JAVA語言程序設計：第一章 JAVA語言概述

1、JAVA語言程序設計一、課程導入學生情況調(diào)查，對軟件的了解Java是21世紀使用最廣泛的編程語言Java在中國軟件企業(yè)的使用情況,2000起Java課程在我校的開設情況,2005年起本專業(yè)軟件方向學生的就業(yè)分析程序員，網(wǎng)站開發(fā)，軟件測試課程地位程序設計基礎計算機網(wǎng)絡基礎Web開發(fā)基礎數(shù)據(jù)庫原理及應用C#程序設計職業(yè)素質(zhì)與就業(yè)能力培養(yǎng)C#程序設計(高級)ASP.NET應用開發(fā)XML WebServiceRIA富客戶端應用Java技術應用軟件工程軟件綜合化項目實訓測試分析與設計JavaScript程序設計計算機專業(yè)英語數(shù)據(jù)結構IT行業(yè)文化軟件測試過程管理崗位需求分析 Java是21世紀使用最廣泛的

2、編程語言2011.4全世界編程語言排行榜, 資料來源,數(shù)據(jù)基于世界范圍內(nèi)的資深軟件工程師和第三方供應商提供 一、課程介紹課程目標課程內(nèi)容教材課程安排課程考核上課要求學習方法課程目標 (1)學習素質(zhì) 自主學習 自主實踐 (2)協(xié)同素質(zhì) 團隊精神 奉獻精神 (3)創(chuàng)新素質(zhì) 創(chuàng)新意識 創(chuàng)新精神 課程素質(zhì)目標（1）能熟練使用比較流行的集成開發(fā)環(huán)境進行Java程序和Java Web程序的編寫、調(diào)試和運行；（2）掌握JDBC數(shù)據(jù)庫訪問技術。（3）能應用JSP基本元素創(chuàng)建簡單的動態(tài)頁面;（4）能應用JSP內(nèi)置對象實現(xiàn)服務器上信息的存取和不同頁面間信息的傳遞 職業(yè)技能目標（1）了解JAVA的特點，理解其運行方

3、式的原理。（2）掌握JAVA數(shù)據(jù)類型、運算、分支循環(huán)結構等基本語法。（3）掌握JAVA語言面向對象的特點及類庫的使用。（4）掌握JAVA語言的異常處理模式。（5）掌握訪問數(shù)據(jù)庫的編程。（6）掌握JSP開發(fā)環(huán)境的配置和web工程的部署;（7）掌握JSP腳本元素、指令元素、動作元素的用法;（8）掌握JSP常用內(nèi)置對象的特點及用法。課程知識目標使學生具備Java領域相關的開發(fā)技術與開發(fā)技巧，初步形成解決實際問題的能力，學會當前比較流行的集成開發(fā)環(huán)境進行Java程序和Java Web程序的編寫、調(diào)試和運行。編號知識模塊安排1Java語言概述及基礎2面向對象程序設計3常用的Java系統(tǒng)類4異常處理5訪問

4、數(shù)據(jù)庫6Web概述7JSP語法基礎8JSP內(nèi)置對象課程內(nèi)容知識體系（30+30）實踐內(nèi)容（30）一、實驗部分實驗一：JAVA開發(fā)環(huán)境實驗二：JAVA基本語法一實驗三：JAVA基本語法二實驗四：面向對象程序設計一實驗五：面向對象程序設計二實驗六：面向對象程序設計三實驗七：JAVA系統(tǒng)類實驗八：集合類實驗九：異常處理實驗十：JDBC實驗十一：PreparedStatement實驗十二：JSP開發(fā)環(huán)境實驗十三：JSP基本語法實驗十四：JSP內(nèi)置對象一實驗十五：JSP內(nèi)置對象二二、實訓：一周，以JAVA和JSP技術完成項目教材JAVA程序設計項目化教程 徐義晗等 北京大學出版社 2011年8月參考：J

