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1、第1章 Java程序设计语言概述,Java程序设计,2,学习目标,了解程序设计概念和程序设计方法了解程序设计语言熟悉Java语言的开发平台和集成开发工具,Java程序设计,3,1.1 程序与程序设计,计算机之所以具有如此之大的魅力是因为人们可以根据特定的需求设计特定的软件，赋予它更加强大的处理能力。计算机硬件系统是发展的基础，计算机软件系统是发展的关键。我们生活的现实世界中充满了各种各样的信息，人们通过运行在计算机硬件上的各种应用软件来高效地处理这些信息，而软件是使用程序设计语言开发出来的。,1.1.1 程序设计的概念,程序是用以解决问题的按一定顺序安排的操作序列，它主要用于描述完成某项功能所
2、涉及的对象和动作规则。在计算机领域，程序是指计算机为完成某项任务所必须执行的指令集合。人们可以借助计算机能够理解的语言编写程序，用以告诉计算机应该处理哪些数据以及如何来处理数据，称为程序设计。,瑞士著名的计算机科学家Niklaus Wirth提出了一个有名的公式：程序=算法+数据结构 要编写程序必须要研究如何组织数据，如何对这些数据进行操作。数据是程序操作的对象，因此首先应该确定要解决的问题中需要处理哪些数据，然后设计出对数据进行操作的具体步骤，这些步骤称为算法。,1.1.2 程序设计语言,程序设计语言（Programming Language）是用于编写计算机程序的语言，使用它把人类解决问题
3、的方法用计算机可以识别的形式表示出来。程序设计语言按照发展过程大致可以分成三类：1.机器语言 机器语言是指由二进制代码按照一定规则组成的命令集合，也称为机器指令集合。机器语言是唯一能被计算机直接理解和执行的程序设计语言。优点：编写的程序计算机可以直接识别，执行效率高；缺点：指令难记忆、编程非常困难、可读性差。,2.汇编语言 为了解决机器语言难记忆、可读性差的缺点，人们把机器指令中用英文助记符和符号地址来表示，这种助记符语言称为汇编语言。汇编语言的可读性、可记忆性比机器语言有了很大改善，而且保持其执行效率高的优点。3.高级语言 高级语言是更接近人类的自然语言和数学语言的表示方法。其特点是在一定程
4、度上与具体计算机的结构无关，具有更强的表达能力。,1.1.3 程序设计方法,程序设计方法是指导程序设计的思想方法，包括程序设计的原理和所应该遵循的基本原则，帮助人们从不同角度去描述问题域。1.结构化程序设计方法（1）自顶向下、逐步求精（2）模块化（3）流程控制结构化,自顶向下、逐步求精,即将编写程序看成是一个逐步演化的过程。所谓自顶向下是指将分析问题的过程划分成若干个层次，每一个新的层次都是上一个层次的细化，即步步深入，逐层细分。,模块化,即将整个系统分解成若干个模块，每个模块实现特定的功能，最终的系统将由这些模块组装而成。模块之间通过接口传递信息，力求模块具有良好独立性。实际上，往往可以将模
5、块看作是对欲解决的应用系统实施自顶向下、逐步求精后形成的各子系统的具体实现。,语句结构化,支持结构化程序设计方法的语言都应该提供过程实现模块概念。结构化程序设计要求，在每一个模块中只允许出现三种流程结构的语句，它们是顺序、分支和循环。这三种流程结构的语句有一个共同的特点，即每种语句只有一个入口，一个出口，这对于保证程序的良好结构、检验程序的正确性十分重要。,结构化程序设计方法,举例：读入一组整数，要求统计其中正整数和负整数的个数。【分析】：该任务的顶层模块可设计为3块：1、读入数据（模块1）；2、统计正、负数个数（模块2）；3、输出结果（模块3）；,结构化程序设计方法,其中，模块2可继续细化为
6、以下小块：、正整数个数为0；负整数个数为0；、取第一个数；、重复执行以下步骤直到数据统计完。2.1：若该数大于0，正整数个数加1；2.2：若该数小于0，负整数个数加1；2.3：取下一个数。,2.面向对象程序设计方法 所谓面向对象是指以对象为中心，分析、设计和构造程序的机制。与结构化方法相比，面向对象方法实现了从问题域到求解域的直接映射，从而实现了计算机系统对现实世界的真正模拟。面向对象=类+对象+继承+消息+通信,抽象（Abstract）封装（Encapsulation）对象（Object）类（Class）消息（Message）继承（Inheritance）多态（Polymorphism）,1
