1、1,Java語言程序設(shè)計(jì) Programming Language Java,2,教材及參考書(1),教材 朱曉龍等：Java語言程序設(shè)計(jì) 北京郵電大學(xué)出版社，2011 上機(jī)軟件 JDK6.0 JCreator或Eclipse,3,教材及參考書(2),參考書 孫衛(wèi)琴 ：Java面向?qū)ο缶幊?電子工業(yè)出版社 ，2006 印旻，王行言等：Java語言與面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)（第2版） 清華大學(xué)出版社 ，2007 朱福喜 ：面向?qū)ο笈cJava程序設(shè)計(jì) 清華大學(xué)出版社，2009 陸遲 ：Java語言程序設(shè)計(jì) 電子工業(yè)出版社 ，2002,4,考試成績(jī),平時(shí)成績(jī)（30%） （到課情況、書面作業(yè)、上機(jī)練習(xí)、實(shí)驗(yàn)報(bào)

2、告） 期末考試（70%） 考試類別：?？荚?5,1、上課按時(shí)進(jìn)教室，每遲到一次扣1分 2、原則上不允許曠課，每曠課一次扣2分。特殊情況要有假條。 3、一學(xué)期曠課5次平時(shí)分扣為零分。曠課1/3不允許參加期末考試。 4、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告少一次扣2分 5、不準(zhǔn)在教室吃東西、男女交往得體，不準(zhǔn)勾肩搭背,Java語言程序設(shè)計(jì)課堂教學(xué)要求 ：,6,第一章 Java概述,7,1.1 Java語言簡(jiǎn)介 1.2 Java程序工作原理 1.3 Java開發(fā)環(huán)境 1.4 Java程序概述 1.5 面向?qū)ο蟮腏ava程序設(shè)計(jì)舉例 1.6 Java程序的結(jié)構(gòu),8,1.1 Java語言簡(jiǎn)介,1.1.1 Java語言的起源與

3、發(fā)展 1.1.2 Java語言的特點(diǎn),9,1.1.1 Java語言的起源與發(fā)展,起源：為了能夠在不同消費(fèi)電子產(chǎn)品上開發(fā)應(yīng)用程序，開發(fā)出一種與平臺(tái)無關(guān)、可靠性強(qiáng)的Oak語言。 Oak這種平臺(tái)無關(guān)及安全性高的面向?qū)ο笳Z言，適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)需求 。于是，對(duì)Oak進(jìn)行了一系列的改進(jìn)，1995年，面向?qū)ο蟮腏ava語言誕生了 。其響亮的口號(hào)是“Write Once,Run Anywhere”。 Java的發(fā)展歷史,10,11,1.1.2 Java語言的特點(diǎn),Sun公司在“Java白皮書”中對(duì)Java的定義是：“Java: A simple,object-oriented, distributed,interpr

4、eted,robust,secure,architecture-neutral,portable,high-performance,multi-threaded,and dynamic language.”。 按照這個(gè)定義，Java語言是一種簡(jiǎn)單、面向?qū)ο蟮?、分布的、解釋的、健壯的、安全的、體系結(jié)構(gòu)中立、可移植的、高性能、多線程的以及動(dòng)態(tài)執(zhí)行的程序設(shè)計(jì)語言。,12,Java語言的三個(gè)顯著特點(diǎn),1 跨平臺(tái)（體系結(jié)構(gòu)中立） Java程序能夠在網(wǎng)絡(luò)上任何地方執(zhí)行；完全統(tǒng)一的語言版本，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)無關(guān)性；字節(jié)代碼與平臺(tái)無關(guān)性；訪問底層操作系統(tǒng)功能的擴(kuò)展類庫，不依賴于具體系統(tǒng)等。典型商用系統(tǒng)。 2 安全性好

5、 除了Java語言具有的許多安全特性以外，Java提供了字節(jié)碼校驗(yàn)器、文件訪問限制機(jī)制、類裝載器和運(yùn)行時(shí)內(nèi)存布局四級(jí)安全保證機(jī)制。 3 面向?qū)ο?面向?qū)ο蟮募夹g(shù)是當(dāng)今軟件開發(fā)的主流技術(shù)之一。Java語言是一個(gè)徹底的純面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言。它具有面向?qū)ο蟮姆庋b、繼承和多態(tài)三大特點(diǎn)。,13,1.2 Java程序工作原理,1.2.1 Java程序工作流程 1.2.2 Java虛擬機(jī) 1.2.3 Java語言的平臺(tái)無關(guān)性 1.2.4 Java平臺(tái)的分類,14,1.2.1 Java程序工作流程,Java的工作流程是： 編輯Java源文件：首先，編程人員使用Java語言編寫好源代碼，形成源文件。文件名的

