Java語言入門

1、15第1章 java語言入門1章第java語言入門java是一種非常優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)編程語言，具有面向?qū)ο?、與平臺無關(guān)、安全、穩(wěn)定和多線程等優(yōu)良特性，是目前軟件實現(xiàn)中極為健壯的編程語言。java語言不僅可以用來開發(fā)大型的應(yīng)用程序，而且還特別適合于分布式應(yīng)用程序的開發(fā)。java已成為網(wǎng)絡(luò)時代最重要的語言之一。本章將對java語言作一簡單的介紹，讀者可以初步了解java程序的特點、運行環(huán)境、組成和開發(fā)步驟，以及java程序的3種類型。1.1 java的起源java是1995年6月由sun公司發(fā)布的一種革命性編程語言，曾被美國的著名雜志pc magazine評為1995年十大優(yōu)秀科技產(chǎn)品。之所以稱其之為革

2、命性編程語言，是因為用java語言編寫的軟件能在任何安裝了java虛擬機(jī)的操作系統(tǒng)上執(zhí)行。java語言的出現(xiàn)是源于對獨立平臺語言的需要，希望這種語言能編寫出嵌入各種家用電器等設(shè)備的芯片上且易于維護(hù)的程序。最初人們用c、c+語言開發(fā)家用電器設(shè)備，但是c、c+等語言有一個共同的缺點，那就是只能對特定cpu芯片進(jìn)行編譯。這樣一旦電器設(shè)備更換了芯片，就不能保證程序正確運行，可能需要修改程序，并針對新的芯片重新進(jìn)行編譯。1990年sun公司成立了由james gosling領(lǐng)導(dǎo)的開發(fā)小組，開始致力于開發(fā)一種可移植的、跨平臺的語言，該語言能生成正確運行于各種操作系統(tǒng)、各種cpu芯片上的代碼。正是由于他們的

3、精心鉆研和不懈努力最終促成了java語言的誕生。java技術(shù)的快速發(fā)展得益于internet的廣泛應(yīng)用，internet上有各種不同的計算機(jī)，它們可能使用完全不同的操作系統(tǒng)和cpu芯片，但仍希望運行相同的程序，而java的出現(xiàn)大大推動了分布式系統(tǒng)的快速開發(fā)和應(yīng)用。提示：印度尼西亞有一座盛產(chǎn)咖啡的島嶼就叫java，中文譯為“爪哇”。開發(fā)人員為這種新的語言起名為java，其寓意是為世人端上一杯熱咖啡。1.2 java的特點java是目前使用最廣泛的網(wǎng)絡(luò)編程語言之一，具有簡單、面向?qū)ο?、與平臺無關(guān)、解釋型、多線程、安全、動態(tài)、穩(wěn)定健壯及分布式等特點。l 簡單：java語言和c+語言已成為軟件開發(fā)者應(yīng)

4、當(dāng)掌握的語言。僅從語法角度上看，java要比c+簡單，如c+中的指針、運算符重載、聯(lián)合數(shù)據(jù)類型、類的多重繼承等難以理解和難以使用的概念和功能在java中已棄之不用。l 面向?qū)ο螅阂灶?、對象和接口為基本編程單元來組織程序，實現(xiàn)軟件系統(tǒng)的功能。l 與平臺無關(guān)：與平臺無關(guān)是java語言最大的優(yōu)勢。用其他語言編寫的程序，隨著操作系統(tǒng)的變化、處理器升級以及核心系統(tǒng)資源的變化，將導(dǎo)致程序出現(xiàn)錯誤或無法運行。而用java編寫的程序可以在任何安裝了java虛擬機(jī)（jvm）的計算機(jī)上正確運行，sun公司實現(xiàn)了自己的目標(biāo)一次寫成，處處運行。l 解釋型：java源程序通過編譯器編譯為字節(jié)碼程序，字節(jié)碼程序通過jav

