第1章 Java程序设计初步

第1章Java开发环境和程序设计初步Java语言发展历史Java语言的特点Java的工作原理Java运行环境JDK构建Java程序课程内容二三四五一开发工具MyEclipse9.0六

一、Java语言发展历史Java语言产生于C++语言之后，是完全的面向对象的编程语言，充分吸取了C++语言的优点，采用程序员所熟悉的C和C++语言的许多语法，同时又去掉了C语言中指针、内存申请和释放等影响程序健壮性的部分，可以说Java语言是站在C++语言这个“巨人的肩膀上”前进的语言。

一、Java语言发展历史1991年4月，美国SunMicrosystems公司的一组人员开始了一个代号为“Green”的工程，Green工程的目标就是开发出一个适用于家用电器的控制系统。项目组成员很快意识到，在家用电器中使用的处理器没有统一的标准，消费电子产品种类繁多，包括PDA、机顶盒、手机等等。

一、Java语言发展历史即使是同一类消费电子产品所采用的处理芯片和操作系统也不相同，也存在着跨平台的问题。为了简化开发工作，他们需要一个与平台无关的开发环境。于是java应运而生。

一、Java语言发展历史我们知道，专门为某种计算机硬件和操作系统编写的程序是不能够直接放到另外的计算机硬件上执行的，至少要做移植工作。在Internet大潮之下，要想让程序能够在不同的计算机上能够运行，就要求程序设计语言是能够跨越各种软件和硬件平台的，而Java满足了这一需求。

一、Java语言发展历史有人预言：Java将是网络上的“世界语”，今后所有的用其他语言编写的软件统统都要用Java语言来改写。这是因为传统的软件往往都是与具体的实现环境有关，换了一个环境就需要作一番改动，耗时费力，而Java语言能在执行码（二进制码）上兼容，这样以前所开发的软件就能运行在不同的机器上，只要所用的机器能提供Java语言解释器即可。

一、Java语言发展历史即使是同一类消费电子产品所采用的处理芯片和操作系统也不相同，也存在着跨平台的问题。为了简化开发工作，他们需要一个与平台无关的开发环境。于是java应运而生。

一、Java语言发展历史Java语言将对未来软件的开发产生影响，可从如下几个方面考虑：1．软件的需求分析：可将用户的需求进行动态的、可视化描述，以提供给设计者更加直观的要求。而用户的需求是各色各样的，不受地区、行业、部门、爱好的影响，都可以用Java语言描述清楚。

一、Java语言发展历史2．软件的开发方法：由于Java语言的面向对象，所以完全可以用OOP的技术与方法来开发，这是符合最新的软件开发规范要求的。3．Java语言的动画效果远比GUI技术更加逼真，尤其是利用WWW提供的巨大动画资源空间，可以共享全世界的动态画面的资源。

一、Java语言发展历史4．软件最终产品：用Java语言开发的软件可以具有可视化、可听化、可操作化的效果，这要比电视、电影的效果更为理想，因为它可以做到“即时、交互、动画与动作”，要它停就停，要它继续就继续，而这是在电影与电视播放过程中难以做到的。5．其它：使用Java语言对开发效益、开发价值都有比较明显的影响。

二、Java语言的特点1．简单并面向对象 Java的简单性首先体现在精简的系统上，力图用最小的系统实现足够多的功能；对硬件的要求不高，在小型的计算机上也可以良好的运行。和所有的新一代的程序设计语言一样，Java也采用了面向对象技术，所有的application程序和applet程序均是对象，封装性实现了模块化和信息隐藏，继承性实现了代码的复用，用户可以建立自己的类库。

二、Java语言的特点2．鲁棒并安全 Java语言在编译及运行程序时，都要进行严格的检查，防止不匹配问题的发生。如果引用一个非法类型、或执行一个非法类型操作，Java将在解释时指出该错误。

二、Java语言的特点3．结构中立并可以移植

网络上充满了各种不同类型的机器和操作系统，为使Java程序能在网络的任何地方运行，Java编译器编译生成了与体系结构无关的字节码文件。任何种类的计算机，只要在其处理器和操作系统上有Java运行时环境，字节码文件就可以在该计算机上运行。

二、Java语言的特点4．高性能

虽然Java是解释执行的，但它仍然具有非常高的性能，在一些特定的CPU上，Java字节码可以快速的转换成为机器码进行执行。

二、Java语言的特点5．解释执行、多线程并且是动态的

为易于实现跨平台性，Java设计成为解释执行，字节码本身包含了许多编译时生成的信息，使连接过程更加简单。而多线程使应用程序可以同时进行不同的操作，处理不同的事件。

三、Java的工作原理Java虚拟机

软件模拟的计算机，可以在任何处理器上（无论是在计算机中还是在其它电子设备中）安全并且兼容的执行保存在.class文件中的字节码。Java虚拟机的“机器码”保存在.class文件中，有时也可以称之为字节码文件。Java程序的跨平台主要是指字节码文件可以在任何具有Java虚拟机的计算机或者电子设备上运行

三、Java的工作原理Java虚拟机的建立需要针对不同的软硬件平台做专门的实现，既要考虑处理器的型号，也要考虑操作系统的种类。如图1-1所示，目前在SPARC结构、X86结构、MIPS和PPC等嵌入式处理芯片上、在UNIX、Linux、windows和部分实时操作系统上都有Java虚拟机的实现。

