Java程序設計與Android應用開發(fā)0

高級程序設計與應用Java程序設計與Android應用開發(fā)0張震上海大學WhyJava？新的技術革命互聯(lián)網(wǎng)+，大數(shù)據(jù)，人工智能What

Java？WhatisJava？WhatdoesJavado？WhatisJava？Java是Java技術的簡稱，它包括兩局部：Java程序設計語言Java平臺5Java技術幾乎應用于我們生活和工作的各個領域，從具體的技術層面考慮，它包括：Java技術JavaSEJavaEEJavaMEJavaFXJavaCardJavaTV……Java程序設計語言Java語言是一種廣泛使用的高水平的程序設計語言，是一個有力的軟件平臺。這個語言平臺為軟件開發(fā)提供了一整套必備的工具和功能實現(xiàn)，具體如以下的功能:開發(fā)工具:提供編譯、運行、監(jiān)視、調(diào)試和應用程序文檔生成等開發(fā)工具。對于初學者，主要使用的工具有：編譯工具javac，運行工具java,文檔生成工具javadoc。應用程序接口API:API提供Java程序設計語言的核心功能。比方隊列，網(wǎng)絡，平安，XML，數(shù)據(jù)庫訪問。核心API包含的內(nèi)容非常大，具體可查閱SDK文檔。7部署技術:JDK提供了標準機制部署你的應用程序給最終用戶，例如JavaWebStart和Java技術。用戶界面工具箱:Swing和Java2Dtoolkits用于創(chuàng)立傳統(tǒng)的圖形用戶界面(GUIs)。其他功能綜合庫:包含如IDL,JDBC,JNDI,RMI,RMI-IIOP等。WhatdoesJavado？1.Android應用2.在金融業(yè)應用的效勞器程序3.網(wǎng)站4.軟件工具5.交易系統(tǒng)6.J2ME系統(tǒng)7.嵌入式領域8.大數(shù)據(jù)技術9.高頻交易的空間10.科學應用一些術語JDK〔JavaDevelopmentKit〕稱為Java開發(fā)包或Java開發(fā)工具，是一個編寫Java應用程序的程序開發(fā)環(huán)境JRE〔JAVARuntimeEnvironment〕，JRE是支持Java程序運行的標準環(huán)境J2RE〔Java2RuntimeEnvironment，Java運行環(huán)境〕，運行JAVA程序所必須的環(huán)境的集合，包含JVM標準實現(xiàn)及Java核心類庫J2EE〔Java2Platform,EnterpriseEdition〕是一個為大企業(yè)主機級的計算類型而設計的Java平臺J2ME〔JavaPlatform，MicroEdition〕，是為機頂盒、移動和PDA之類嵌入式消費電子設備提供的Java語言平臺，包括虛擬機和一系列標準化的JavaAPIJNI是JavaNativeInterface的縮寫，它提供了假設干的API實現(xiàn)了Java和其他語言的通信〔主要是C&C++〕。從Java1.1開始，JNI標準成為java平臺的一局部，它允許Java代碼和其他語言寫的代碼進行交互。JavaScript、applet、awt、jini、JavaBean、JDBC、JVM、Selvet2017.12TIOBE流行編程語言排名11Java程序開發(fā)和運行環(huán)境的組成：12Java程序設計語言是一種高級語言，用我們熟悉的字詞、句等表述需要計算機為我們做的事情。程序設計語言都要經(jīng)過編譯或解釋以便能在計算機上運行。同樣，使用Java語言也要經(jīng)過如下開發(fā)流程：Java語言程序開發(fā)過程編寫源程序在Java程序設計語言中，所有源代碼寫在一個擴展名是.java的純文本文件里。編譯源程序源文件通過Java編譯器(javac.exe)編譯成.class文件。.class文件不包含本地處理器的代碼，而是Java虛擬機機器語言代碼。它是一種在Java平臺上被解釋器解釋的平臺無關代碼，稱之為“字節(jié)碼”。執(zhí)行Java執(zhí)行工具(java)用來運行.class文件，它是一個解釋程序，又稱“Java虛擬機”，它負責解釋分解并執(zhí)行每個Java字節(jié)碼指令。Java程序的開發(fā)流程Java虛擬計算機簡稱“JVM”，它是以Java字節(jié)碼為機器指令碼的一種模擬機。Java虛擬機在許多不同的操作系統(tǒng)都是有效的，所以同樣的.class文件有能力運行在Windows、Solaris、Linux、MacOS等多種操作系統(tǒng)下，如圖：15Java語言程序開發(fā)工具Java開發(fā)工具是用于編寫編寫和生成Java程序。對于現(xiàn)有的計算機平臺，必須安裝Java開發(fā)工具箱，即JavaDevelopmentKit，簡稱“JDK”，才能夠運行和開發(fā)Java程序。JDK由Oracle公司提供，其安裝包可以從oracle公司的Java網(wǎng)站下載獲得。注意，Sun公司針對不同的平臺提供了各自不同的安裝包，下載時根據(jù)需要選擇下載。JDK僅為程序開發(fā)者提供了一個根本的Java程序編寫環(huán)境，對于那些大型的復雜的Java程序，需要一種綜合集成的大型集成開發(fā)工具。Java可以使用簡單的文本工具編寫程序，例如記事本、notepad++等。也可以使用IDE進行開發(fā)。集成開發(fā)環(huán)境〔簡稱IDE及IntegratedDevelopmentEnvironment的縮寫〕是用于提供程序開發(fā)環(huán)境的應用程序：一般包括代碼編輯器、編譯器、調(diào)試器和圖形用戶界面工具。集成了代碼編寫功能、分析功能、編譯功能、調(diào)試功能等一體化的開發(fā)軟件效勞套。所有具備這一特性的軟件或者軟件套〔組〕都可以叫做集成開發(fā)環(huán)境,可以獨立運行，也可以和其它程序并用。Java集成開發(fā)環(huán)境很多，比方IntelliJ,NeBeans,Eclipse等等。Java平臺平臺是程序運行的硬件和軟件環(huán)境。我們已經(jīng)了解的一些流行平臺像Windows、Linux、Solaris和MacOS等。多數(shù)平臺被描述成操作系統(tǒng)與硬件的復合體。Java平臺不同于其它平臺，它是一個純軟件平臺，在其它硬件根底平臺上運行，如以下圖：本地計算機系統(tǒng)Java虛擬機〔JVM)Xxx.class

