第1讲-Java语言概述

Java程序设计Java语言概述张高燕博士、讲师徐君海博士、讲师[e-mail]天津大学计算机科学与技术学院JAVA程序设计思考为什么要学习程序设计语言？为什么要学习Java语言？2JAVA程序设计3课程信息课程内容：本课程以Java语言为素材，讲授面向对象程序设计的方法与思路。网址：天津大学办公网（）-本科教学-课程信息-课程资料课程目标：掌握面向对象编程技术的基本知识培养实际开发能力JAVA程序设计Java语言概述Java语言基础OO程序设计(上)对象与类语言基础类OO程序设计(下)高级功能面向对象基本概念4课程大纲JAVA程序设计5异常处理Applet多线程图形用户界面课程大纲JAVA程序设计6课程安排授课学时——24学时（12次课）上机学时——8学时（4次上机实验）–时间：实验课时间（待定）–地点：综合实验楼机房考核方式–平时作业(5道题，占50%)–综合大作业(占25%)–上机作业（占20%）–考勤（占5%）JAVA程序设计7教学参考书《Java程序设计（第二版）》刘宝林主编,高等教育出版社出版,国家“十一五”规划教材《Java程序设计案例教程》刘宝林主编,高等教育出版社出版,国家“十一五”规划教材《Java程序设计与案例》刘宝林主编,高等教育出版社出版,国家“十五”规划教材《Java程序设计与案例习题解答与实验指导》刘宝林主编,高等教育出版社出版,国家“十五”规划教材配套参考书网络教学资源——软件、电子教案、英文电子书、Java学习辅助资料等课程资源。Java语言概述Java的历史与发展Java语言概貌Java开发工具Java程序类型JAVA程序设计JamesGosling，1991,Oka9Java的历史JAVA程序设计10Java的历史Java前身–91年，Sun公司开始Green工程-开发家用电器–93年，席卷全球–94年，开始定位于Internet,HotJava浏览器，–95年，Java命名HotJava,第一个支持Java的浏览器JAVA程序设计11Java的发展1995JDK1.01998JDK1.22000JDK1.32002JDK1.42004JDK1.52006JDK1.62011JDK1.72014JDK1.82010Oracle并购Sun初创Java2改进稳定语法增加广泛改进前进大步……JAVA程序设计什么是JavaJava是一种编程语言–面向对象的编程语言（OOP）–语法结构与C和C++语言十分相似–Java语法十分简单12JAVA程序设计13Java语言的特点简单易学–语法简单，简化重载，去掉指针面向对象–纯面向对象，以类的形式定义对象的状态和行为平台无关–跨平台运行安全稳定–程序运行时进行安全检查支持多线程–支持多任务JAVA程序设计14Java语言的特点高效的网络编程–轻松获取网络资源分布式–丰富的网络编程功能大量类库–方便编程动态性–动态增加和修改类库JAVA程序设计15Java语言与C\C++语言的比较无直接指针操作自动内存管理数据类型长度固定不用头文件不包含结构和联合不支持宏不用多重继承无类外全局变量无gotoJAVA程序设计Java语言应用面向对象的应用开发各类网络应用程序的开发计算过程的可视化动态画面/交互操作Internet的系统管理数据库操作…16JAVA程序设计17Java的工作方式字节码不是实际机器的最终执行码，而是由虚拟机转换成为平台需要的目标代码，然后在实际的机器之上来运行目标代码。一次编译，多次运行。JAVA程序设计18Java的工作方式本地计算机系统Java虚拟机（JVM).class二进制字节码文件.javajava源程序文件编译JAVA程序设计19JVMJava虚拟机（JVM）Java虚拟机类似于一个小巧而高效的CPU，Java处理器“芯片”，一般由软件实现Java虚拟机类装入器字节码验证器解释器字节码执行JAVA程序设计20JVMJVM提供以下定义：–指令集(Bytecodes是JVM的机器指令)。–寄存器组(用于保存机器的运行状态)–类文件格式–栈(局部变量区、执行环境区和操作数区)–垃圾回收“堆”(实现内存的动态分配和自动回收)–方法区域(是编译后的代码区域,包括方法代码、符号表等)JAVA程序设计21JREJRE－JavaRuntimeEnvironment，即java运行环境。JRE是由JVM和javaplatform核心类以及相关支撑文件组成。–JRE=JVM+API（Lib）JRE运行程序时的三项主要功能：–加载代码：由classloader完成–校验代码：由bytecodeverifier完成–执行代码：由runtimeinterpreter完成理解–为何java是跨平台的–为何Java是安全的JAVA程序设计22APIApplicationprogramminginterface.API是rules(syntax)：在java应用技术中如何编程。API包括数百个类—sun公司预先编好的代码，经过编译，可在程序中使用的Java代码标准库。你可以在编程中充分利用它们的功能。程序设计23JDK、J2SDKJ2SDK包含JVM和其他工具，以及所有的API和相关文件。J2SDK=JRE+ToolsJAVA程序设计24Java开发工具包括Javac：–Java编译器，用来将java程序编译成Bytecode。Java：–Java解释器，执行已经转换成Bytecode的java应用程序。Jdb：–Java调试器，用来调试java程序。Javap：–反编译，将类文件还原回方法和变量。Javadoc：–文档生成器，创建HTML文件。Appletviewer：–Applet解释器,用来解释已经转换成Bytecode的java小应用程序。