5、a虛擬機(jī)（jvm）解釋執(zhí)行。和c+不同，java不針對特定的cpu芯片進(jìn)行編譯，而是將源程序編譯為稱作字節(jié)碼的一種“中間碼”。字節(jié)碼是很接近機(jī)器碼的文件（二進(jìn)制文件），可以在安裝了java虛擬機(jī)（jvm）的任何操作系統(tǒng)上被解釋執(zhí)行。l 多線程：java的特點之一就是內(nèi)置對多線程的支持。java語言預(yù)定義了線程類，程序員通過對預(yù)定義的線程進(jìn)行擴(kuò)展，可以設(shè)計自己的線程類。c+沒有內(nèi)置的多線程機(jī)制，因此必須調(diào)用操作系統(tǒng)的多線程功能來進(jìn)行多線程程序的設(shè)計。l 安全：首先，java是強類型的語言，保證數(shù)據(jù)類型的合法性；其次，java不支持指針，杜絕了內(nèi)存的非法訪問；再次，java程序執(zhí)行時對加載的類進(jìn)行

6、身份的合法性檢查，防止非法類的加載執(zhí)行；最后，java提供了異常處理機(jī)制，可以對運行時出現(xiàn)的錯誤進(jìn)行控制和處理。l 動態(tài)：java程序的基本組成單元就是類。按照類的來源可將其分為3種：java系統(tǒng)提供的類、第三方公司提供的類以及用戶自己編寫的類。一個java程序由多個類組成，程序執(zhí)行時才將需要的類動態(tài)裝入內(nèi)存，這就使得java可以在分布式環(huán)境中動態(tài)地維護(hù)程序及類庫，而不像c+那樣，每當(dāng)其類庫升級之后，相應(yīng)的程序都必須重新修改、編譯。l 穩(wěn)定健壯。l 分布式。1.3 java的運行環(huán)境要開發(fā)java程序，必須首先安裝java開發(fā)工具包（java development kit，jdk），安裝jd

7、k后，系統(tǒng)便為java應(yīng)用程序和applet程序提供了開發(fā)環(huán)境和運行環(huán)境（jre）。1.3.1 sdk的下載與安裝讀者可以登錄sun公司的網(wǎng)站獲取免費的jdk。本書使用的jdk版本為jdk1.4.2_16，操作系統(tǒng)平臺為windows xp。1下載jdk1.4.2登錄sun公司的網(wǎng)站（2安裝jdk1.4.2安裝jdk1.4.2的步驟如下：（1）雙擊開發(fā)工具包程序j2sdk-1_4_2_16-windows-i586-p.exe，彈出jdk安裝對話框，如圖1-1所示。圖1-1 jdk安裝對話框（2）選中單選按鈕，即接受許可協(xié)議，然后單擊按鈕，進(jìn)入custom setup界面，如圖1-2所示。（3

8、）選擇安裝路徑。單擊按鈕，彈出installshield wizard對話框，在其中將安裝路徑改為“d:j2sdk1.4.2”，然后單擊按鈕，回到custom setup界面。單擊按鈕，進(jìn)入browser registration界面，如圖1-3所示。（4）單擊按鈕，彈出progress對話框，系統(tǒng)進(jìn)入自動安裝狀態(tài)，最后進(jìn)入complete界面，如圖1-4所示。圖1-2 custom setup界面圖1-3 browser registration界面圖1-4 complete界面（5）單擊按鈕，完成jdk工具包的安裝。注意：在此將jdk開發(fā)包安裝在d:j2sdk1.4.2目錄下，這樣java

9、編譯器和解釋器在d:j2sdk1.4.2bin目錄下，而java系統(tǒng)類庫在d:j2sdk1.4.2lib目錄下，便于區(qū)分、查找。1.3.2 配置java運行環(huán)境程序員編寫的java程序要用到j(luò)ava系統(tǒng)類庫，需要知道java系統(tǒng)類庫所在的路徑；對編寫好的程序進(jìn)行編譯和執(zhí)行，則需要知道編譯器和解釋器所在的路徑，因此有必要為java類庫配置類路徑（classpath）、為編譯器和解釋器配置命令搜索路徑（path）。具體配置步驟如下：（1）在windows桌面上右擊“我的電腦”圖標(biāo)，在彈出的快捷菜單中選擇“屬性”命令，彈出“系統(tǒng)屬性”對話框。在“系統(tǒng)屬性”對話框中選擇“高級”選項卡，如圖1-5所示。