7、.2 Java程序设计语言,Java平台和语言最开始只是SUN公司在1990年12开始研究的一个内部项目“Green计划”。最初打算编写一门在家用电器等小型系统的编程语言，来解决诸如电视机、电话、闹钟、烤面包机等家用电器的控制和通讯问题。,1.2 Java程序设计语言,Java之父：James Gosling,1.2 Java程序设计语言,1995年5月Sun公司在SunWorld95大会上发布了Java和HotJava浏览器。1995年9月Sun公司宣布将提供Java开发工具。1996年1月Sun公司推出Java开发工具包JDK（Java Development Kit）1.0，为广大的开发
8、人员提供了用来运行Java应用软件的开发环境。,1997年3月Sun公司推出JDK1.1.1。1998年12月Sun公司发布Java 2平台，它是Java发展史的一个里程碑。1999年6月Sun公司定义了Java技术的框架，形成了今天人们看到的三个版本。2000年5月，推出JDK1.3。2002年2月，推出JDK1.4。2004年10月，Sun发布了JDK1.5，同时，Sun将JDK1.5改名为J2SE5.0。2006年4月，推出J2SE 6.0。2009年4月20日，Oracle（甲骨文）宣布以74亿美元收购Sun。2011年7月28日，Oracle正式发布Java 7。,1.2 Java程
9、序设计语言,Java 技术具有卓越的通用性、高效性、平台移植性和安全性，广泛应用于个人PC、数据中心、游戏控制台、科学超级计算机、移动电话和互联网，同时拥有全球最大的开发者专业社群。近年来，Java得到了极大的普及，迅速成为最流行和最成功的程序设计语言之一。,1.2 Java程序设计语言,Java可以为Internet上的服务器、台式机、移动设备开发跨平台的应用程序。,为什么是Java?,Java is a general purpose programming language.Java is the Internet programming language.,1.2 Java程序设计语言
10、,嵌入HTML运行的Applet小程序,1.2 Java程序设计语言,运行在Web服务器上的JSP页面,1.2 Java程序设计语言,运行在Web服务器上的JSP页面,1.2 Java程序设计语言,桌面应用程序写字板,1.2 Java程序设计语言,移动设备(手机)的应用程序,1.2 Java程序设计语言,http:/,Java程序设计语言的特点,（1）简单性（2）面向对象（3）分布式（4）解释型（5）健壮性（6）安全性（7）结构中立（8）可移植的（9）高效性（10）多线程的（11）动态性,1.3 Java程序开发工具,Java运行环境（Java Runtime Environment，JRE）
11、；Java开发环境：为了开发Java应用程序，还需要安装和配置Java开发环境，开发环境主要包括Java开发工具（Java Development Kit，JDK）和集成开发环境（Integrated Development Environment，IDE）。应用程序接口（Application Programming Interface，API）Java还提供了完整的应用程序接口API文档，便于程序员参考。,1.3.1 JDK开发工具,JDK包含了JRE和以命令行方式完成开发工作的开发工具。根据不同的开发和应用需求，Java主要提供了三个不同版本的JDK开发工具。Java标准版：Java P
12、latform,Standard Edition，缩写为Java SE，用于开发独立客户端的Java Application和Java Applet。Java企业版：Java Platform,Enterprise Edition，缩写为Java EE，用于开发服务器端的分布式应用，如：Java Servlet、Java Server Pages等。Java微型版：Java Platform,Micro Edition，缩写为Java ME，用于为移动设备如手机等编写应用程序。,1.3.1 JDK开发工具,1.下载和安装JDK Java的官方网站下载开发工具的最新版本，下载的网址如下：http