二進制字節(jié)碼文件

Xxx.javajava源程序文件Java平臺有兩個局部：Java虛擬機(JavaVM)Java應用程序接口(JavaAPI)Java虛擬機是Java平臺的根底，是在各種不同的硬件根底平臺上的接入口。Java字節(jié)碼程序就是由它解釋并執(zhí)行，同時提供程序的運行環(huán)境。JavaAPI是一個巨大的，提供許多有用功能的，軟件組成的集合體。JavaAPI被組合在庫中，由相關的類和接口構成，這些庫稱做“包”。以下圖表示運行在Java平臺上的程序。圖中顯示，JavaAPI和虛擬機把程序與硬件隔離開，Java程序通過API在VM上運行。19Java虛擬機JVM提供以下定義：指令集〔Bytecodes是JVM的機器指令〕。存放器組類文件格式棧垃圾回收“堆”(實現(xiàn)內(nèi)存的動態(tài)分配和自動回收)內(nèi)存區(qū)域Java程序執(zhí)行時，首先虛擬機對要執(zhí)行的class文件裝載，然后對字節(jié)碼進行驗證，最后用解釋器對字節(jié)碼解釋執(zhí)行，以下圖是jvm的邏輯構造。類裝配器字節(jié)碼驗證器解釋器本地計算機系統(tǒng)代碼生成器JITcodegeneratorXxx.class加載代碼—類裝配器加載程序運行所需要的所有的類。類裝配器將本地文件系統(tǒng)的類的名字空間與從網(wǎng)絡資源來的類的名字空間分開。這樣就限制了特洛伊木馬程序，因為本地類總是首先加載。一旦所有的類被加載，可執(zhí)行程序的內(nèi)存布局就被確定了。內(nèi)存地址被分配給符號引用表，查找表被建立。由于內(nèi)存的布局出現(xiàn)在運行時刻，防止了對于代碼域的未授權的訪問。驗證代碼—字節(jié)碼驗證器java代碼在你的機器上執(zhí)行前要經(jīng)過幾個測試。字節(jié)碼驗證器測試代碼段的格式，檢查代碼段是否有非法代碼〔偽造指針，對象上的非法存取，試圖改變對象類型等〕。所有網(wǎng)絡來的類文件都要經(jīng)過字節(jié)碼驗證。執(zhí)行代碼—解釋器建立Java平臺和開發(fā)環(huán)境Java平臺的建立只需安裝JDK或JRE就可以完成。JRE是Java運行環(huán)境〔JavaRuntimeEnvironment〕縮寫,如果僅僅用來運行Java程序，僅安裝JRE就可以了。如果需要開發(fā)和運行Java程序，就必須安裝JDK。第一步：下載JDK。通常到sun的Java網(wǎng)站去下載JDK的安裝包程序，當然也可以從別的地方獲得。JDK安裝程序的文件名不同的版本可能有差異，這里以為例，它的安裝包程序文件名是。將文件下載到你的計算機某個文件夾，比方“download”文件夾，見以下圖。JDK安裝程序第二步：運行JDK安裝程序。與執(zhí)行其他程序一樣，用鼠標雙擊剛剛下載的JDK安裝程序，開始安裝JDK。在安裝過程中通常不用人為干預，安裝程序會自動安裝，當出現(xiàn)提示時只要用鼠標點擊“下一步”或“Next”按鈕即可。