Java程序设计系列讲座-1

1、Java程序设计系列讲座1关于Java黄绍辉hsh推荐参考书Thinking in Java，Bruce Eckel中文译名：Java编程思想网上很容易搜到电子书，中英文都有。The JavaTM Tutorial，SUNSUN公司自己维护的Java入门，不过好像没有中文版。Introduction To Java Programming (core/comprehensive version)，Y. Daniel Liang中文译名：Java程序设计导论推荐网络资源http:/SUN公司Java语言官方支持站点。Java的个人简历从Oak到Java，无心插柳的典范1995年，美国Sun Mi

2、crosystems公司正式向IT业界推出了Java语言，同年Java入选PC Magazine当年十大优秀科技产品Java？What is Java？因为它活泼，有生气，快速，交互这个名字不是一个缩写，但它是一个暗示，许多程序员都喜欢喝很多这种热的，芬芳的东西。Java的设计目标创建一种面向对象的程序设计语言，而不是面向过程的语言；提供一个解释执行的程序运行环境，使程序代码独立于平台；吸收C和C的优点，使程序员容易掌握；去掉C和C中影响程序健壮性的部分，使程序更安全，例如指针、内存申请和释放；实现多线程，使得程序能够同时执行多个任务提供动态下载程序代码的机制；提供代码校验机制以保证安全性；J

3、ava语言的执行原理Java只能被编译成字节码文件(.class)，然后由Java虚拟机负责解释执行。换句话说，Java不能直接生成可执行文件（例如exe）。 Java不直接生成exe的原因，在于不同平台的exe是不兼容的。为了移植性，只好牺牲一下执行速度了（exe执行方式比解释执行方式快)。 显然，不同的平台，对应的JVM是不同的。Java的工作原理（I）Java虚拟机（Java Virtual Machine）Java虚拟机是软件模拟的计算机，可以在任何处理器上安全并且兼容地执行保存在.class文件中的字节码。Java Development KitJava Runtime Enviro

4、nmentJava的工作原理（II）无用内存自动回收机制在C语言中是由程序员进行内存回收的，程序员需要在编写程序的时候把不再使用的对象内存释放掉。在Java运行环境中，始终存在着一个系统级的线程，专门跟踪内存的使用情况，定期检测出不再使用的内存，并进行自动回收，避免了内存的泄露，也减轻了程序员的工作量。Java的工作原理（III）代码安全性检查机制字节码的执行需要经过三个步骤类装载器（class loader）负责把类文件（.class文件）加载到Java虚拟机中，在此过程需要检验该类文件是否符合类文件规范；字节码校验器（bytecodeverifier）检查该类文件的代码中是否存在着某些非法

5、操作；Java解释器负责把该类文件解释成为机器码进行执行。Java虚拟机采用的是“沙箱”运行模式，即把Java程序的代码和数据都限制在一定内存空间里执行，不允许程序访问该内存空间外的内存；如果是applet程序，还不允许访问客户端机器的文件系统。认识几个名字application program interface (API) 应用程序接口。用于Java开发的一大堆预定义的类和接口，由sun公司发布，不同版本的Java，API略有不同Java Development Toolkit (JDK)Java开发包，目前最新版本是6（也称为1.6版）；此外每一次的小升级，都会有一个子版本号出来。比如j

6、dk-6u14-windows-i586.exe的JDK，主版本号是6，u14表示update 14，即第14次的小升级版integrated development environment (IDE)集成开发环境，用于开发Java程序的著名IDE有NetBeans、Eclipse等等JDK的一家J2EE：Java2 Enterprise EditionJ2SE：Java2 Standard EditionJ2ME：Java2 Micro EditionJava开发环境的安装1. 下载JDK，下载地址：/2. 安装JDK（没啥技术含量，一直next就可以了 ）3. 设置三个环境变量（在我的电脑

7、点右键属性高级环境变量，最好设置在系统变量中）变量名：JAVA_HOME（一般不存在，要自己添加）变量值：JDK的实际安装目录，如C:jdk1.6.0_02变量名：path（一般已存在，请修改原值）变量值：在原值的最前面加%JAVA_HOME%bin;变量名：classpath（一般已存在，请修改原值）变量值：在原值的最前面加.;%JAVA_HOME%lib;友情提醒：这是个英文句号，表示当前目录Java的开发工具身出名门的IDE正派netBeans（推荐指数：）JBuilder（推荐指数：）VisualAge（推荐指数：）旁门Visual J+ （推荐指数：）开源的IDE（http:/）Ec