5、ava程序設計(微軟)實驗指導書 JAVA在線學習網(wǎng)站，學校課程中心鏈接。教材作為上課的參考，主要是課前和課后閱讀。上課內(nèi)容主要根據(jù)授課計劃，授課計劃來源于課程大綱。 課程安排60課時，理實一體教學，30課時理論+30課時實踐；一周2課時;周一12,四12；實訓一周；期末，以JAVA和JSP技術完成一個項目； 地點：見實驗課表課程考核加強過程考核,以平時成績考核和實踐考核為主;一是平時成績占30%，根據(jù)學生的作業(yè)，課堂表現(xiàn)、課堂提問、出勤情況進行評定；二是實驗占20%，本課程實驗量較大，需要單獨評定成績，三是考試成績占50%。 考試形式可以是筆試，也可是上機考試，或是筆試和上機考試的結合。每周

6、五早上交作業(yè)和實驗室報告；上課要求1，不得遲到早退；2，按時完成作業(yè)；3，文明禮貌，舉手投足體現(xiàn)職業(yè)要求。不得在機房吃東西，不隨地吐痰，不得隨意丟棄垃圾，愛護公物。課后整理電腦、桌椅方可離開。 學習方法1、課前預習，帶著問題聽課；2、課上認真聽,緊跟老師的節(jié)奏;充分利用課堂實踐練習機會，多動手才多發(fā)現(xiàn)問題；3、課后自己實現(xiàn)例子程序，進一步理解相關知識點。閱讀幫助文檔，了解、掌握Java開發(fā)類庫的使用方法；4、理解OO的編程思想，對于JAVA的學習至關重要。5、有效利用網(wǎng)絡。相關專業(yè)論壇、QQ群等。第一章 JAVA語言概述1.1 JAVA語言發(fā)展1.2 工作任務：JAVA環(huán)境構建1.3 第一個J

7、AVA應用程序1.4 JAVA的特點1.5 工作任務：集成開發(fā)工具的使用1.1 JAVA語言的發(fā)展一、軟件1、軟件(Software)是一系列按照特定順序組織的計算機數(shù)據(jù)和指令的集合。一般來講軟件被劃分為編程語言、系統(tǒng)軟件、應用軟件和介于這兩者之間的中間件。 2、軟件開發(fā)是根據(jù)讀者要求建造出軟件系統(tǒng)或者系統(tǒng)中的軟件部分的過程。軟件開發(fā)是一項包括需求捕捉、需求分析、設計、實現(xiàn)和測試的系統(tǒng)工程。軟件一般是用某種程序設計語言來實現(xiàn)的。1.1 JAVA語言的發(fā)展二、程序設計語言 軟件的基本組成部分是完成其功能的程序。程序描述了計算機處理數(shù)據(jù)、解決問題的過程，這是程序的實質(zhì)。但程序的描述形式卻可以是多種

8、多樣的，可以用不同的方式表述不同的程序設計語言。1.1 JAVA語言的發(fā)展程序設計語言的種類： 機器語言：機器指令，直接執(zhí)行 匯編語言：符號化，匯編器（Assembler） 高級程序設計語言（編譯型） 高級程序設計語言（解釋型）1.1 JAVA語言的發(fā)展用高級語言書寫的程序不可能直接地在計算機上執(zhí)行，要在計算機上執(zhí)行高級語言書寫的程序，有兩種基本方法: 編譯（Compilation）執(zhí)行：這種方法是設法把高級語言程序（也稱為“源程序”）轉換成為機器語言，可以由計算機直接執(zhí)行的程序，即轉變?yōu)椤翱蓤?zhí)行（Executable）程序” 。 “解釋”（Interpretation）執(zhí)行：這種方法是即時把

9、源程序轉換為機器可執(zhí)行的指令。1.1 JAVA語言的發(fā)展對于“編譯執(zhí)行”方式，人們實現(xiàn)了高級語言“編譯器”（Compiler）完成這種轉換工作。編譯器把高級語言程序看成是符合一定語法結構的符號串，對它進行加工變換。編譯器對源程序的加工一般分為兩個階段：第一步：源程序首先被翻譯成機器語言，這種翻譯結果稱為“目標碼”（object code），目標碼構成的程序片段稱為目標模塊。這也叫“編譯”（compiling）過程。第二步，這些目標模塊被與其他一些基本模塊（由編譯軟件提供）連接在一起，最終形成“可執(zhí)行程序”（executable program），這樣的程序就可以在計算機上實際運行了。這也叫“連

