《 增量式模块化程序设计 》

1. 《增量式模块化程序设计》 基础知识篇

2. 第1章 Java初探

3. 本章学习目标 • 了解Java语言的历史和特点。 • 理解Java与其他编程语言间的关系。 • 初步了解简单Java程序的构成。 • 了解流行的Java程序集成开发环境。 • 掌握Java Application的一般开发步骤。

4. 1.1 Java概述 • Java是由美国Sun公司开发的支持面向对象程序设计的语言，它最大的优势是借助于虚拟机机制实现的跨平台特性，实现所谓的“Write once，run everywhere”。 • 易移植性及网络编程使得Java迅速流行起来，成为一种深受广大开发者喜欢的编程语言。 • 目前，随着J2ME、J2SE和J2EE的发展，Java已经不仅仅是一门简单的计算机开发语言了，它已经拓展发展出一系列的业界先进技术。

5. 三种版本 • J2ME（Java 2 Micro Edition）是Java的微型版，常用于嵌入式设备及消费类电器（如手机等）上的开发。 • J2SE（Java 2 Standard Edition）是Java的标准版，用于针对普通PC的标准应用程序开发。 • J2EE（Java 2 Enterprise Edition）是Java的企业版，用来针对企业级进行应用服务的开发。

6. 1.1.1 Java的诞生 • 1990年12月，SUN 公司成立一个叫做Green Team的小组 。 • Green Team发表了一款名叫Star Seven(*7)的机器，它有点像现在我们熟悉的PDA（个人数字助理），不过它有着比PDA还强大的功能，比如无线通讯(wireless network)、5寸彩色的LCD、PCMCIA介面等等。

7. Java的诞生 • Java语言的前身Oak就是在那时诞生的，主要的目的是用来撰写在 star 7上的应用程序。 • 因为当时Oak要去注册商标时，发现已经有另外一家公司已经先用了Oak这个名字。Oak这个名字不能用，那要取啥新名字呢？工程师们边喝着咖啡讨论着，看看手上的咖啡，突然灵机一动，就叫 Java好了。就这样它就变成了业界所熟知的Java了。 • 在1995年5月23日，JDK（Java Development Kits）1.0a2版本正式对外发表，它标志着Java的正式诞生。

8. 1.1.2 Java的特点 • 1． 平台独立性

9. 2． 安全性 • （1）去除指针，避免了对内存的非法访问。 • （2）Java是一种强类型的程序设计语言，要求显示的声明，保证编译器可以提前发现程序错误，提高可靠性。 • （3）垃圾自动回收机制让程序员从烦人的内存管理工作中解脱出来，专注于程序开发；它很好的确保内存管理的正确性，避免出现“内存泄露”现象。 • （4）Java语言提供了异常处理机制。 • （5）Java程序运行时，解释器会对其进行数组和字符串等的越界检查，确保程序安全。

10. 3． 多线程 • 在DOS年代里，人们一次只能运行一个程序，执行完才能运行下一个，后来出现了视窗windows之后，人们可以同时运行几个程序，并在各个运行程序间做切换，比如一边听音乐一边编辑word文档。 • 再后来，为了提高程序的并发性，又引入了线程的概念，线程也称作轻量级进程，进程是系统分配资源的基本单位，而线程成为了系统CPU调度执行的基本单位，一个进程可以只有一个线程，也可以有多个线程。

11. 4． 网络化 • 在网络环境中，对象可以在本地或远程机器执行。Java程序可以通过网络打开和访问对象，就像访问本地系统一样。 • Java语言提供的丰富类库保证了其可以在HTTP、FTP和TCP/IP协议中良好运行。 • Java Applet程序需要客户端浏览器的支持，并且其是通过标签对<applet>< /applet >将自己嵌入HTML中。当用户浏览该WEB页时，Java Applet程序才从服务器端下载到客户端解释执行。因此也称Java Applet是可移动代码，这种移动性为分布式程序开发提供了一种新的技术途径。