6、后綴為.java。 編譯Java源文件：然后，使用Java編譯器來編譯Java源文件，生成一種二進(jìn)制的中間碼，稱為字節(jié)碼（byte code），形成字節(jié)碼文件。文件名的后綴為.class。 運(yùn)行Java程序：最后，使用Java解釋器來解釋執(zhí)行編譯生成的字節(jié)碼，完成Java程序要實(shí)現(xiàn)的功能。,15,圖1-1 Java的工作流程,16,1.2.2 Java虛擬機(jī),Java虛擬機(jī)(JVM，java virtual machine) 負(fù)責(zé)運(yùn)行Java字節(jié)碼文件，負(fù)責(zé)把字節(jié)碼解釋成具體平臺(tái)上的機(jī)器指令進(jìn)行執(zhí)行。它也稱Java解釋器。 Java虛擬機(jī)規(guī)范規(guī)定了：虛擬機(jī)能夠認(rèn)識(shí)的字節(jié)代碼以及能實(shí)現(xiàn)的功能。

7、對(duì)于不同的軟硬件平臺(tái)（指處理器和操作系統(tǒng)），Java虛擬機(jī)作專門的實(shí)現(xiàn)。因此，在不同軟硬件平臺(tái)上的Java虛擬機(jī)，只要符合Java虛擬機(jī)規(guī)范，將保證字節(jié)碼文件的正確執(zhí)行。Java語言編譯執(zhí)行的過程，如圖1-2所示。,17,圖1-2 Java語言編譯執(zhí)行的過程,18,1.2.3 Java語言的平臺(tái)無關(guān)性,Java語言是與平臺(tái)無關(guān)的。 它沒有“依據(jù)機(jī)器的不同而不同”或“由編譯器決定”等字眼。 字節(jié)代碼是與平臺(tái)無關(guān)的。 由Java編譯器產(chǎn)生的字節(jié)代碼是二進(jìn)制碼，它與具體的計(jì)算機(jī)處理器代碼無關(guān)。 Java虛擬機(jī)隱藏了不同平臺(tái)的差異。 字節(jié)碼文件運(yùn)行在Java虛擬機(jī)上。Java虛擬機(jī)將字節(jié)碼文件與操作系

8、統(tǒng)及硬件分開。,19,C語言和Java語言跨平臺(tái)的區(qū)別,計(jì)算機(jī)平臺(tái)（SPARC Solaris）,源代碼英語,計(jì)算機(jī)平臺(tái)（INTEL Windows） Windows）,計(jì)算機(jī)平臺(tái)（Macintosh Mac OS）,處理器專用代碼粵語,處理器專用代碼上海話,處理器專用代碼陜西話,圖1-3 C語言的機(jī)器代碼在不同計(jì)算機(jī)平臺(tái)上的相關(guān)性,編譯器1,編譯器2,編譯器3,20,C語言和Java語言跨平臺(tái)的區(qū)別,計(jì)算機(jī)平臺(tái) （Macintosh Mac OS）,計(jì)算機(jī)平臺(tái) （SPARC Solaris）,Java源代碼英語,字節(jié)碼普通話,處理器專用代 碼粵語,處理器專用代 碼上海話,處理器專用代 碼陜西

9、話,Java編譯器,Java虛擬機(jī)1,圖1-4 Java的平臺(tái)無關(guān)性,計(jì)算機(jī)平臺(tái) （INTEL Windows） Windows）,Java虛擬機(jī)2,Java虛擬機(jī)3,21,C語言和Java語言跨平臺(tái)的區(qū)別,Java語言實(shí)現(xiàn)了二進(jìn)制代碼級(jí)的平臺(tái)無關(guān)，在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)了跨平臺(tái)的特性。 而C語言是實(shí)現(xiàn)了源程序代碼級(jí)的跨平臺(tái)。 Java語言這種“一次編寫，到處運(yùn)行（write once，run anywhere）”的方式，有效地解決了目前大多數(shù)高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言需要針對(duì)不同系統(tǒng)來編譯產(chǎn)生不同機(jī)器代碼的問題，即硬件環(huán)境和操作平臺(tái)的異構(gòu)問題，大大降低了程序開發(fā)、維護(hù)和管理的開銷。,22,1.2.4 Java平