8、lipse （推荐指数：）命令行开发方式UltraEdit/EditPlus + JDK（推荐指数：）Java的注释/* 第一种格式注释，块注释*/public class HelloJava public static void main(String args ) System.out.println(Hello Java!); / 第二种格式注释，行注释/* 第三种格式注释，块注释，用于自动生成程序的帮助文档*/一个简单的Java程序下面程序是在屏幕上输出一行文字。小结：1. 一个Java程序至少有一个类class2. 一个类可以拥有一个main函数，这个main函数是程序运行的入口Ja

9、va开发步骤（3步） 编辑源文件(.java) 编译成字节码文件(.class) 启动虚拟机运行.class文件一个例题用Java很容易在对话框上显示文字： import javax.swing.JOptionPane; public class Welcome public static void main(String args) System.out.println(dos output); System.out.print(123t456t789n你好，Java！); JOptionPane.showMessageDialog(null, Welcome to Java!, Displ

10、ay Message, JOptionPane.INFORMATION_MESSAGE); 运行一下上面那个程序打开记事本，贴上那些代码，然后，千万千万，要把源文件命名为： Welcome.java进入DOS，爬到Welcome所在目录，然后编译它（javac表示java compile）：javac Welcome.java然后运行它：java Welcome关于Java的源文件命名规则Java源文件不能随便取名，它一定要取这个文件中public class的那个class名，包括大小写也必须是一样的！例如上面的例子，源文件名一定要叫Welcome.java。所以每一个Java源文件至少有一

11、个class，可以有很多个class，但是只能有一个public class。为什么有这么奇怪的规定？因为每一个class都可以有自己的main函数，而main函数就是程序的入口，因此JVM只会进入public class所拥有的那个main函数开始运行。开始学习Java语法学写简单程序我们用下面的算法来完成一个面积计算的程序： 读入半径radius 利用公式计算面积area： area = radius * radius * pi3. 输出面积第一步搭一个框架public class ComputeArea / Data and methods to be given later细化一下pu

12、blic class ComputeArea public static void main(String args) / Step 1: Read in radius / Step 2: Compute area / Step 3: Display the area 第二步我们需要存储半径和面积，所以引入两个变量：public class ComputeArea public static void main(String args) double radius; double area; / Step 1: Assign a radius / Step 2: Compute area /

13、Step 3: Display the area 完整版程序标识符命名规则 字符集：字母、数字、下划线_、美元符$ 不能以数字开头 不能用关键字 不能用 true、false和null 可以是任意长度注意：Java是大小写敏感的， 因此X和x是不同的变量名。变量变量是用来存储数据的，声明方式如下：变量类型 变量名1, 变量名2, . ,变量名n;例如：int x; / 声明 x是整型变量 double radius; / 声明radius是浮点型变量 char a; / 声明a是字符型变量可以同时声明几个变量，例如：int i, j, k; / 声明i, j,k都是整型变量赋值语句和赋值表达式

14、Java用等号表示赋值，赋值的语法如下：变量名=表达式;例如：int x = 1;double radius = 1.0;x = 5 * (3 / 2) + 3 * 2; x = x + 1; area = radius * radius * 3.14159; 常量如果在程序运行期间，都需要保持某一个值不变，可以将其定义为常量。定义常量的语法如下：final 数据类型 常量名=常量值;例如：final double PI = 3.14159;常量名的命名规则和变量名是一样的，只不过为了醒目，常量名一般是全大写，例如：PI, MAX_INTEGER, STU_NAME数值类型和运算Java里表示

15、一个数有多种类型可选，如：byte 1字节整数short 2字节整数int 4字节整数long 8字节整数float 4字节IEEE 754标准浮点数double 8字节IEEE 754标准浮点数算术运算符共有5种，如下： +加法 减法 *乘法 /除法 %取余取余在某些地方很好用，例如今天是星期六，那么过10天后是星期几？这个问题可以用取余运算来实现：数值常量-1整型默认的数值类型是int型，如 int a=100;如果类型不同，Java会自动转换，但是要注意越界问题，如 byte b=1000; 就有问题。可以让数值变成long型的，只要加一个L或者l，如 long c=123456L; 可