10、（2）在“高級”選項卡中單擊“環(huán)境變量”按鈕，彈出“環(huán)境變量”對話框，如圖1-6所示。 圖1-5 “系統(tǒng)屬性”對話框 圖1-6 “環(huán)境變量”對話框（3）在“環(huán)境變量”對話框的“系統(tǒng)變量”欄中單擊按鈕，彈出“新建系統(tǒng)變量”對話框。在“變量名”文本框中輸入“path”，在“變量值”文本框中輸入“.;d:j2sdk1.4.2bin”，如圖1-7所示。單擊按鈕，完成path的設(shè)置。返回到“環(huán)境變量”對話框。（4）在“環(huán)境變量”對話框的“系統(tǒng)變量”欄中再次單擊按鈕，彈出“新建系統(tǒng)變量”對話框。在“變量名”文本框中輸入“classpath”，在“變量值”文本框中輸入“.;d:j2sdk1.4.2lib”，

11、如圖1-8所示。單擊按鈕，完成classpath的設(shè)置。返回到“環(huán)境變量”對話框。 圖1-7 “新建系統(tǒng)變量”對話框（1）   圖1-8 “新建系統(tǒng)變量”對話框（2）（5）在“環(huán)境變量”對話框中單擊按鈕，返回到“系統(tǒng)屬性”對話框。在“系統(tǒng)屬性”對話框中單擊按鈕，完成環(huán)境變量的配置。注意：classpath環(huán)境變量設(shè)置中的“.;”表示java應(yīng)用程序執(zhí)行時，加載當(dāng)前目錄中的java類。如果只要運行java程序，可以只安裝java運行環(huán)境jre。jre由java虛擬機(jī)、java的核心類以及一些支持文件組成。1.3.3 jdk1.4.2開發(fā)工具包的目錄結(jié)構(gòu)前面將jdk開發(fā)工具包安裝在“d:

12、j2sdk1.4.2”目錄下，在編寫java程序前，有必要先來了解一下“d:j2sdk1.4.2”目錄下5個子目錄的作用?！癲:j2sdk1.4.2”的目錄結(jié)構(gòu)如表1-1所示。表1-1 d:j2sdk1.4.2的目錄結(jié)構(gòu)子 目 錄 名作 用d:j2sdk1.4.2bin存放編譯器（javac.exe）和解釋器（java.exe）d:j2sdk1.4.2lib存放java應(yīng)用程序執(zhí)行時要引用的主要類庫d:j2sdk1.4.2jre為構(gòu)建java運行環(huán)境提供相關(guān)系統(tǒng)程序和文件d:j2sdk1.4.2demo存放例子程序，為編程人員提供學(xué)習(xí)的實例d:j2sdk1.4.2include為c語言編寫的程

13、序提供頭文件1.3.4 jdk、jre和jvm之間的關(guān)系jdk、jre和jvm之間的關(guān)系如圖1-9所示。圖1-9 jdk、jre和jvm之間的關(guān)系1.4 java程序組成從程序代碼角度看，java程序由多個獨立的類及接口組成；從程序執(zhí)行角度來看，java程序是由多個動態(tài)創(chuàng)建的對象相互協(xié)作組成的集合。1.4.1 java程序與java源文件一個java程序可以包含多個類和接口；類和接口可以保存在不同的java源文件（*.java）中，即一個java程序的多個類和多個接口可以分布在多個java源文件（*.java）中。1.4.2 類、接口的基本結(jié)構(gòu)1類的基本結(jié)構(gòu)一個類由類頭和類體組成，類體可以包含