13、:/JDK安装文件是jdk-6u24-windows-x64.exe 在Windows7中双击运行安装程序，按照安装向导的说明进行安装即可。建议使用默认的安装路径。,1.3.1 JDK开发工具,安装完毕后，还需对操作系统的环境变量进行配置：,1.3.1 JDK开发工具,环境变量path:C:Program FilesJavajdk1.6.0_24bin新建环境变量classpath:.;C:Program FilesJavajdk1.6.0_24lib,1.3.1 JDK开发工具,JDK的安装目录的子目录：bin：存放编译、解释和调试程序开发工具。jre：存放Java的运行时环境，包括JVM、
14、类库和支持Java程序运行的程序。lib:存放开发Java程序需要的类库和支持文件。include:存放支持使用Java本机界面、JVM工具界面及其它进行本机代码编程的头文件。demo:存放使用Java编程的实例的源代码。,1.3.1 JDK开发工具,2.常用开发工具文件javac.exe是Java程序的编译器，用于将源代码编译为字节码文件。java.exe是Java程序的解释器，用于解释运行字节码文件。jar.exe用于创建发布Java程序的归档文件，扩展名为.jar、.war或.ear等。javadoc.exe用于生成Java类的API文档。jdb.exe用于调试Java程序。applet
15、viewer.exe用于运行和调试Applet程序。javap.exe用于将java的类文件反编译为源程序。,1.3.1 JDK开发工具,3.使用JDK开发Java程序（1）使用文本编辑器编辑并保存Java源程序文件 xxx.java，源程序主文件名必须与主类名相同,1.3.1 JDK开发工具,（2）使用javac.exe对源程序代码进行编译生成字 节码文件xxx.class,1.3.1 JDK开发工具,（3）使用java.exe运行字节码（.class）文件,1.3.2 集成开发环境工具,直接使用JDK的命令行开发工具不方便且开发效率很低。为了提高程序的开发效率、降低程序调试的复杂程度，许多
16、集编辑、编译、运行和调试等多种开发环节于一体的开发环境不断出现：Eclipse：http:/www.eclipse.org（IBM）NetBeans：http:/beans.org（Oracle）,1.3.2 集成开发环境工具,1.NetBeans的下载与安装,1.3.2 集成开发环境工具,2.使用NetBeans开发Java应用程序（1）新建项目,1.3.2 集成开发环境工具,（2）指定项目的名称和存放位置,1.3.2 集成开发环境工具,（3）程序编写和运行,1.3.2 集成开发环境工具,1.4 Java程序的基本结构,例1.1 编写程序，在屏幕上输出一个字符串。public class W
17、elcome public static void main（String args)System.out.println（Welcome to Java!);通过这个简单的例子可以了解Java应用程序的结构和一些语法特征：,1.4 Java程序的基本结构,1.类（class）类使用关键字class进行定义，每个Java程序至少要包含一个类。2.方法（method）Java语言中的方法与其他高级语言中函数的概念相同，每个方法可以完成特定的功能。3.main方法 每个Java应用程序中必须包含一个main方法，该方法定义了程序应该从哪里开始运行。public static void main（S
18、tring args)/方法的语句,1.4 Java程序的基本结构,4.语句 Java语言的语句用来完成一个或一系列的操作，每条语句必须用分号结束。5.块 程序中可以把一些有密切关系的成份组合起来构成块。Java的块以左大括号（）开始，以右大括号（）结束。6.关键字 关键字或称保留字是指对编译器有特殊意义、在程序中不能作为其他用途的字。,1.4 Java程序的基本结构,7.注释 高级语言都允许在程序中使用注释对源程序进行说明，但不影响编译为目标程序及运行。单行注释：以/开始到当前行结束的内容是单行注释。多行注释：以/*开始到*/结束之间的内容是多行注释，可以跨多行。文档注释：以/*开始到*/结束之间的内容是文档注释，可以通过javadoc.exe工具转换为HTML格式的API文档。,课后工作,复习本章内容编写一个简单的程序，在命令行窗口和对话框中输出自己的名字。,Java程序设计,52,
