采纳了结构化程序设计的思想精华，并且新增了一些概念和特性。n所有面向对象程序设计语言，包括Java在内，都有三个基本特性：封装（encapsulation）多态性（polymorphism）和继承（inheritance）JAVA语言第1讲22面向对象的基本特性1.封装：将数据成员（Data Member）和属于此数据的操作方法（Operating Method），放在同一个实体（Entity）或对象中。2.继承：父类定义（Define）一些通用的属性与行为，其子类继续使用。3.多态：在同一个类中可有许多同名的方法，但其参数数量与数据类型

17、不同，而且操作过程与返回值也可能会不同。（1 1）模块化）模块化 （2 2）信息隐藏）信息隐藏 （1 1）实现代码复用）实现代码复用 （2 2）简化设计过程）简化设计过程 解决其他语言中解决其他语言中不能重名的问题不能重名的问题 JAVA语言第1讲23nOOAObject Oriented Analysis 面向对象分析nOODObject Oriented Design 面向对象设计nOOIObject Oriented Implementation 面向对象实现 JAVA语言第1讲241.4 Java程序的跨平台运行机制Source Code(源程序 *.java)Byte Code(字节

18、码文件 *.class)JVM (Java虚拟机) JVM (Java虚拟机) JVM (Java虚拟机) WindowsLinuxUnixJAVA语言第1讲251.4.1 Java程序工作机制编编 译译 时时.java（ 源源 代代 码码 ）.class（ 字字 节节 码码 ）运运 行行 时时类类 加加 载载 器器字字 节节 码码 校校 验验 器器解解 释释 器器JIT代代 码码 生生成成 器器硬硬 件件网网 络络Bytecode检查检查限定对象的限定对象的存取权限存取权限系统堆栈溢出系统堆栈溢出参数类型一致参数类型一致程序执行系统程序执行系统WWW浏览器浏览器限制限制Java小应用程序小应

19、用程序的不正当使用的不正当使用JAVA语言第1讲261、Java虚拟机n实现平台无关性的基础就是Java虚拟机，是以Java字节码为指令组的软CPU。负责对本地*.class文件解释执行。nJava虚拟机包含类加载器、字节确认器、以及JIT实时编译器。 类加载器：用来取得从网络或本地的类文件。 字节确认器：确认类文件是否有正确的格式。 JIT：使虚拟机能提高到编译式的运行效率。 JAVA语言第1讲271、Java虚拟机nJVM构成如下:n指令集（Bytecodes 是JVM的机器指令）。n寄存器组n类文件格式n栈n垃圾回收“堆”（实现内存的动态分配和自动回收）n内存区域JAVA语言第1讲282

20、、字节码n*.class文件与机器码不同，不是真正的CPU可运行的指令代码，故又称伪代码。n通过JVM以及JRE将其转成本地机器代码，达到“一次撰写，到处运行” （Write Once，Run Anywhere）的效益。 nJava字节代码运行的两种方式字节代码运行的两种方式: Interpreter(解释方式解释方式) Just-in-time(即时编译即时编译): 由代码生成器将字节代码转换成本机的机器代码，由代码生成器将字节代码转换成本机的机器代码， 然后可以以较高速度执行然后可以以较高速度执行JAVA语言第1讲29nJRE 是由JVM 和 java platform 核心类以及相关支撑

21、文件组成。3、JRE-java运行时环境JAVA语言第1讲30nApplication programming interfacenAPI 是rules(syntax) ：在java技术中如何编程nAPI包括数百个类公司预先编好的代码，你可以在编程中充分利用它们的功能4、APIJAVA语言第1讲31nJDK java developers kit （java开发工具包）nJDK 包含JVM和其他工具，以及所有的API和相关文件。nJDK 是java 技术的旧名（1999/11以前）， JDK1.1 是最后版本。nJava 2 Java 2 Platform, J2 SDK java技术的新名称

22、nSDK Software Development Kit5、JDK、J2SDKJAVA语言第1讲32JVMJREJ2 SDKJVM plus basic APIs (what you need to distribute to people who will run your Java programs) JVM plus all APIs, compilers ,tools, and documentation (what you need in order to write java technology programs). JAVA语言第1讲33JAVA语言第1讲341.4.2 Ja

23、va语言的开发工具nThe J2SE System Development Kit (JDK)nJava IDE (Java集成开发环境集成开发环境)- Java Runtime Environment (JRE)- Tools (各种工具程序各种工具程序)- Java Class Library Source Files (Java类库源码类库源码)- Demo (关于各种类的例程关于各种类的例程)JAVA语言第1讲35J2SDK开发环境安装Java 2 SDK开发工具 。(安装完成后，在安装路径下的bin文件夹内，有所需的各种开发工具。) 设置环境变量： path=javac和java命令

