本章主要內(nèi)容：1.1Java的起源1.2Java語言的特點1.3Java的運行機制1.4程序設(shè)計算法及描述1.5Java程序的開發(fā)過程1.1

Java的起源Java與C語言的關(guān)系Java語言和C++有著千絲萬縷的聯(lián)系，而C++又是從C語言派生而來的，因此Java語言繼承了這兩種語言的大部分特性。Java的語法是從C繼承的，Java許多面向?qū)ο蟮奶匦允艿紺++的影響。Java發(fā)展過程Java是由JamesGosling領(lǐng)導(dǎo)的一個項目開發(fā)小組于1991年在SunMicrosystems公司設(shè)計出來的。

1995年1月，Oak被更名為Java。

2009年4月Sun公司被Oracle公司收購1.2Java語言的特點1、面向?qū)ο驤ava是一種面向?qū)ο蟮恼Z言。這里的對象是指應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)及其操作方法。Java的程序設(shè)計集中于對象及其接口，Java提供了簡單的類機制以及動態(tài)的接口模型，實現(xiàn)了模塊化和信息封裝。2、簡單性Java是一種簡單的語言。Java語言的設(shè)計者盡量把語言的構(gòu)造規(guī)模變小，通過提供最基本的方法來完成指定的任務(wù)。

Java取消了許多語言中十分繁瑣和難以理解的內(nèi)容，例如C＋＋的指針、運算符重載、類的多繼承等等。

1.2Java語言的特點3、跨平臺跨平臺是指Java能運行于不同的軟件平臺和硬件平臺。Java引進虛擬機原理，并運行于虛擬機，實現(xiàn)不同平臺的Java接口。Java編譯器能夠產(chǎn)生一種于計算機體系結(jié)構(gòu)無關(guān)的字節(jié)指令（ByteCode）,只要安裝了Java虛擬機，Java就可以在相應(yīng)的處理機上執(zhí)行。

4、健壯性用Java編寫的程序能夠在多種情況下穩(wěn)定執(zhí)行，因為它在編譯和運行時都要對可能出現(xiàn)的問題進行檢查，以防止系統(tǒng)的崩潰

。1.2Java語言的特點5、安全性Java是一種安全的網(wǎng)絡(luò)編程語言，不支持指針類型，能夠避免在指針操作中易產(chǎn)生的錯誤

。Java的安全性體現(xiàn)在多個層次上：在編譯層，有語法檢查。在解釋層，有字節(jié)碼校驗器，測試代碼段格式和規(guī)則檢查、訪問權(quán)限和類型轉(zhuǎn)換合法性檢查、操作數(shù)堆棧的上溢和下溢、代碼參數(shù)類型合法性等。在平臺層上，通過配置策略，可設(shè)定訪問資源域，無須區(qū)分本地或遠程。1.2Java語言的特點6、可移植性Java具備有很好的移植性，這主要得益于它與平臺無關(guān)的特性。同時，Java的類庫也能移植。7、多線程機制Java具有多線程機制，這使得應(yīng)用程序能夠并行地執(zhí)行

。

8、動態(tài)性Java比C＋＋語言更有動態(tài)性，更能適應(yīng)不斷變化的環(huán)境。

9、函數(shù)式編程新加入的函數(shù)式編程特性在并發(fā)和事件驅(qū)動編程中體現(xiàn)出很大的開發(fā)效率。1.3Java的運行機制1、Java程序與Java虛擬機Java編譯器的輸出采用了字節(jié)碼形式。Java運行時系統(tǒng)稱為Java虛擬機(JavaVirtualMachine，JVM)，JVM就是一個字節(jié)碼解釋器。

將一個Java源程序編譯成字節(jié)碼文件，然后由Java虛擬機來執(zhí)行這個字節(jié)碼文件。利用Java虛擬機就可以把Java字節(jié)碼程序跟具體的操作系統(tǒng)及硬件平臺分隔開來。我們只要在各種平臺上都實現(xiàn)Java虛擬機，任何Java程序就可以在該系統(tǒng)上運行。

圖1.1Java程序與虛擬機1.3Java的運行機制2、運行機制Java虛擬機是Java語言的基礎(chǔ)，它是Java技術(shù)的重要組成部分。Java虛擬機是一個抽象的計算機，它具有一個指令集并使用不同的存儲區(qū)域。它負責(zé)執(zhí)行指令，還要管理數(shù)據(jù)、內(nèi)存和寄存器。Java解釋器負責(zé)將字節(jié)代碼翻譯成特定機器的機器代碼。Java技術(shù)由Java源程序、Java字節(jié)碼文件、Java虛擬機和Java類庫(JavaAPI)等四個方面組成。Java又可分為編譯環(huán)境和運行期環(huán)境。