當安裝成功結束后，在計算機操作系統(tǒng)所在的磁盤上看到存放Java系統(tǒng)的文件夾，默認安裝目錄是:C:\Program以下圖顯示執(zhí)行jdk安裝文件JDK安裝目錄在JDK安裝目錄中包含有：開發(fā)工具：〔\bin〕指工具和實用程序，可幫助您開發(fā)、執(zhí)行、調(diào)試和保存以Java編程語言編寫的程序。Java用于運行Java程序，Javac用來把Java源程序(.java)編譯成能由Java解釋執(zhí)行字節(jié)碼程序(.class)。運行時環(huán)境：〔\jre〕由JDK使用的JavaRuntimeEnvironment(JRETM)的實現(xiàn)。JRE包括JavaTM虛擬機(JVMTM)、類庫以及其他支持執(zhí)行以JavaTM編程語言編寫的程序的文件。附加庫：〔\lib開發(fā)工具所需的其他類庫和支持文件。演示applet和應用程序：〔\demo〕JavaTM平臺的編程例如〔帶源代碼〕。包括使用Swing和其他Java基類以及Java平臺調(diào)試器體系結構的例如。樣例代碼：〔\sample〕某些JavaAPI的編程樣例〔帶源代碼〕。C頭文件：〔\include〕支持使用Java本機界面、JVMTM工具界面以及Java平臺的其他功能進行本機代碼編程的頭文件。源代碼：〔\src.zip〕組成Java核心API的所有類的JavaTM編程語言源文件〔即，java.*、javax.*和某些org.*包的源文件，但不包括com.sun.*包的源文件〕。第三步：設置JDK環(huán)境變量。通常JDK安裝完成后需要設置Java環(huán)境變量PATH和CLASSPATH。(1).PATH變量是操作系統(tǒng)用于查找可執(zhí)行文件的目錄集，格式如下：PATH=<PATH原有的內(nèi)容>;<JDK安裝目錄>\binJDK安裝完成以后需要將開發(fā)工具的存放目錄參加到PATH變量中，使得在編譯或執(zhí)行Java程序時操作系統(tǒng)能夠找到編譯程序javac或解釋程序java。(2).CLASSPATH變量是Java編譯器編譯用于查找相關類或接口的目錄集，也是Java解釋器用于查找相關類或接口的目錄集，格式如下：CLASSPATH=<class文件目錄>或<jar文件路徑名>[;...]這里<jar文件路徑名>由每個jar文件及存放它的目錄名組成，例如D:\ProgramFiles\Java\jdk1.6.0_16\lib\dt.jar多個路徑名之間用“；”分隔。在Windows系統(tǒng)下設置環(huán)境變量可以從控制面板的系統(tǒng)設置添加。這里以JDK1.6為例介紹環(huán)境變量的設置過程，假設JDK安裝的安裝路徑是在控制面板中翻開“系統(tǒng)”，選擇“高級”標簽見圖.然后“環(huán)境變量”按鈕翻開環(huán)境設置窗口，見圖.在“系統(tǒng)變量”中選擇“Path”，然后安下“編輯”按鈕彈出“編輯系統(tǒng)變量”窗口。在“變量名”中Path