10、臺(tái)的分類,（1）Java SE：Java SE以前稱為J2SE。它允許開發(fā)和部署在桌面、服務(wù)器、嵌入式環(huán)境和實(shí)時(shí)環(huán)境中使用的Java應(yīng)用程序。Java SE包含了支持Java Web服務(wù)開發(fā)的類，并為Java EE提供基礎(chǔ)。 （2）Java EE：這個(gè)版本以前稱為J2EE。企業(yè)版本幫助開發(fā)和部署可移植、健壯、可伸縮且安全的服務(wù)器端Java應(yīng)用程序。Java EE是在Java SE的基礎(chǔ)上構(gòu)建的，它提供Web服務(wù)、組件模型、管理和通信API，可以用來實(shí)現(xiàn)企業(yè)級(jí)的面向服務(wù)體系結(jié)構(gòu)（service-oriented architecture，SOA）和Web 2.0應(yīng)用程序。 （3）Java ME：

11、這個(gè)版本以前稱為J2ME。Java ME為在移動(dòng)設(shè)備和嵌入式設(shè)備（比如手機(jī)、PDA、電視機(jī)頂盒和打印機(jī)）上運(yùn)行的應(yīng)用程序提供一個(gè)健壯且靈活的環(huán)境。Java ME包括靈活的用戶界面、健壯的安全模型、許多內(nèi)置的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議以及對(duì)可以動(dòng)態(tài)下載的連網(wǎng)和離線應(yīng)用程序的豐富支持。,23,1.3 Java開發(fā)環(huán)境,1.3.1 Java SE的開發(fā)工具包 1.3.2 Java 集成開發(fā)環(huán)境 1.3.3 Java學(xué)習(xí)與幫助資源JDK文檔,24,1.3.1 Java SE的開發(fā)工具包,1995年Sun雖然推出了Java，但這只是一種語言，而要想開發(fā)復(fù)雜的應(yīng)用程序，必須要有一個(gè)的強(qiáng)大的開發(fā)庫支持才行。因此，Sun在19

12、96年1月發(fā)布了JDK1.0。此后，Sun平均以兩年一個(gè)新版本的速度不斷更新JDK。目前，較新的版本是JDK 6。 JDK（Java SE Development Kits）就是Sun公司免費(fèi)提供的Java SE開發(fā)工具包。JDK是一種開發(fā)環(huán)境，開發(fā)者利用它可以編譯、運(yùn)行和調(diào)試Java程序。,25,26,1.3.2 Java 集成開發(fā)環(huán)境,Java IDE（Integrated Development Environment,集成開發(fā)環(huán)境）優(yōu)點(diǎn)： 集源代碼的編輯、編譯、調(diào)試、部署和管理等功能于一體， 提供友好的用戶界面 幫助程序員生成應(yīng)用程序框架，提高軟件開發(fā)效率 常用的Java集成開發(fā)環(huán)境有

13、 ： JCreator ：小巧、易用、美觀，是Java初級(jí)程序員的理想IDE。 Eclipse ：開放源代碼的、基于Java的可擴(kuò)展集成開發(fā)平臺(tái)。它是一款非常受歡迎的Java開發(fā)工具，使用它的Java程序員是最多的。其缺點(diǎn)是比較復(fù)雜 。,27,1.3.3 Java學(xué)習(xí)與幫助資源JDK文檔,JDK文檔包含有關(guān)Java API、Java命令行開發(fā)工具等的一系列說明和幫助文檔。 API的全稱是Application Programming Interface應(yīng)用程序編程接口。 在JDK文檔中，程序員可以了解類的繼承結(jié)構(gòu)、成員方法、成員變量、構(gòu)造方法、靜態(tài)成員的詳細(xì)說明和描述信息。 JDK文檔是Jav

14、a程序開發(fā)不可缺少的編程詞典，是Java語言學(xué)習(xí)者最權(quán)威的參考資料。,28,所有的包,指定包中的類、接口等,29,30,1.4 Java程序概述,1.4.1 第一個(gè)Java Application程序 1.4.2 第一個(gè)Java Applet程序,31,1.4.1 第一個(gè)Java Application程序,【例1-1】輸出信息為“歡迎你學(xué)習(xí)Java語言！”的Java Application程序。 /* Hello.java */ /一個(gè)Java Application程序 public class Hello public static void main(String args) Syst

15、em.out.println(歡迎你學(xué)習(xí)Java語言！); ,32,第一個(gè)Java Application程序的說明,類的定義，關(guān)鍵字class用來定義一個(gè)新的類，其類名為Hello。整個(gè)類定義由大括號(hào) 括起來，其內(nèi)部是類體。 類Hello是一個(gè)公共類(public)。Java程序中可以定義多個(gè)類，但是最多只有一個(gè)公共類。而且這個(gè)公共類的類名必須要與程序文件名相同。,33,第一個(gè)Java Application程序的說明,main()方法有4個(gè)特點(diǎn)： public表示訪問權(quán)限，指明所有的類都可以使用這一方法； static指明該方法是一個(gè)類方法，它可以通過類名直接調(diào)用； void指明main(