14、多個字段和多個方法。下面以圓類（circle）為例，說明類的基本結(jié)構(gòu)。public class circle /本行是類的頭 /類體起始行 private double radius; /字段radius 表示圓的半徑 float x, y ; /字段x,y表示圓心坐標(biāo) /下面的方法用來構(gòu)造一個圓對象 public circle() this(1.0, "white", 1.0); /下面的方法用來構(gòu)造一個圓對象 public circle(double radius, string color, double weight) super(color, weight); t

15、his.radius = radius; /下面的方法用來計算圓的面積 public double getarea() return radius*radius*math.pi; /下面的方法用來計算圓的周長 public double getperimeter() return 2*radius*math.pi; /類體結(jié)束行2接口的基本結(jié)構(gòu)一個接口由接口頭和接口體組成，接口體可以由多個常量和多個方法頭組成。下面以接口trade為例，介紹接口的基本結(jié)構(gòu)：interface trade /接口頭 /接口體起始行 final string bankname= "chinabank&qu

16、ot;/聲明"bankname"為常量 void saving(float monkey); /聲明該方法具有存款的功能 float fetch(float monkey); /聲明該方法具有取款的功能 /接口體結(jié)束行接口trade表示交易行為，該行為是對“存款”和“取款”共同行為特征的抽象，因為“存款”和“取款”都具有“交易”的共同特征。1.5 java程序的開發(fā)步驟java程序的開發(fā)過程主要包括以下3個步驟，如圖1-10所示。圖1-10 java程序的開發(fā)步驟（1） 程序員使用編輯器（如ultraedit、“記事本”或集成開發(fā)工具）編寫源文件（*.java）。

17、（2）用編譯器（javac.exe）將源文件（*.java）編譯為字節(jié)碼文件（*.class）。（3）用解釋器（java.exe）執(zhí)行字節(jié)碼文件。1.6 java程序的分類不同的java程序運行在不同的環(huán)境中，習(xí)慣上將運行環(huán)境相同的java程序歸為一類，按此分類方法，java程序可以分以下3類。（1）java應(yīng)用程序：完整的程序，能獨立在本地虛擬機(jī)上（jvm）執(zhí)行。（2）applet小程序：必須嵌入在html頁面中的非獨立程序，部署在web服務(wù)器，在瀏覽器中的虛擬機(jī)上（jvm）執(zhí)行。（3）servlet程序：部署和運行在web服務(wù)器中，由web服務(wù)器中的虛擬機(jī)（jvm）執(zhí)行。1.6.1 jav

18、a應(yīng)用程序一個java應(yīng)用程序可以包含多個類，但是有且僅有一個類包含main()方法。main()方法是程序執(zhí)行的起點。在編寫源文件前，首先需要創(chuàng)建一個應(yīng)用目錄，用來保存程序員編寫的java源程序。本書創(chuàng)建的應(yīng)用目錄為d:user。下面介紹java應(yīng)用程序的開發(fā)步驟。1編寫源文件下面程序的功能是在控制臺上輸出字符串“我們開始學(xué)習(xí)java語言”。public class hello public static void main (string args) /方法頭 /方法體起始行 system.out.println("我們開始學(xué)習(xí)java語言"); /方法體結(jié)束行注意：開

19、始學(xué)習(xí)java時，最好采用“記事本”（notepad）作為編寫java源文件的工具。（1）文件的保存現(xiàn)在將源文件保存到d:user目錄中，并命名為hello.java。注意：不可寫成hello.java，因為java語言是區(qū)分大小寫的。（2）文件命名規(guī)則如果源文件中有多個類，那么只能有一個類是public類；如果源文件中有個public類，那么源文件的名稱必須與這個類的名稱完全相同，擴(kuò)展名是.java；如果源文件沒有public類，那么源文件的名稱只要和某個類的名稱相同，并且擴(kuò)展名是.java即可。（3）分析hello.java程序該程序只包含一個類，類名是hello，是由程序員自己命名的。p