中添加

;C:\ProgramData\Oracle\Java\javapath;最后按下“確定”。在“變量名”中添加 JAVA_HOME在“變量值”中添加

D:\Program最后按下“確定”。在“系統(tǒng)變量”中后按下“新建”按鈕。在“變量名”中輸入CLASSPATH。在“變量值”中依次輸入以下內(nèi)容.;%JAVA_HOME%\lib;(省略)按下“確定”。Java平臺建立(即安裝JDK)完成后就可以運行或開發(fā)Java程序了。JDK提供了根本的Java開發(fā)工具，這些工具放在JDK安裝目錄下的bin目錄。但是，對于復雜大型的Java程序是不能滿足要求，需要專門的集成開發(fā)工具。下面分別介紹JDK提供主要工具軟件，并對目前常用的集成開發(fā)工具做簡單介紹。(1)JDK開發(fā)工具JDK開發(fā)工具包括工具和實用程序，可幫助開發(fā)、執(zhí)行、調(diào)試和保存以Java編程語言編寫的程序。在這些程序中主要工具程序有：編譯工具Javac，解釋工具Java，文檔生成工具，Java平臺調(diào)試工具等。建立Java開發(fā)環(huán)境

JavacJava編譯器，將Java源程序編譯成字節(jié)碼，生成class文件。在bin目錄下，文件名稱是javac.exe。命令格式：javac[選項]源文件[類][@argfiles]其中，選項–編譯參數(shù)。源文件–一個或多個需要編譯的java源程序文件。

類–一個或多類。@argfiles–參數(shù)文件。使用例如：編譯Java源程序HelloWorldApp.java。

JavaJava解釋器，直接從類文件執(zhí)行Java應用程序，即application。命令格式：java[選項]類[參數(shù)...]java[選項]-jarjar文件[參數(shù)...]javaw[選項]類[參數(shù)...]javaw[選項]-jarjar文件[參數(shù)...]其中，選項–運行參數(shù)。類–被調(diào)用的類的名稱。-jarjar文件–被調(diào)用的jar文件名稱。參數(shù)–傳送給main方法的參數(shù)串。使用例如：執(zhí)行Java類HelloWorldApp.class。Java〔源)程序結構

Java程序是由一個或多個編譯單元構成，每個編譯單元都一個以.java為擴展名的文本文件，又稱Java源程序文件。在java編譯單元(源程序)中包含幾種不同的元素，即：package語句import語句類(class)聲明或接口(interface)聲明語句一個程序可包括假設干個類。各類之間存在并列、繼承和包含關系。這些類通常是在一起協(xié)同工作的。編程只能在方法中。類和方法中的語句包含在“｛”和“｝”之間。每條語句以分號“；”結尾。語句由表達式、變量、字面值和關鍵字構成。編譯后每個類產(chǎn)生一個.class文件。package包名稱；import包名.類；class類名1{域定義方法名1〔〕{……}方法名2〔〕{……..}……}……publicclassLotsHelloApplication{ publicstaticvoidmain(String[]args) { for(intj=0;j<5;j++) {System.out.println(“Hello!World,”); } }}類聲明與定義類中的方法語句結尾以分號標志用大括號括起語句組Java例如程序：LotsHellosApplication.javaJava常用幾種類型Client機Server機Browser網(wǎng)頁字節(jié)碼Application〔Java應用程序〕“Java應用程序”是可以獨立運行的Java程序。由Java解釋器控制執(zhí)行。Applet(Java小程序，已過時)“Java小程序”不能獨立運行，而是被嵌入到Web頁中。由Java兼容瀏覽器控制執(zhí)行。ServletJava技術對CGI編程的解決方案。運行于Webserver上的、作為來自于Webbrowser或其他HTTPclient端的請求和在server上的數(shù)據(jù)庫及其他應用程序之間的中間層程序。Servlets的工作是：讀入用戶發(fā)來的數(shù)據(jù)。找出隱含在HTTP請求中的其他請求信息。產(chǎn)生結果。格式化結果〔網(wǎng)頁〕。設置HTTPresponse參數(shù)。將文檔返回給客戶端。Android應用程序Android是Google的基于Linux平臺開源的操作系統(tǒng)名稱。該平臺由操作系統(tǒng)、中間件、用戶軟件和應用軟件組成。目前開發(fā)android應用程序主要使用Java和C++語言。Application程序根本結構publicclassHelloApplication{publicstaticvoidmain(Stringargs[]){ System.out.println("Hello,Javaworld!");}}由一個或多個“類”組成。其中必須有一個“類”定義了main()方法,該方法是自動執(zhí)行的類方法，是Java應用運行的起始點。而這個類也就稱之為“主類”。Java程序源文件名要與主類名同名〔包括大小寫一個類產(chǎn)生一個.class文件。例如HelloApplication.java。Application程序上機過程編輯源程序EditHelloApplication.java〔dos命令〕使用notepad編輯器編輯java源程序更為方便。編譯—javacjavacHelloApplication.java產(chǎn)生HelloApplication.class文件解釋執(zhí)行—javajavaHelloApplication〔隱含.class文件)applet程序(在html5中被淘汰)importjava.awt.Graphics;importjava.applet.Applet;classHelloAppletextendsjava.applet.Applet{publicvoidinit(){}publicvoisstart(){}publicvoidpaint(Graphicsg){ g.drawString(“Hello,JavaWorld!”,10,20);}publicvoidstop(){}}源程序文件名：HelloApplet.java編譯java小程序