16、)方法不返回任何值。 main()方法定義園括號(hào)()中的String args是傳送給main()方法的參數(shù)，參數(shù)名是任意的，通常取為args或argv，它是字符串?dāng)?shù)組String的一個(gè)對(duì)象。方法的參數(shù)用“類名 參數(shù)名”來指定，多個(gè)參數(shù)間用逗號(hào)分隔。,34,1.4.2 第一個(gè)Java Applet程序,【例1-2】輸出信息為“歡迎你學(xué)習(xí)Java語言！”的Java Apple程序。 import java.awt.Graphics; import javax.swing.JApplet; public class HelloJApplet extends JApplet public void

17、paint(Graphics g) g.drawString(歡迎你學(xué)習(xí)Java語言！, 50, 20 ); ,35,然后，編譯HelloJApplet類，將HelloJApplet.class文件編入Html文件中： ,36,第一個(gè)Java Application程序的說明,首先，import語句引入java.awt.Graphics類和javax.swing.JApplet類。 其次，定義一個(gè)公共類HelloJApplet，用extends指明它是JApplet的子類。Java小應(yīng)用程序都是Applet類或JApplet類的子類。 最后，編寫Html文件，把小應(yīng)用程序的字節(jié)碼文件放在標(biāo)記里

18、。讓小應(yīng)用程序作為Html文件的一部分，由瀏覽器解釋包含小應(yīng)用程序的字節(jié)碼的Html文件。,37,一般來說，開發(fā)好的HTML文件和小應(yīng)用程序類文件應(yīng)存放在服務(wù)器上。 當(dāng)客戶通過瀏覽器向服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求時(shí)，被請(qǐng)求的HTML文件就會(huì)下載到客戶端，并由瀏覽器解釋后顯示在窗口上。 如果HTML文件包含小應(yīng)用程序，那么瀏覽器就會(huì)啟動(dòng)Java虛擬機(jī)，并向其提供有關(guān)小應(yīng)用程序的有關(guān)信息（從APPLET標(biāo)記中獲得）。隨后，Java虛擬機(jī)從服務(wù)器下載相關(guān)的小應(yīng)用程序類并執(zhí)行。,38,Java Application與Java Apple的區(qū)別, 兩種程序運(yùn)行機(jī)理完全不同。 Java Apple不能單獨(dú)執(zhí)行，只能通

19、過瀏覽器從服務(wù)器上下載后，再由瀏覽器內(nèi)部的Java虛擬機(jī)執(zhí)行。而Java Application多通過Java虛擬機(jī)在本地或服務(wù)器上單獨(dú)運(yùn)行。 它們的起始類也不同： Java Application的起始類是包含main()方法的類；起始類并非一定是public。 Java小應(yīng)用程序的起始類都是Applet類或JApplet類的子類，而且必須被定義成public的，否則java虛擬機(jī)將無法創(chuàng)建這個(gè)起始類的對(duì)象，進(jìn)而無法執(zhí)行該對(duì)象里的方法。為此，源文件的名字要與起始類的名字保持一致。,39,1.5 面向?qū)ο蟮腏ava程序設(shè)計(jì)舉例,1.5.1 Java Application程序設(shè)計(jì)舉例 1.5.

20、2 Java Applet程序設(shè)計(jì)舉例,40,1.5.1 Java Application程序設(shè)計(jì)舉例,【例1-3】計(jì)算正方形的周長和面積。 public class Square private double side; public void setSide(double a) side = a; public double getSide() return side; public double getPerimeter() return 4*side; public double getArea() return side*side; ,41,class SquareTest publ

21、ic static void main(String args) Square object1,object2; object1 = new Square(); object2 = new Square(); object1.setSide(1 ); object2.setSide(10); System.out.println(object1 side=+object1.getSide(); System.out.println(object1 Perimeter=+object1.getPerimeter(); System.out.println(object1 Area=+object

22、1.getArea(); System.out.println(object2 side=+object2.getSide(); System.out.println(object2 Perimeter=+object2.getPerimeter(); System.out.println(object2 Area=+object2.getArea(); ,42,程序運(yùn)行結(jié)果： object1 side=1.0 object1 Perimeter=4.0 object1 Area=1.0 object2 side=10.0 object2 Perimeter=40.0 object2 Area