16、以让数值以16进制的形式书写，如：short d=0XFF;数值常量-2浮点数普通写法，默认类型是double，如 float f=12.3;可以用F来指定类型为float，如 float f=12.3F;科学记数法，如 double g=1.23E2;E表示10的次方，可以大写也可以小写E前面必须有一个数，带不带小数点无所谓E后面必须有一个整数，可正可负算术表达式算术表达式的书写只要注意：当不清楚优先级的时候，多用()一定不能省略乘号，如3y这种数学写法，要写成3*y例如：写成Java表达式是：(3 + 4 * x) / 5 10 * (y - 5) * (a + b + c) / x +9

17、 * (4 / x + (9 + x) / y)复合运算符+= 如 i += 8 相当于 i = i + 8 -= 如 f -= 8.0 相当于 f = f - 8.0 *= 如 i*= 8 相当于 i = i * 8 /= 如 i /= 8 相当于 i = i / 8 %= 如 i %= 8 相当于 i = i % 8 + 如 i+和+i 都相当于 i = i + 1- 如 i-和-i 都相当于 i = i - 1前置+与后置+后置+：先用旧值，然后自增前置+：先自增，然后用新值一个例子：int x = 1;int y = 5;int z = x- + (+y); /z=?类型转化不同的数值

18、类型可以混合运算；Java会对不同类型进行自动类型转化，以便运算符两边的类型相同，然后才开始计算。例如：double d = 6 * 3.0 + 7 / 2; /d=31.0低级到高级的转化是自动的：反之要强制转化，如：float f = (float)10.1;int i = (int)f;强制类型转换的应用假设商品税率是6%，价格是197.55，计算应缴的税款（截留两位小数）。 1 public class SalesTax 2 public static void main(String args) 3 double purchaseAmount = 197.55; 4 double t

19、ax = purchaseAmount * 0.06; 5 System.out.println(int)(tax * 100) / 100.0); 6 7 字符类型和运算Java用的是Uniode字符集，需要两个字节才能表示一个字符，所以它可以用一个char存储一个汉字。字符必须用单引号 修饰；字符串用 。例如：char letter = A;char numChar = 4;char huan=u6B22;/汉字“欢”单个字符可以用来拼成一个字符串输出，例如：上面的例子用汉字直接写在 中也是可以的，但是当你的机器没有安装汉字库的时候，你也只能写成如例子那样才行。Unicode字符的例子转义

20、字符转义字符是由引导的特殊字符，它和后续的一个字符合起来表示一个新的含义，例如：b Backspacet Tab n Linefeed f Formfeedr Carriage Return Backslash Single Quote Double Quote例如要输出He said Java is fun，必须写成：System.out.println(He said Java is fun); char和数值类型char的存储形式和整数（byte，short，int，long）是一样的，所以它可以跟整数混合运算。char实质上相当于unsigned short，即无符号双字节整数。几个例

21、子：char c = (char)0XAB0041; char c = (char)65.25;int i = (int)A; byte b = (byte)uFFF4;布尔类型和运算布尔运算取值只有两个：true和false，记住要全小写，例如：boolean lightsOn = true;比较运算符都能够得到布尔类型的结果，例如：, , =, =, !=布尔值之间可以进行布尔运算，例如：! 逻辑非，& 逻辑与，|逻辑或，逻辑异或一个例子 1 import javax.swin ptionPane; 2 3 public class TestBoolean 4 public static

22、void main(String args) 5 int number = 18; 6 7 JOptionPane.showMessageDialog(null, 8 Is + number + 9 n divisible by 2 and 3? +10 (number % 2 = 0 & number % 3 = 0)11 + n divisible by 2 or 3? +12 (number % 2 = 0 | number % 3 = 0) +13 n divisible by 2 or 3, but not both? 14 + (number % 2 = 0 number % 3

23、= 0);15 16 运算优先级和结合性优先级指的是不同的运算符在一起的时候，哪个先算的问题。例如：a+b/c，由于/的优先级比+高，先算b/c结合性指的是运算符的级别相同时（运算符本身可能不同），从哪个方向算起的问题。例如：a*b/c，由于*和/优先级相同，按照结合性是从左到右，所以先算a*b记不住优先级和结合性没有关系，因为括号()的优先级最高，你随时可以用()来决定运算的顺序。字符串类型 String并不是一种基本类型，它是一个引用类型。严格说来，String只是一个类，不是类型。String用来表示字符串，支持+和+=运算符。例如：String message = Welcome +