12. 5． 面向对象 • （1）封闭性 • （2）继承性 • （3）多态性

13. 1.1.3 Java与其他编程语言间的关系 • C语言适合用来开发系统程序，像很多的操作系统及驱动程序都是用C来编写的； • Fortran适合于用来进行数值计算； • Pascal语言结构严谨，适合于做教学语言； • Visual Basic和Delphi适合用来开发中小型的应用程序，C++适合开发大型的应用程序； • 而Java适合开发跨平台的应用程序。 • 每种语言都有其各自的特色，至于选用什么语言作为开发工具，关键要看任务。只有适合的，没有最好的。

14. 1.2 第一个Java程序 • 用Java书写的程序有两种类型：Java应用程序（Java Application）和Java小应用程序（Java Applet）。 public class Hello { public static void main(String args[]) { System.out.println("Hello,welcome to Java programming."); } }

15. 图解 简单Java程序的模版如下： public class 类名 { public static void main(String args[]) { //你的程序代码！ } }

16. 注意 ● 类名称后面的大括号标识着类定义的开始和结束，而main方法后面的大括号则标识方法体的开始和结束。Java程序中大括号都是成对出现的。 ● 习惯类名的首字母用大写，变量名小写打头。 ● 程序中应适当使用空格符和空白行来对程序语句元素进行间隔，增加程序的可读性。 ● 在编辑程序时，最好一条语句占据一行。 文件名与public类名在拼写和大小写上必须保持一致。 ● 一个Java Application程序必须定义有且仅有一个main方法，它是程序的执行入口。

17. 1.3 Java程序开发工具 • 编写Java源程序的工具软件很多，只要是能编辑纯文本（注意：word文档不是纯文本）的都可以，比如notepad（记事本），wordpad（写字板），UltraEidt，EditPlus等等。 • 对于Java软件开发人员来说，他们一般倾向于用一些IDE（集成开发环境）来进行程序编写，以提高效率，缩短开发周期。

18. IDE介绍 • （1）Borland 的JBuilder • 有人说Borland的开发工具都是里程碑式的产品，从Turbo C、Turbo Pascal到Delphi、C++ Builder都是经典，JBuilder是第一个可开发企业级应用的跨平台开发环境，支持最新的Java标准，它的可视化工具和向导使应用程序的快速开发变得可以轻松实现。

19. IDE介绍 • （2）IBM 的Eclipse • Eclipse是一种可扩展的开放源代码IDE，由IBM出资组建。Eclipse框架灵活、扩展容易，因此很受开发人员的喜爱，目前它的支持者越来越多，大有成为Java第一开发工具之势。

20. IDE介绍 • （3）Oracle 的JDeveloper • JDeveloper的第一个版本采用的是买的JBuilder的代码设计的，不过已经完全没有了JBuilder的影子了，现在JDeveloper不仅仅是很好的 Java 编程工具，而且是 Oracle Web 服务的延伸。

21. IDE介绍 • （4）Symantec公司的Visual Cafe for Java • 很多人都知道Symantec公司的安全产品，但很少人知道Symantec的另一项堪称伟大的产品：Visual Cafe，有人认为Visual Cafe如同当年Delphi超越Visual Basic一样，今天，它也超越了Borland 的Delphi。

22. IDE介绍 • （5）IBM 的Visual Age for Java • 一款非常优秀的集成开发工具，用惯了微软开发工具的朋友在开始时可能会感到非常不舒服，因为Visual Age for Java采取了与微软截然不同的设计方式，为什么会这样呢？那是因为蓝色巨人怎么能跟着微软的指挥棒转呢？！

23. IDE介绍 • （6）Sun公司的NetBeans 与Sun Java Studio 5 • 以前叫Forte for Java，现在Sun将其统一称为Sun Java Studio 5，出于商业目的Sun将这两工具合在一起推出，不过他们的侧重点是不同的。

24. IDE介绍 • （7）Macromedia公司的JRUN • 提起Macromedia公司你肯定知道Flash、PhotoShop，但很少人知道他还有一款出色的Java开发工具JRUN，JRun是第一个完全支持JSP 1.0 规格书的商业化产品。

25. JDK • 综上，我们看到可以用来开发Java的利器很多，它们仅仅是集成的开发环境，而在这些环境中，其实有一样东西是共同的，也是最核心和关键的，那就是JDK（Java Development Kits），中文意思是Java开发工具集，JDK是整个Java的核心，包括了Java运行环境（Java Runtime Envirnment），一堆Java工具和Java基础的类库(rt.jar)等，所有的开发环境都需要围绕它来进行，缺了它就什么都做不了。