23、=100.0,43,可見，一個(gè)類可以概括為：類 =（數(shù)據(jù)，操作，接口） 數(shù)據(jù)描述類的屬性 如在本例中，成員變量side描述正方形的屬性 操作描述類的行為 如在本例中，4個(gè)成員方法描述正方形有4種行為，設(shè)置正方形邊長，得到其邊長、周長和面積。 接口描述操作對(duì)外的可見性 如在本例中，4個(gè)成員方法都用public修飾，因此，外界可以使用它們。 在Java語言中，將數(shù)據(jù)（成員變量）、操作（成員方法）和接口形成一個(gè)整體叫類（用類名表示），它作為Java語言的基本單位。這種構(gòu)建類的過程叫類的封裝。類的封裝使得類成為成員變量和成員方法的保護(hù)膜，外界只能看到類的接口，不在接口中的成員變量和成員方法外界無法看到

24、，當(dāng)然所有方法的實(shí)現(xiàn)外界更是無法看到，這種情況叫隱藏。,44,【例1-4】,【例1-4】改寫例1-1，說明類和對(duì)象的關(guān)系。 class Hello public void method (String s) System.out.println(s); public class Ex1_4 public static void main(String args) String str = 你好，很高興學(xué)習(xí)Java; Hello obj; obj = new Hello(); obj.method(str); ,45,類與對(duì)象的關(guān)系,類與對(duì)象的關(guān)系，就如同制造汽車的圖紙與汽車的關(guān)系一樣。制造汽車

25、的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)規(guī)定了汽車應(yīng)具有的性能，這樣，可以依據(jù)圖紙制造出大量的汽車。在這里，制造汽車的圖紙相當(dāng)于類，制造出來的汽車相當(dāng)于對(duì)象。 類描述了一組類似對(duì)象的共同特性，規(guī)定了類的屬性和行為。這一組相似的對(duì)象被稱為該類的實(shí)例或該類的對(duì)象。類作為一種模式，對(duì)象是具有這種模式的具體例子。因此，類是對(duì)象的模版，對(duì)象是類的實(shí)例化。 從Java語言的角度看，類與對(duì)象的關(guān)系，就如同類型與值的關(guān)系。類是數(shù)據(jù)類型，是引用數(shù)據(jù)類型。對(duì)象用引用值來表示，引用值存放在該類型的引用型變量中。,46,【例1-5】改寫例1-4，說明學(xué)習(xí)、熟悉、掌握類庫的重要性。,import java.util.*; class Hello p

26、ublic void method (String s) System.out.println(s); public class Ex1_5 public static void main(String args) String str; Hello obj; System.out.print(請(qǐng)輸入字符串); Scanner reader = new Scanner(System.in); reader.useDelimiter(n); str = reader.next(); obj = new Hello(); obj.method(str); ,47,程序運(yùn)行結(jié)果： 請(qǐng)輸入字符串：從鍵

27、盤輸入字符串并顯示出來。 從鍵盤輸入字符串并顯示出來。 可見，引用了java.util包中的Scanner類后，程序的功能比例1-4顯得強(qiáng)大了許多。但卻沒有添加許多代碼。因此，學(xué)習(xí)、熟悉Java類庫是Java程序員的一個(gè)重要內(nèi)容。 Java程序是由類構(gòu)成的。對(duì)象是由類創(chuàng)建的，而對(duì)象不是孤立存在的，對(duì)象之間通過消息相互交流。,48,【例1-6】編程模擬兩個(gè)人物的一次對(duì)話，說明對(duì)象之間通過消息相互交流。兩個(gè)人物分別是紅樓夢(mèng)的寶玉和黛玉。 class Person String message; void speakTo (Person sb, String shortMessage) sb.set

28、Message(shortMessage); System.out.println(sb.message); void setMessage(String shortMessage) message = shortMessage; ,49,public class Ex1_6 public static void main(String args) Person 黛玉, 寶玉; 黛玉 = new Person(); 寶玉 = new Person(); 寶玉.speakTo(黛玉, 林妹妹，我好喜歡你。); 黛玉.speakTo(寶玉, 討厭，再說這種混帳話，我就不理你了。); ,50,1.5

29、.2 Java JApplet程序設(shè)計(jì)舉例,【例1-7】編寫一個(gè)Java Applet，計(jì)算正方形的周長和面積。 import java.awt.*; import javax.swing.JApplet; import xiyou.chapter1.Square; public class SquareJApplet extends JApplet String str; Square o1,o2; public void init() str= new String(這是一個(gè)計(jì)算正方形的周長和面積的Java Applet。); o1 = new Square(); o2 = new Square(); o1.setSide(1 ); o2.setSide(10); ,51