24、to + Java;String s = Chapter + 2; / s=Chapter2String s = Suppl + B; / s= SupplBSystem.out.println( + 1 + 2); /输出12System.out.println( + (1 + 2); /输出3从输入对话框中获取输入上图是Java常见的输入手段，这时用户所有的输入会通过input这个字符串传回来。如果用户直接关闭或者取消，input会得到null，表示空串。换句话说，这种方式下，无论用户输入何内容，最后你都将得到一个String的返回值。字符串类型转成数值类型可以把String转成int，这

25、样就可以把用户的输入当作整数使用了，例如：int intValue = Integer.parseInt(input); 当然这里要求input是形如整数的字符串，例如123，否则后果很严重。也可以把String转成double。例如：double doubleValue = Double.parseDouble(input); 当然这里要求input是形如浮点数的字符串，例如123.345，否则后果同样严重。再来一个例子 1 import javax.swing.JOptionPane; 2 3 public class LeapYear 4 public static void main(

26、String args) 5 / Prompt the user to enter a year 6 String yearString = JOptionPane.showInputDialog(“输入年份); 7 8 / Convert the string into an int value 9 int year = Integer.parseInt(yearString);1011 / Check if the year is a leap year12 boolean isLeapYear =13 (year % 4 = 0 & year % 100 != 0) | (year %

27、400 = 0);1415 / Display the result in a message dialog box16 JOptionPane.showMessageDialog(null,17 year + “ 是闰年吗? + isLeapYear);18 19 从控制台(DOS)输入从JDK1.5开始，控制台输入终于简化了，以前输入一个int要这样：BufferedReader in=new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in);try int i = Integer.parseInt(in.readLine();catch (I

28、OException e) 现在是这样：Scanner scanner = new Scanner(System.in);int i = scanner.nextInt();一个例子 1 import java.util.Scanner; / Scanner is in java.util 2 3 public class TestScanner 4 public static void main(String args) 5 / Create a Scanner 6 Scanner scanner = new Scanner(System.in); 7 8 / Prompt the user

29、 to enter an integer 9 System.out.print(“给个整数int？ );10 int intValue = scanner.nextInt();11 System.out.println(“你输入了 + intValue);1213 / Prompt the user to enter a double value14 System.out.print(“给个浮点数double？ );15 double doubleValue = scanner.nextDouble();16 System.out.println(“你输入了 17 + doubleValue)

30、;1819 / Prompt the user to enter a string20 System.out.print(“给个字符串？别带空格： );21 String string = scanner.next();22 System.out.println(“你输入了 + string);23 24 开始学习控制结构选择语句11. 简单的if语句if (booleanExpression) statement(s);例如：if (radius = 0) area = radius * radius * PI; System.out.println(The area for the cir

31、cle of radius + radius + is + area);选择语句22. if.else语句if (booleanExpression) statement(s)-for-the-true-case;else statement(s)-for-the-false-case;选择语句33. 嵌套的if语句嵌套if语句的原则是“就近匹配”，也就是先从第一个else找起（因为else总是和if成对出现，但是if可以单独出现，所以从else找起），向上找离它最近的if，这个if就是跟它匹配的if一个例子10以内减法自测器，运行结果如图：解题思路：1. 随机生成两个10以内整数2. 如果第

32、一个数比较小，交换两个数3. 提示用户输入结果4. 判断结果，并输出 1 import javax.swing.JOptionPane; 2 3 public class SubtractionTutor 4 public static void main(String args) 5 / 1. Generate two random single-digit integers 6 int number1 = (int)(Math.random() * 10); 7 int number2 = (int)(Math.random() * 10); 8 9 / 2. If number1 num

33、ber2, swap number1 with number210 if (number1 0) y = 1else y = -1;它有一个等价写法：y = (x 0) ? 1 : -1;条件表达式语法：booleanExpression ? expression1 : expression2;循环语句11. while循环while (loop-continuation-condition) / Loop body Statement(s);例如：int count = 0;while (count 100) System.out.println(Welcome to Java!); cou

34、nt+;整数求和工具执行效果如图： 1 import javax.swing.JOptionPane; 2 3 public class SentinelValue 4 /* Main method */ 5 public static void main(String args) 6 / Read an initial data 7 String dataString = JOptionPane.showInputDialog( 8 Enter an int value:n(the program exits if the input is 0); 9 int data = Integer.