26. 建议 • 对于初学者而言，我们的建议是：JDK+记事本就OK了！因为掌握JDK是学好Java的第一步也是最重要的一步。 • 首先用记事本来编辑源程序，然后再利用JDK来编译、运行Java程序。这种开发方式虽然简陋，但却是大家学好Java语言本身的好途径。

27. 1.4 Java程序开发步骤 • 2.4.1 软件安装 • 最主流的JDK是Sun公司发布的JDK，因此本书采用Sun的JDK，它可以从Sun公司的网站上（http://java.sun.com）免费下载。 • 对于普通Java开发人员和一般学习者来说，选用标准版J2SE就可以了，学会了J2SE，再学J2ME或J2EE就比较容易上手，因为它们之间虽有所侧重，但相似之处很多，尤其是语言本身是一样的，都是Java。

28. 软件安装 • 这里我们采用J2SE 1.4的版本，从网络上下载到j2sdk-1_4_0_03-windows-i586.exe这个安装软件（注意：安装软件必须是针对windows平台上的，不要下错了，因为Sun网站上也提供了其他平台的安装包，如针对Linux等的），下面就可以开始安装了。

29. 软件安装 • 安装工作实际上分为两个步骤。安装程序首先会收集一些信息，用于安装的选择，然后才开始拷贝文件，设置Windows注册表等具体的安装工作。安装过程中，读者只需按照提示一步一步操作即可，假定我们的安装目录设置为C:\jdk1.4（注意：后面配置环境变量时要用到）。 • 安装完毕后，切换至C:\jdk1.4目录，我们可以发现有一些子目录。

30. 安装目录信息 • （1）“bin”文件夹 • “bin”文件夹中包含编译器（javac.exe）、解释器（java.exe）、Applet 查看器（appletviewer.exe）等Java命令的可执行文件。

31. 安装目录信息 • （2）“demo”文件夹 “demo”文件夹中包含一些源代码的程序示例。 • （3）“lib”文件夹 “lib”文件夹存放一系列类库。 • （4）“jre”文件夹 “jre”文件夹存放Java运行时可能需要的一些可执行文件和类库。 • （5）“include”文件夹 该文件夹存放一些头文件。

32. 1.4.2 环境变量配置 • 环境变量的配置主要是为了进行“寻径”，也即让程序能找到它需要的文件，所以设置的内容就是一些路径。在Windows操作系统中环境变量的设置操作如下：

33. 需要配置两个用户变量：path和classpath • 新建（若无）classpath用户变量，设置变量值为“C:\jdk1.4\lib”，此外，当运行自己编写的Java程序时，一般还需要将相应的工作目录也添加到classpath的变量值中，以便程序运行时能找到所编写的Java类。

34. 1.4.3 编译运行 • 设置好环境变量后，就可以在Dos命令行模式下进行编译和运行操作。 • 下面假定程序Hello.java存放在“F:\工作目录”路径 ； • 打开Dos命令窗口进入到工作目录，然后再运行“javac Hello.java”命令 ； • 源程序编译成功，系统自动在工作目录下生成一个字节码文件Hello.class，这是一个二进制格式的文件，供解释运行时用； • 编译成功后，就可以进行程序的运行了。运行Java程序的命令为“java Hello”。

35. 提示 • 不以.java为扩展名的源程序文件是一个错误 。 • 开发Java程序时，开发人员必须用到JDK，而运行或使用Java程序时，用户则只需要有JRE（Java Run-time Environment）Java运行时环境即可。 • 一般在装JDK时，JRE也跟着一起安装了，因此对于不开发Java程序的普通用户来说，只要到网络上下载专门的JRE软件进行安装，即可运行Java程序。

36. 1.5 小结 • （1）下载JDK软件并安装； • （2）配置相应的环境变量 （path和classpath）； • （3）编写Java源程序（文本编辑器或集成开发环境）； • （4）编译Java源程序，生成字节码文件 （javac *.java）； • （5）执行字节码文件 （java 字节码文件名）。

37. 作业 • 1 • 3 • 5