三、Java的工作原理

三、Java的工作原理内存自动回收机制

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。

三、Java的工作原理代码安全性检查机制

字节码的执行需要经过三个步骤，首先由类装载器（classloader）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；其次字节码校验器（bytecodeverifier）检查该类文件的代码中是否存在着某些非法操作

三、Java的工作原理如果字节码校验器检验通过，由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。

四、Java运行环境JDKJava平台 Java不仅是编程语言，还是一个开发平台，Java技术给程序员提供了许多工具：编译器、解释器、文档生成器和文件打包工具等等。同时Java还是一个程序发布平台，有两种主要的“发布环境”。

四、Java运行环境JDK首先Java运行时环境（JavaRuntimeEnvironment，简称JRE）包含了完整的类文件包，其次许多主要的浏览器都提供了Java解释器和运行时环境。

四、Java运行环境JDKSun公司把Java平台划分成J2EE、J2SE、J2ME三个平台，针对不同的市场目标和设备进行定位。J2EE是Java2EnterpriseEdition，主要目的是为企业计算提供一个应用服务器的运行和开发平台。

四、Java运行环境JDKJ2SE是Java2StandardEdition，主要目的是为台式机和工作站提供一个开发和运行的平台。J2ME是Java2MicroEdition，主要是面向消费电子产品，为消费

电子产品提供一个Java的运行平台，使得Java程序能够在手机、机顶盒、PDA等产品上运行。

应为“消费类”

四、Java运行环境JDKJava平台关系

四、Java运行环境JDKJava是解释型高级编程语言，开发Java程序流程通常是：编写源程序编译源程序运行程序

四、Java运行环境JDK在编写程序前，需要一些基本的开发工具的支持。Sun公司为所有的Java程序员提供了一套免费的Java开发和运行环境，取名为Java2SDK，可以从上进行下载。安装的时候可以选择安装到任意的硬盘驱动器上，完成安装后就可以开始编写程序了。

五、构建Java程序Java程序分成两大类：Java应用程序（Application）

应用程序又分为控制台程序（ConsoleApplicationProgram）和窗口程序（WindowApplicationProgram）。

五、构建Java程序 JavaConsoleApplication在命令窗口（即Dos窗口）中运行，是字符用户介面（CUI）程序，在本地机器上运行，有main()方法，它是执行Java程序的入口。JavaWindowsApplication是图形用户界面，在本地机器上运行，如WindowsXP下的应用程序，有main()方法，作为程序的入口。

五、构建Java程序Java小应用程序（Applet）

放在网络的服务器上，嵌入到WWW页面中，作为页面组成部分被下载，运行在浏览器中（IE、NetscapeNavigator）。使用图形用户介面GUI，不能存取本地文件，没有main()方法。

五、构建Java程序第一个应用程序HelloWorld

HelloWorld是一经典的程序，基本上是所有编程语言都首先接触的一个程序，我们用这个程序作为本书编程的开始。

五、构建Java程序/**TheHelloWorldclassimplementsanapplicationthatsimplydisplays”HelloWorld!”tothestandardoutput.**///HelloWorld.JavaimportJava.io.*;publicclassHelloWorld{ publicstaticvoidmain(Stringargs[]){ System.out.println(“HelloWorld!”); }}

五、构建Java程序Javaapplication程序的编辑 Java程序的编辑可以使用任何一种文本编辑器，例如UltraEdit、Notepad、Wordpad甚至word，然后只要把编辑好的文件存成纯文本的.Java文件。当然也可以用一些集成开发环境，例如Borland公司的JBuilder，IBM公司的VisualageforJava，此外还有cafe、kawa等其它集成开发环境。

五、构建Java程序Javaapplication程序的编译 Sun公司为全世界的Java程序员提供了一个免费的Java程序开发包（JavaDevelopKit，简称JDK），其中包括了Java编译器命令"Javac.exe"，以及Java执行命令"Java.exe"，还有帮助文档生成器命令"Javadoc.exe"等等。

五、构建Java程序在命令行中输入：

Javac

HelloWorld.Java命令编译，生成HelloWorld.class类文件。

五、构建Java程序JavaApplication的执行

当编译结束以后，在"命令提示符"下输入：JavaHelloWorld

进行执行，该"Java"命令会启动Java虚拟机，并读入HelloWorld.class文件进行执行。

五、构建Java程序第一个Javaapplet程序HelloWorldApplet

将上面介绍的Application(Windows和DosConsole)程序改写为Applet（小应用程序）。源程序代码：//HelloWorldApplet.JavaimportJava.applet.*;importJava.awt.*;publicclassHelloWorldAppletextendsApplet{ publicvoidpaint(Graphicsg){ g.drawString(“HelloWorld!”,10,50); }}

五、构建Java程序（1）JavaApplet程序的编辑 Applet程序与Application程序编辑方法相同，源代码输入后保存成HelloWorldApplet.Java文件即可。（2）JavaApplet程序的编译 Javaapplet程序也是一个类，Applet程序与Application程序编译方法相同，用Javac将Java源文件编译成.class类文件。

五、构建Java程序（3）JavaApplet程序的执行 Applet程序的运行方式与Application程序不同，applet没有main()方法，它必须嵌入在超文本文件中，在浏览器中进行运行。

五、构建Java程序嵌入Applet程序的.html文件如下：<HTML><TITLE>HelloWorldApplet</TITL