35、parseInt(dataString);1011 / Keep reading data until the input is 012 int sum = 0;13 while (data != 0) 14 sum += data;1516 / Read the next data17 dataString = JOptionPane.showInputDialog(18 Enter an int value:n(the program exits if the input is 0);19 data = Integer.parseInt(dataString);20 2122 JOptio

36、nPane.showMessageDialog(null, The sum is + sum);23 24 循环语句22. do.while循环do / Loop body; Statement(s); while (loop-continuation-condition);例题:用do.while改写上一个例子 1 import javax.swing.JOptionPane; 2 3 public class TestDoWhile 4 /* Main method */ 5 public static void main(String args) 6 int data; 7 int su

37、m = 0; 8 9 / Keep reading data until the input is 010 do 11 / Read the next data12 String dataString = JOptionPane.showInputDialog(null,13 Enter an int value:n(the program exits if the input is 0),14 TestDo, JOptionPane.QUESTION_MESSAGE);1516 data = Integer.parseInt(dataString);1718 sum += data;19 w

38、hile (data != 0);2021 JOptionPane.showMessageDialog(null, The sum is + sum,22 TestDo, JOptionPane.INFORMATION_MESSAGE);23 24 循环语句33. for循环for (initial-action; loop-continuation-condition;action-after-each-iteration) / Loop body; Statement(s);int i;for (i = 0; i 100; i+) System.out.println(Welcome to

39、 Java!);for循环的例子 1 import javax.swing.JOptionPane; 2 3 public class TestSum 4 public static void main(String args) / Initialize sum 6 float sum = 0; 7 8 / Add 0.01, 0.02, ., 0.99, 1 to sum 9 for (float i = 0.01f; i = 1.0f; i = i + 0.01f)10 sum += i;1112 / Display result13 JOptionPane.showMessageDial

40、og(null, The sum is + sum);14 15 循环语句44. 嵌套循环做一个9*9乘法表 1 import javax.swing.JOptionPane; 2 3 public class MultiplicationTable 4 /* Main method */ 5 public static void main(String args) 6 / Display the table heading 7 String output = Multiplication Tablen; 8 output += -n; 910 / Display the number tit

41、le11 output += | ;12 for (int j = 1; j = 9; j+)13 output += + j;1415 output += n;1617 / Print table body18 for (int i = 1; i = 9; i+) 19 output += i + | ;20 for (int j = 1 j = 9; j+) 21 / Display the product and align properly22 if (i * j 10)23 output += + i * j;24 else25 output += + i * j;26 27 out

42、put += n;28 2930 / Display result31 JOptionPane.showMessageDialog(null, output);32 33 使用哪种循环 其实循环都是等价的，具体使用哪种循环纯属个人爱好break和continuebreak：结束包含此break的这个循环continue：结束本次循环（注意整个循环还没有结束）break的例子 1 public class TestBreak 2 /* Main method */ 3 public static void main(String args) 4 int sum = 0; 5 int number

43、 = 0; 6 7 while (number = 100) break;11 1213 System.out.println(The number is + number);14 System.out.println(The sum is + sum);15 16 continue的例子 1 public class TestContinue 2 /* Main method */ 3 public static void main(String args) 4 int sum = 0; 5 int number = 0; 6 7 while (number 20) 8 number+; 9

44、 if (number = 10 | number = 11) continue;10 sum += number;11 1213 System.out.println(The sum is + sum);14 15 几个例子11. 求最大公约数的例子，关键代码：int gcd = 1;int k = 1;while (k = n1 & k = n2) if (n1 % k = 0 & n2 % k = 0) gcd = k; k+;几个例子22. 显示一个数字金字塔算法思想：for (int row = 1; row = numberOfLines; row+) Print (numberO

45、fLines - row) * 3 leading spaces; Print leading numbers row, row - 1, ., 1; Print ending numbers 2, 3, ., row - 1, row; Start a new line;关键代码 for (int row = 1; row = numberOfLines; row+) / Print NUMBER OF LINES row) leading spaces for (int column = 1; column = 1; num-) System.out.print(num = 10) ? +

46、 num : + num); / Print ending numbers 2, 3, ., row - 1, row for (int num = 2; num = 10) ? + num : + num); / Start a new line System.out.println(); 几个例子3求素数判断一个数是否素数，关键代码： / Assume the number is prime boolean isPrime = true; / Is the current number prime? / Test if number is prime for (int divisor = 2; divisor num2)16 result = num1;17 else18 result = num2;1920 return result; 21 22 函