10、接”（linking）過程。1.1 JAVA語言的發(fā)展編 譯 過 程1.1 JAVA語言的發(fā)展對于“解釋執(zhí)行” 方式，人們實現(xiàn)了一種稱為“解釋器”（Interpreter）的軟件來完成轉換工作。解釋器在工作方式上與編譯器不同，它不對源程序進行翻譯，而是直接對源程序的語句進行分析和解釋，實現(xiàn)源程序所描述的功能。1.1 JAVA語言的發(fā)展解 釋 過 程1.1 JAVA語言的發(fā)展高級語言寫出的程序是獨立于任何具體的計算機的。但是“編譯器”和“解釋器”則是與機器相關的。同一種語言，對于不同的機器，需要不同的“編譯器”和“解釋器”。 人們已經(jīng)開發(fā)出了許多不同的高級程序設計語言，不同的語言有各自不同的規(guī)范

11、，因此需要專門的“編譯器”和“解釋器”。1.1 JAVA語言的發(fā)展主流的軟件開發(fā)語言主要有以下幾種。(1)Java。作為跨平臺的語言，可以運行在Windows和UNIX/Linux下面，長期成為讀者的首選。自JDK6.0以來，整體性能得到了極大的提高，市場使用率超過20%。(2)C語言。它既具有高級語言的特點，又具有匯編語言的特點。它的應用范圍廣泛，不僅僅是在軟件開發(fā)上，而且各類科研都需要用到C語言，具體應用比如單片機以及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)。(3)C+語言。C+語言是一種優(yōu)秀的面向對象程序設計語言，它在C語言的基礎上發(fā)展而來，但它比C語言更容易為人們學習和掌握。以上2個作為傳統(tǒng)的語言，一直在效率第

12、一的領域發(fā)揮著極大的影響力。像Java這類的語言，其核心都是用C/C+寫的。(4)VB語言。微軟的看家法寶，實在是太好用了。(5)PHP語言。它同樣是跨平臺的腳本語言，在網(wǎng)站編程上成為了讀者的首選，支持PHP的主機非常便宜，Linux+Apache+MySQL+PHP(LAMP)的組合簡單有效。1.1 JAVA語言的發(fā)展(6)Perl語言。腳本語言的先驅，其優(yōu)秀的文本處理能力，特別是正則表達式，成為了以后許多基于網(wǎng)站開發(fā)語言(比如PHP，Java，C#)的這方面的基礎。(7)Python語言。它是一種面向對象的解釋性的計算機程序設計語言，也是一種功能強大而完善的通用型語言，已經(jīng)具有十多年的發(fā)展

13、歷史，成熟且穩(wěn)定。目前，基于這種語言的相關技術正在飛速的發(fā)展，讀者數(shù)量急劇擴大，相關的資源非常多。(8)C#語言。它是微軟公司發(fā)布的一種面向對象的、運行于.NET Framework之上的高級程序設計語言，C#看起來與Java有著驚人的相似；它包括了諸如單一繼承界面，與Java幾乎同樣的語法，和編譯成中間代碼再運行的過程. (9)JavaScript語言。JavaScript是一種由NetScape的LiveScript發(fā)展而來的腳本語言，提供了數(shù)據(jù)驗證的基本功能。(10)Ruby。一種為簡單快捷面向對象編程(面向對象程序設計)而創(chuàng)的腳本語言，是一個語法像Smalltalk一樣完全面向對象、腳

14、本執(zhí)行、又有Perl強大的文字處理功能的編程語言。 1.1 JAVA語言的發(fā)展三、JAVA的由來Java，是由Sun Microsystems公司于1995年5月推出的Java程序設計語言和Java平臺的總稱。Java平臺由Java虛擬機(Java Virtual Machine)和Java 應用編程接口(Application Programming Interface，API)構成。1.1 JAVA語言的發(fā)展歷史：1991年，SUN MicroSystem公司的Jame Gosling、Bill Joe等人為在電視、控制烤箱等家用消費類電子產(chǎn)品上進行交互式操作而開發(fā)了一個名為Oak的軟件。