圖1.2

Java技術(shù)的組成在Java編譯環(huán)境，編寫好一個Java源程序（.Java），經(jīng)Java編譯器編譯成字節(jié)碼文件（.class）后，保存在磁盤。在Java運行期環(huán)境，首先通過類裝載器把編譯好的字節(jié)碼文件*.class及源程序中所引用了的類庫JavaAPI的字節(jié)碼文件一并裝載到內(nèi)存方法區(qū)。1.4程序設(shè)計算法及描述

一般說來，利用高級語言編程、解決具體問題時，要經(jīng)過若干步驟，主要有：分析具體問題、確定算法、編程、編輯、編譯和運行。什么是算法呢，簡單地說，程序設(shè)計算法就是用計算機解決問題的方法和步驟。描述算法的方法有很多，主要有：自然語言、流程圖、盒圖、偽代碼、程序語言等。

流程圖的基本符號如圖1.3所示。圖1.3流程圖的基本符號用流程圖表示的三種基本結(jié)構(gòu)如圖1.4所示圖1.4三種基本控制結(jié)構(gòu)1.5Java程序的開發(fā)過程1.5.1JDK的下載與安裝1、JDK的下載

到Oracle公司的官方網(wǎng)站下載JavaJDK(JavaSEDevelopmentKit，簡稱JDK)最新版本，免費。

2、Java的安裝

JavaJDK安裝后的目錄結(jié)構(gòu)1.5.1JDK的下載與安裝3、Java開發(fā)環(huán)境的配置環(huán)境變量的配置可以從桌面上的“計算機”圖標（點擊右鍵）→選擇“屬性”菜單項→彈出“系統(tǒng)屬性”對話框→選擇“高級系統(tǒng)設(shè)置”項→選擇“高級”選項卡→單擊“環(huán)境變量”按鈕，再在其中選擇“系統(tǒng)變量”的“新建”，然后在變量名中輸入：“CLASSPATH”，在變量值輸入：“.;C:\Java\JDK\lib\dt.jar;C:\Java\JDK\lib\tools.jar”，最后選擇確定。再用相同的辦法，建立變量名“PATH”，其變量值為：“C:\Java\JDK\bin”（若path已有值則加入該值）。

1.5Java程序的開發(fā)過程1.5.2Java工具集與標準類庫1、Java工具集Java為我們提供了創(chuàng)建和運行Java程序的工具，安裝了Java的JDK后，這些工具都存放在bin目錄下。

工具名稱說明javacJava編譯器，用于將Java源程序編譯成字節(jié)碼文件javaJava解釋器，用于解釋執(zhí)行Java字節(jié)碼文件appletviewerApplet程序瀏覽器，用于測試和運行Applet程序javadocJava文檔生成器1.5.2Java工具集與標準類庫2、JavaAPI在JavaAPI中主要包括：核心Java包、javax擴展包和org擴展包。

其中：核心Java包java.lang包：封裝了所有應(yīng)用所需的基本類。java.awt包：封裝了提供用戶圖形界面功能的抽象窗口工具類。java.applet包：封裝了執(zhí)行Applet應(yīng)用程序所需的類。java.io包：封裝了提供輸入輸出功能的類。包：封裝了提供網(wǎng)絡(luò)通信功能的類。java.sql包：封裝了提供管理和處理數(shù)據(jù)庫功能的類。java.math包：封裝了常用數(shù)學(xué)運算功能的類。1.5.2Java工具集與標準類庫3、Java幫助文檔Java提供了非常完善的JavaAPI文檔

。

其網(wǎng)址為/javase/15/docs/api/1.5.3Java程序的開發(fā)過程1.5.3Java程序的開發(fā)過程1、建立Java源文件開發(fā)一個Java程序必須遵循下述基本原則：（1）Java區(qū)別大小寫，即Public和public是不同的標識符。（2）用花括號｛｝將多個語句組合在一起，語句之間必須用分號隔開。（3）一個可執(zhí)行的應(yīng)用程序必須包含下述基本框架：（4）用上述框架的程序必須用文件名Test.java保存起來，即文件名必須與Publicclass后的類名相同（包括相同的大小寫），并使用.java作為擴展名。publicclassTest{publicstaticvoidmain(Stringargs[]){