24、所在的目录。 classpath=存放字节码文件的目录。(Window 2K下:“我的电脑” 属性，弹出“系统属性”对话框，选择“高级”单击“环境变量”按钮。)JAVA语言第1讲36JDK工具库中的七种主要程序。njavac java编译器，将Java源代码转换成字节码。njava java解释器，直接从类文件执行java应用程序字节代码。nappletviewer 小程序浏览器，一种执行HTML文件上的java小程序的Java浏览器。njavadoc 根据java源码及说明语句生成HTML文档。njdb Java调试器，可以逐行执行程序，设置断点和检查变量。njavah 产生可以调用Java

25、过程的C过程，或建立能被Java程序调用的C过程的头文件。njavap java反汇编器，显示编译类文件中的可访问功能和数据，同时显示字节代码含义。JAVA语言第1讲371.4.3 Java程序开发过程安装JDK设置环境变量安装IDE源程序文件 (*.java)编译字节码文件 (*.class)程序设计程序修改错误成功保存AppletRich Client AppJ2EE Server AppJ2ME App安装安装开发开发运行运行JAVA语言第1讲381.5 Java应用程序结构 Java程序的分类:Java Application由JAVA解释器独立运行字节码由专门的命令行启动程序执行程序

26、中有定义了main()方法的主类Java Applet不能独立运行，字节码必须嵌入HTML文档当浏览器调用含APPLET的Web页面时执行程序中含有java. applet. Applet 类的子类Client 机Server 机Browser网页字节码JAVA语言第1讲391.5 Java程序 Java程序的分类:Java Serverlets是Java技术对CGI 编程的解决方案是运行于Web server上的、作为来自于Web browser 或其他HTTP client端的请求 和 在HTTP server上的数据库及其他应用程序之间的中间层程序程序中有定义了main()方法的主类Se

27、rverlets的工作是：读入用户发来的数据（通常在web页的form中）找出隐含在HTTP请求中的其他请求信息（如浏览器功能细节、请求端主机名等产生结果(调用其他程序、访问数据库、直接计算结果）格式化结果（网页）设置HTTP response参数(如告诉浏览器返回文档格式)将文档返回给客户端JAVA语言第1讲401.5.1 Java应用程序举例/这是文件名为这是文件名为“HelloWorld.java”的简单应用程序的简单应用程序import java.io.*; / 引入包引入包class HelloWorld / 定义类定义类 public static void main(String

28、 args) / main方法方法 System.out.println(“欢迎来到欢迎来到Java世界！世界！”); / 输出数据输出数据 定义类的定义类的关键字关键字 类名类名 必须这必须这么写么写 JAVA语言第1讲41保存并运行以以javajava为扩展为扩展名，保存时注名，保存时注意类型。意类型。 JAVA语言第1讲42Java程序结构 （1）至多有一个public类，此时文件名必须与类名相同。（2）程序可以有一个或多个其它类。（3）当需要从某个类继承或使用某个类及其方法时，使用import引入该类的定义。（4）Java程序组成结构 package/0个或1个，必须放在文件开始 im

29、port/0个或多个，必须放在所有类定义之前 public class Definition /0个或1个，文件名必须与类名相同 class Definition /0个或多个 interface Definition/0个或多个JAVA语言第1讲43Java程序结构 package import - class 类名1 属性定义 方法名1（） - 方法名2（） - class 类名2 - 一个程序可包括若干个类，各类之间存在并列、继承和包含关系。这些类通常是在一起协同工作的：每一个类都可能需要创建其他类的对象，并调用类或对象的属性及方法。JAVA语言第1讲44Java应用程序的执行过程编译型

30、源程序编译型源程序字节码程序字节码程序Java源程序源程序可执行程序可执行程序EXE裸机裸机操作系统操作系统解释器解释器编译编译连接连接编译编译运行运行解释解释运行运行.java.classJAVA语言第1讲45public 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(arg+

31、i+ = +argsi); else /no command argument System.out.println(No arguments!); Java应用程序应用程序第二个第二个Java应用程序举例（命令行参数）应用程序举例（命令行参数）JAVA语言第1讲46Java应用程序应用程序第二个第二个Java应用程序举例（命令行参数）应用程序举例（命令行参数）n 命令行参数： main( String args )，与标准C中main(int argc, char* argv) 相似。n 字符串的拼接： arg + i + = + argsi。n 编译程序：javac HelloWorldA

32、pp.javan 运行程序（命令行参数获取）： java CommArg first second thirdn 运行结果： arg0 = first arg1 = second arg2 = thirdJAVA语言第1讲47nApplet程序中必须包含java.applet.Applet类的子类。该子类就是applet小程序的主类。n系统类Applet中已经定义了很多的成员域和成员方法，它们规定了Applet小程序如何与执行它的解释器WWW浏览器配合工作。nJava Applet 中不需要有 main 方法，它的要求是程序中有且必须有一个类是系统类Applet的子类，也就是必须有一个类的类头

33、部分以 extends Applet 结尾。n主方法被浏览器自动调用的方法。ninit() ：初始化，自动调用，只执行一次。nstart() ：初始化后，重入等都将自动调用。nstop() ：离开Applet所在页面时调用，以停止消耗系统资源。ndestroy ()：退出窗口时，被调用。npaint() ：显示、重画Applet窗口时调用。1.5.2 Java Applet -程序结构JAVA语言第1讲48n当applet下载时，浏览器首先创建applet实例并调用init()方法进行初始化工作，然后调用start() 方法开始applet小程序的执行；n当用户离开小程序所在页面时，浏览器调用