javacHelloApplet.java使用文本編輯建立test.html文件，嵌入HelloApplet.class<appletcode=HelloAppletwidth=200height=50></applet>瀏覽html文件使用appletviewer appletviewertest.html使用常規(guī)的瀏覽器applet小程序Servlet程序importjava.io.*;importjavax.servlet.*;importjavax.servlet..*;publicclassHelloWorldextendsHttpServlet{publicvoiddoGet(HttpServletRequestrequest,HttpServletResponseresponse)throwsIOException,ServletException{response.setContentType("text/html");PrintWriterout=response.getWriter();out.println("<html>");out.println("<head>");out.println("<title>HelloWorld!</title>");out.println("</head>");out.println("<body>");out.println("<h1>HelloWorld!</h1>");out.println("</body>");out.println("</html>");}}Servlet類<%@pageimport="num.NumberGuessBean"%><jsp:useBeanid="numguess"class="num.NumberGuessBean"scope="session"/><jsp:setPropertyname="numguess"property="*"/><html><head><title>NumberGuess</title></head><bodybgcolor="white"><fontsize=4><%if(numguess.getSuccess()){%>

Congratulations!Yougotit.

Andafterjust<%=numguess.getNumGuesses()%>tries.<p>

<%numguess.reset();%>

Careto<ahref="numguess.jsp">tryagain</a>?<%}elseif(numguess.getNumGuesses()==0){%>

WelcometotheNumberGuessgame.<p>

I'mthinkingofanumberbetween1and100.<p>JSP頁面

<formmethod=get>

What'syourguess?<inputtype=textname=guess>

<inputtype=submitvalue="Submit">

</form><%}else{%>

Goodguess,butnope.Try<b><%=numguess.getHint()%></b>.

Youhavemade<%=numguess.getNumGuesses()%>guesses.<p>

I'mthinkingofanumberbetween1and100.<p>

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What'syourguess?<inputtype=textname=guess>

<inputtype=submitvalue="Submit">

</form><%}%></font></body></html>Android框架Android程序Android應用程序構成ActivityAvisualuserinterface通過view管理UI每一個有用戶界面的應用至少包含一個activity一個應用可以有多個activity，其中一個作為mainactivity用于啟動顯示Activity通過startActivity或startActivityForResult啟動另外的activityActivity通過onCreate被創(chuàng)立當一個activity失去焦點，該activity將進入pause狀態(tài)，系統(tǒng)在內(nèi)存缺乏時會將其終止當一個activity被另一個activity覆蓋，該activity將進入stop狀態(tài)，系統(tǒng)在需要內(nèi)存的時候會將其終止Activity生命周期packagecom.tutor.activitydemo;