15、Oak Java：于1995年更名為“Java” 1995年Sun向公眾推出Java并引起業(yè)界的轟動，1.1 JAVA語言的發(fā)展1995年5月23日，Java語言誕生。1996年1月，第一個JDK-JDK1.0誕生。1998年12月8日，Java2企業(yè)平臺J2EE發(fā)布。1999年6月，Sun公司發(fā)布Java的3個版本：標準版(J2SE)、企業(yè)版(J2EE)和微型版(J2ME)。2000年5月8日，JDK1.3發(fā)布。2000年5月29日，JDK1.4發(fā)布。2001年9月24日，J2EE1.3發(fā)布。2002年2月26日，J2SE1.4發(fā)布，自此Java的計算能力有了大幅提升。2004年9月30日1

16、8:00PM，J2SE1.5發(fā)布，成為Java語言發(fā)展史上的又一里程碑。為了表示該版本的重要性，J2SE1.5更名為Java SE 5.0。2005年6月，JavaOne大會召開，Sun公司公開Java SE 6。此時，Java的各種版本已經(jīng)更名，以取消其中的數(shù)字“2”，J2EE更名為Java EE，J2SE更名為Java SE，J2ME更名為Java ME。2006年12月，Sun公司發(fā)布JRE6。2010年9月,JDK7.0已經(jīng)發(fā)布，增加了簡單閉包功能 1.1 JAVA語言的發(fā)展JAVA 2平臺針對不同的讀者應用需要，發(fā)布了3種版本：JavaSE(Java2 Platform Standa

17、rd Edition，java平臺標準版)，JavaEE(Java 2 Platform，Enterprise Edition，java平臺企業(yè)版)，JavaME(Java 2 Platform Micro Edition，java平臺微型版)。 1.2 工作任務 JAVA環(huán)境構建安裝JDK 直接運行“jdk-6-beta2-windows-i586.exe”，按照安裝向導進行安裝。安裝JDK后產(chǎn)生如下目錄結構：JDK目錄結構。分為jdk1.6.0和jre1.6.0。jdk1.6.0中包含編譯和運行Java程序所需要的所有命令和類庫。jre1.6.0中僅包含運行Java程序即字節(jié)碼所需的命令和

18、類庫。1.2 工作任務 JAVA環(huán)境構建C:Jdkbinlibjavacjavaappletviewer用戶類文件所在目錄c:javaexamplesapplications當前目錄jredemo1.2 工作任務 JAVA環(huán)境構建Java開發(fā)工具包括： Javac：Java編譯器，用來將java程序編譯成 Bytecode。 Java：Java解釋器，執(zhí)行已經(jīng)轉換成Bytecode的 java應用程序。 Jdb：Java調(diào)試器， 用來調(diào)試java程序。 Javap：反編譯，將類文件還原回方法和變量。 Javadoc：文檔生成器,創(chuàng)建HTML文件。 Appletviwer：Applet解釋器,

19、用來解釋已經(jīng)轉換成 Bytecode的java小應用程序。1.2 工作任務 JAVA環(huán)境構建設置環(huán)境變量： PATH = C:jdk1.6.0bin; CLASSPATH = . ; ; C:jdk1.6.0libtools.jar(“.”表示當前目錄，對于1.6版本一般可不設)Windows 98： autoexec.batWindows NT/2000/XP：控制面板系統(tǒng)高級環(huán)境變量1.2 工作任務 JAVA環(huán)境構建path環(huán)境變量的作用是設置供操作系統(tǒng)尋找和執(zhí)行應用程序的路徑。環(huán)境變量classpath，是java虛擬機尋找類文件的路徑，比如程序需要調(diào)用的類庫文件等。當編譯器在編譯時，會

20、自動在以下位置查找需要用到地類文件：當前目錄。系統(tǒng)環(huán)境變量classpath指定的目當，稱之為類路徑。JDK運行庫rt.jar,在JDK安裝目當?shù)膉relib子目錄中。1.2 工作任務 JAVA環(huán)境構建1.3 第一個JAVA程序(1)/*(2)* 這是我的第一個Java應用程序(3)*/(4)public class HelloWorld (5)/*(6)* param args 主方法main入口字符串數(shù)據(jù)組參數(shù)(7)*/(8)public static void main(String args) (9)/通過控制臺輸出信息(10) System.out.println(世界真美好！);(