…;//程序代碼

}}1.5.3Java程序的開發(fā)過程2、編譯源文件“編譯”是將一個源代碼文件翻譯成計算機可以理解和處理的格式的過程。Java源程序編譯后會生成一個字節(jié)碼文件，即帶擴展名.class的文件。（1）點擊桌面的“開始”菜單，選擇“運行”，輸入“cmd”命令，則打開Windows系統(tǒng)的命令控制臺窗口。

1.5.3Java程序的開發(fā)過程2、編譯源文件（2）在命令控制臺窗口中，在提示符“D：\jtest＞”后面輸入編譯命令javac:javacTest.java注意：如果當前目錄不是“D：\jtest”，則應(yīng)使用“cd”命令，進入到該目錄。如果編譯成功，編譯器就在包含Test.java文件所在的同一個目錄下建立一個Test.class字節(jié)碼文件。

1.5.3Java程序的開發(fā)過程3、執(zhí)行字節(jié)碼文件通過Java解釋器java運行上述獨立應(yīng)用程序，可使用如下命令：D:\jtest>javaTest（按Enter鍵）注意，命令行中的Test后面沒有帶擴展名。

1.5.3Java程序的開發(fā)過程4、編譯時出錯處理

如果程序中有錯誤，編譯時系統(tǒng)會提示程序第幾行出現(xiàn)錯誤。1.5.3Java程序的開發(fā)過程5、源文件命名規(guī)則（1）如果源文件中只有一個類，那么源文件的名字必須與這個類的名字完全相同，擴展名為.java；（2）如果源文件中有多個類，那么這些類中只能有一個類在其類名前加上public，這時，源文件的名字與這個類的名字完全相同，擴展名為.java；（3）如果源文件中沒有public類，則源文件的名字可以與其中的任意一個類名相同，擴展名為.java。（4）類名一般以大寫英文字母開頭，后面可以是字母、數(shù)字等符號。類名的第一個字符不能是數(shù)字。1.5.4Java程序示例【例1-1】在命令窗口中顯示輸出內(nèi)容的程序。（1）用編輯工具編寫程序classExample1_1{publicstaticvoidmain(String[]args){System.out.println("Java語言入門很簡單。\n明白了嗎?");}}將編寫好的源程序保存為Example1_1.java。1.5.4Java程序示例【例1-1】在命令窗口中顯示輸出內(nèi)容的程序。（2）編譯程序：

javacExample1_1.java

編譯后，系統(tǒng)自動生成一個Example1_1.class字節(jié)碼文件

。1.5.4Java程序示例【例1-1】在命令窗口中顯示輸出內(nèi)容的程序。（3）執(zhí)行程序：

javaExample1_1

其運行結(jié)果在命令窗口中顯示

。1.5.4Java程序示例【例1-1】在命令窗口中顯示輸出內(nèi)容的程序。（4）程序說明：

1.5.4Java程序示例【例1-2】輸出語句System.out.println()有“原樣照印”及簡單計算功能

。（1）用編輯工具編寫程序classExample1_2{publicstaticvoidmain(String[]args){System.out.println(“5+3=

”，(5+3)

);}}將編寫好的源程序保存為Example1_2.java。用雙引號括起來的“5+3=”將按原樣顯示，稱為“原樣照印”。而沒有用雙引號括起來的(5+3)將進行加法計算。1.5.4Java程序示例【例1-2】輸出語句System.out.println()有“原樣照印”及簡單計算功能

。（2）編譯程序：

javacExample1_2.java

編譯后，系統(tǒng)自動生成一個Example1_2.class字節(jié)碼文件

。1.5.4Java程序示例【例1-2】輸出語句System.out.println()有“原樣照印”及簡單計算功能

。（3）執(zhí)行程序：

javaExample1_2

其運行結(jié)果在命令窗口中顯示

。1.5.4Java程序示例【例1-3】應(yīng)用輸出語句的“原樣照印”功能，輸出一個用“*”號組成的三角形

。（1）用編輯工具編寫程序classExample1_3{publicstaticvoidmain(String[]args){System.out.println(“*

”);System.out.println(“**”);System.out.println(“*

**”);System.out.println(“*

***”);}}將編寫好的源程序保存為Example1_3.java。1.5.4Java程序示例【例1-3】應(yīng)用輸出語句的“原樣照印”功能，輸出一個用“*”號組成的三角形

。（2）編譯程序：

javacExample1_3.java

編譯后，系統(tǒng)自動生成一個Examp