Java开发工具JAVA程序设计Java开发工具J2SDK(SoftwareDevelopmentKit)–StandardEdition(J2SE)–EnterpriseEdition(J2EE)–MobileEdition(J2ME)25JAVA程序设计26Java开发工具环境安装——以J2sdk1.8.0为例下载地址–下载文件–j2sdk-1_8_0-win.exe–j2sdk-1_8_0-doc.zip安装–直接运行“j2sdk-1_8_0-win.exe”。文档–解开“j2sdk-1_8_0-doc.zip”。JAVA程序设计27Java开发工具安装JDK后产生如下目录：\bin目录：Java开发工具，包括Java编译器、解释器等\demo目录：一些实例程序\lib目录：Java开发类库\jre目录：Java运行环境，包括Java虚拟机、运行类库等…JAVA程序设计设定path和classpathpath是命令（javac及java)的路径;classpath是所要引用的类的路径我的电脑—属性—高级—环境变量，添加或修改环境变量–JAVA_HOME=%java_installation_dir%–PATH=%JAVA_HOME%\bin;–CLASSPATH=.;%JAVA_HOME%\lib\lib.jar;%JAVA_HOME%\lib\tools.jar;注意：设置PATH时系统原来有的部分不要删除，在后面添加即可。28JAVA程序设计29Java集成开发环境几种集成开发环境JcreatorLE：简易工具，适合初学者NetBeans：庞大，缓慢，功能强Eclipse：庞大，免费，功能强JAVA程序设计30Java程序结构package语句import语句//导入其他类的类库类定义class（1个或多个类，但只能有一个与文件同名的public类）类=类头+类体类体=属性+方法方法=方法头+方法体JAVA程序设计31Java程序结构举例ClassDemo.javapackagechapter1.demoimportjava.io.*;publicclassClassDemo{privateintnum=0;publicvoidoutput(intnumber){for(intj=0;jnumber;j++){System.out.println(“Hello,World!”);}}}类的声明与定义类的方法类体类的属性方法体JAVA程序设计32Java程序的几种类型Application–“Java应用”是可以独立运行的Java程序。–由Java解释器(JVM)控制执行。Applet–“Java小程序”不能独立运行，而是被嵌入到Web页中。–由与Java兼容的浏览器控制执行或appletViewer来运行。JAVA程序设计33Application程序Application–运行在客户端Java虚拟机上的Java程序–能够以命令行方式运行–由一个或多个“类”组成。–其中必须有一个“类”定义了main()方法,该方法是自动执行的类方法，是Java程序运行的入口和起始点。而这个类也就称之为“主类”。JAVA程序设计34Application程序基本结构编辑Java源文件。如HelloWorld.javaimportjava.io.*;publicclassHelloWorld{publicstaticvoidmain(Stringargs[]){System.out.println(Helloworld!);}}JAVA程序设计35Application程序编译与执行编译—javacjavacHelloWorld.java产生HelloWorld.class文件解释执行—javajavaHelloWorld（注意：不含.class）HelloWorldJAVA程序设计36Applet——小应用程序–运行于支持Java的Web浏览器中–浏览器的解释器把字节码转换成和机器匹配的指令，在网页中执行小程序。applet小程序JAVA程序设计37Applet的优点–Web浏览器软件包括很多小应用程序运行所需的功能Applet的局限性–在客户端主机的文件系统中读/写受限–不能运行客户端主机的任何程序–仅能在服务器和客户端之间建立联系applet小程序JAVA程序设计38applet小程序编译与执行编辑Java源文件HelloWorldApplet.javaimportjava.awt.Graphics;importjava.applet.Applet;//将java.applet包中的//类Applet引入本程序publicclassHelloWorldAppletextendsApplet{publicvoidpaint(Graphicsg){g.drawString(“HelloWorld!”,20,20);}}编译java小程序javacHelloWorldApplet.javaJAVA程序设计39applet小程序编译与执行建立index.html文件，嵌入HelloWorldApplet.class浏览html文件–使用appletviewerindex.html–使用常规的浏览器JAVA程序设计40Applet开发、执行模式applet小程序编译与执行CLIENTSERVER编译器.java源代码.class字节码Browser字节码下载JAVA程序设计41编译、运行程序Application:Applet:D:\javacHelloApplication.javaD:\javaHelloApplicationHello,JavaWorld!D:\javacHelloA