21、11) (12)1.3 第一個JAVA程序錄入編譯運行結果1.3 第一個JAVA程序注意： java源程序名一定要和主類名相同，并加“.java”擴展名。 java嚴格區(qū)分大小寫。 在用記事本編輯保存java源方件時，保存類型一定要選擇“所有文件”，這樣才能保證是java屬性的源文件。 1.3 第一個JAVA程序代碼分析1. 注釋，Java語言有3種類型的注釋，分別如下。1) 單行注釋，/ comments。從/至行結束的內(nèi)容是注釋部分，編譯器在編譯時不作處理。一般在方法體內(nèi)部注釋一段或一行代碼，如上例中的第(9)行。2) 多行注釋/* * comments * comments */在/*和

22、*/之間的所有內(nèi)容均為注釋部分，可以為一行也可以為多行。3) 文檔注釋/* * comment1 * * commentn */文檔注釋一方面能夠起到注釋程序的作用，另一方面就是當使用JDK的文檔生成工具javadoc.exe進行處理時，可以自動產(chǎn)生應用程序的文檔。1.3 第一個JAVA程序2. 理解類的定義，文件名與主類類名一致。public class HelloWorld3. 理解程序的入口方法main()，書寫格式不可變public static void main(String args) 4. 理解輸出語句語句System.out.println(世界真美好！)；是通過控制臺輸出字

23、符串“世界真美好！”。編譯,沒有絕對地址調(diào)入包含、繼承所用到的所有類, 內(nèi)存分配確定,變成真正可執(zhí)行的機器碼 Java源程序(.java文件)Java編譯器Java Bytecode(.class文件)系統(tǒng)執(zhí)行平臺Bytecode 解釋器Bytecode 載入器字節(jié)碼校驗器不存在偽造的指針不違反訪問權限不非法訪問對象不導致操作棧溢出 1.3 第一個JAVA程序編譯執(zhí)行過程1.3 第一個JAVA程序Java程序分兩種： Java應用程序（Java Application）,main方法。 Java小程序（Java Applet）,網(wǎng)頁運行。1.4、Java語言特點Sun在JAVA“白皮書”中指出

24、： JAVA是一種“簡單、面向對象、分布式、解釋型、健壯、安全、體系結構中立、可移植、高性能和動態(tài)”的編程語言1.4、Java語言特點(1)半編譯，半解釋1.4、Java語言特點(1)半編譯，半解釋優(yōu)點: 兼具編譯執(zhí)行的效率優(yōu)勢和解釋執(zhí)行的靈活性； 提高了應用程序的可移植性：源程序、中間代碼；編譯器編譯JAVA源程序字節(jié)碼解釋器解釋執(zhí)行 Java語言是一個完全面向對象的語言，并且對軟件工程技術有很強的支持 Java語言的設計集中于對象及其接口，它提供了簡單的類機制以及動態(tài)的接口模型。 對象中封裝了它的狀態(tài)變量以及相應的方法，實現(xiàn)了模塊化和信息隱藏； 類提供了一類對象的原型，并且通過繼承機制，子

25、類可以使用父類所提供的方法，實現(xiàn)了代碼的復用。1.4、Java語言特點 (2)面向對象工作機制JAVA程序源代碼被編譯成字節(jié)碼后，由JAVA運行環(huán)境（JRE）解釋執(zhí)行。JVM（java virtual machine，java虛擬機）是最典型的JAVA運行環(huán)境。1.4、Java語言特點 (3)平臺無關性不同的操作系統(tǒng)有不同的虛擬機。它類似一個小巧而高效的CPU。Bytecode代碼是與平臺無關的是虛擬機的機器指令。執(zhí)行方式有兩種：1、解釋執(zhí)行方式。2、即時編譯方式（just-in-time）。1.4、Java語言特點 (3)平臺無關性 嚴格的語言定義：沒有“依據(jù)機器的不同而不同” 或“由編譯器決定”等字眼，最后的目標碼都是一致的。 Java解釋器生成與體系結構無關的字節(jié)碼指令，只要安裝了Ja