34、stop()方法停止小程序执行；当用户重新进入小程序页面时，就再调用start方法；n当用户退出浏览器时，浏览器调用destroy ()方法并释放资源；n每当需要时，浏览器调用paint()方法重画界面。ninit()nstart()nstop()ndestroy ()npaint()编写applet小程序就是根据需要重新编写这些方法1.5.2 Java Applet -程序运行过程JAVA语言第1讲49/* HelloToJava.java */import java.awt.Graphics;import java.applet.*;public class HelloToJava ext

35、ends Applet public String sHello; public void init() sHello=“欢迎来到欢迎来到Java世界！世界！”; public void paint(Graphics g) g.drawString(sHello, 50, 50);文档注释，可以文档注释，可以使用使用javadocjavadoc命命令生成令生成HTMLHTML帮助帮助文件。文件。 装入系统装入系统类库。类库。 1.5.2 Java Applet -程序举例JAVA语言第1讲50保存并运行将上页文件保存为HelloToJava.java(必须)。 将文件保存为.htm或.html

36、文件。首先将HelloToJava.java文件进行编译（javac命令）。 javac HelloToJava.java然后使用appletviewer filename.htm 查看效果。JAVA语言第1讲51应用程序和Applet的对比JAVA语言第1讲52第一次使用第一次使用Java时常见的问题时常见的问题q 编译时q 运行时JAVA语言第1讲53n使用“.”作为目录名分割符：nyour homejavac examples.ch1.Welcome1.javan错误：不能读：examples.ch1.Welcome1.javan1 个错误n解决办法：nyour homejavac ex

37、amplesch1Welcome1.javan或者nyour homejavac examples/ch1/Welcome1.javaJava编译时常见的问题（编译时常见的问题（1）JAVA语言第1讲54Java编译时常见的问题（编译时常见的问题（2）n忘记文件后缀.javanyour homejavac examplesch1Welcome1njavac: 无效的参数：examplesch1Welcome1n用法：javac nn解决办法：nyour homejavac examplesch1Welcome1.javan或者nyour homejavac examples/ch1/Welco

38、me1.javaJAVA语言第1讲55Java运行时常见的问题（运行时常见的问题（1）n使用“”最为包名的分割符：nyour homejava examplesch1Welcome1nException in thread main java.lang.NoClassDefFoundError: examplesch1Welcome1 (wrong name: examples/ch1/Welcome1)n at java.lang.ClassLoader.defineClass0(Native Method)n n解决办法：nyour homejava examples.ch1.Welcom

39、e1n或者nyour homejava examples/ch1/Welcome1JAVA语言第1讲56Java运行时常见的问题（运行时常见的问题（2）n没有把当前目录加到classpath环境变量中：nyour homejava examples.ch1.Welcome1nException in thread main java.lang.NoClassDefFoundError: examplesch1Welcome1n解决办法：nset classpath=%classpath%;.n或者nyour homejava classpath . examples.ch1.Welcome1J

40、AVA语言第1讲57Java编译小窍门编译小窍门n命令行：javac *.javan可以编译当前目录下所有的.java文件n命令行：javac yourpackage*.javan编译yourpackage目录下所有的.java文件JAVA语言第1讲581.5.4 Java语言规范1. 命名规范n源文件的命名规则n包名：包名是全小写的名词，中间可以由点分隔开，例如：java.awt.event;n类名：首字母大写，通常由多个单词合成一个类名，要求每个单词的首字母也要大写，例如class HelloWorldApp;n接口名：命名规则与类名相同，例如interface Collection;JA

41、VA语言第1讲59n方法名：往往由多个单词合成，第一个单词通常为动词，首字母小写，中间的每个单词的首字母都要大写，例如：balanceAccount，isButtonPressed;n变量名：全小写，一般为名词，例如：length;n常量名：基本数据类型的常量名为全大写，如果是由多个单词构成，可以用下划线隔开，例如：int YEAR, int WEEK_OF_MONTH；如果是对象类型的常量，则是大小写混合，由大写字母把单词隔开。JAVA语言第1讲602.注释n单行注释：从/开始到本行结束的内容都是注释， n多行注释：在/*和*/之间的所有内容都是注释， n文档注释：可以通过JDK提供的javadoc命令，从文档注释中提取生成所编程序的HTML文件形式API的文档,与java帮助文档的风格与形式完全一致。n凡是在/*和*/之间的内容都是文档注释。例如下面的DocTest.java文件：JAVA语言第1讲61n/* 这是一个文档注释的例子，主要介绍下面这个类 */public class DocTest/* 变量注释，下面这个变量主要是充当整数计数 */public int i;/* 方法注释，下面这个方法的主要功能是计数 */public void count( ) n运行 javadoc -d .doc DocTest.java就在当前目下的doc目录中生成了介绍类Do