20、ublic、class都是關(guān)鍵字，都是修飾hello的。其中，class表示hello是一個類，public表示hello是一個公有類。該類體中只包含一個方法，方法名是main。含有main方法的類稱為主類，一個java應(yīng)用程序有且僅有一個主類。public、static和void分別是對main方法的聲明。在一個java應(yīng)用程序中main方法必須被聲明為public static void。注意：java源程序中的括號和標(biāo)點符號，都必須在英文狀態(tài)下輸入，例如，“我們開始學(xué)習(xí)java語言”中的引號必須是英文狀態(tài)下的引號，而字符串中的符號則不受中文字符或英文字符的限制。2編譯源文件創(chuàng)建了hell

21、o.java源文件后，還要使用java編譯器（javac.exe）對其進(jìn)行編譯。在dos窗口中進(jìn)入d:user目錄，執(zhí)行以下命令。d:user>javac hello.java /按enter鍵，編譯hello.java編譯完成后將生成一個hello.class文件，該文件稱為字節(jié)碼文件。這個字節(jié)碼文件（hello.class）將被存放在與源文件相同的目錄中。如果java源程序中包含了多個類，那么對源文件完成編譯后將生成多個擴(kuò)展名為.class的文件，每個類生成一個擴(kuò)展名為.class的字節(jié)碼文件，每個字節(jié)碼文件名與該類的名稱相同。這些字節(jié)碼文件將被存放在與源文件相同的目錄中。如果對源文

22、件進(jìn)行了修改，則必須重新編譯，生成新的字節(jié)碼文件。3運行程序下面使用java解釋器（java.exe）運行應(yīng)用程序。d:user>java hello /按enter鍵，運行應(yīng)用程序此時屏幕上將顯示如下信息：我們開始學(xué)習(xí)java語言注意：當(dāng)java應(yīng)用程序中有多個類時，java命令后的類名必須是包含了main方法的那個類的名稱，即主類的名稱。一個源文件若包含多個類，則只允許一個類是公有類（由public修飾的類稱為公有類），并且源文件名與公有類名相同。1.6.2 applet小程序一個applet小程序也是由若干個類組成的，類中不需要main方法，但必須有且只有一個類擴(kuò)展了applet類

23、（系統(tǒng)類），將擴(kuò)展applet類形成的子類稱為主類，主類必須是public類。1編寫源程序import java.applet.*;import java.awt.*;public class display extends applet public void paint(graphics g) g.setcolor(color.red); g.drawstring("我們在學(xué)習(xí)apple小程序呢",6,30); g.setcolor(color.blue); g.drawstring("我學(xué)得很認(rèn)真",11,50); （1）文件的保存現(xiàn)在將源文件保存

24、到d:user目錄中，并命名為display.java。注意：不可寫成display.java，因為java語言是區(qū)分大小寫的。（2）import語句程序中用到了applet類，因此在程序中要用import語句導(dǎo)入該類。applet類在包java.applet（其中有很多類）中。在java語言中，將一些類放在一起便稱之為一個包（文件夾），如這里的java.applet便是一個包的名稱。關(guān)于包的內(nèi)容將在本書后面章節(jié)中介紹。2編譯源文件d:user>javac display.java /按enter鍵，編譯display.java編譯成功后，d:user目錄下會生成一個display.cl

25、ass文件。如果源文件有多個類，將生成多個.class文件，并且和源文件放在同一文件夾中。如果對源文件進(jìn)行了修改，則必須重新編譯源文件，重新生成新的字節(jié)碼文件。3運行applet小程序java applet必須在瀏覽器中運行，因此必須編寫一個超文本文件（.html），將java applet小程序嵌入到超文本文件（.html）中。下面用“記事本”編寫一個文件，命名為display.html（也可以命名為其他名稱，但文件后綴名必須是.html），將它保存在d:user目錄下，即與display.class文件在同一目錄下。display.html文件的內(nèi)容如下：<applet code= display.class height=100 width=300> </applet>（1）在html文件中指定主類code屬性用來指定applet小程序主類的字節(jié)碼文件名。（2）指定小程序的顯示高度和寬度width、height指定了這個java applet的寬度和高度，單位是像素。要想讓瀏覽器運行一個java applet，<applet></applet>標(biāo)記中的code、hei