JAVA教程第2章(控制台程序设计)

第2章控制台程序设计本章提要◆面向对象思想◆Java语言特点◆Java运行环境◆编写Java程序本章知识要点Java程序分类Java开发环境与运行类的定义类的四个基本特性接口任务1认识Java程序及其运行什么是Java程序Java开发环境及工具计算机处理Java程序的过程Java程序例子:/*WelcomeApp.java*/importjava.lang.System;classWelcomeApp{publicstaticvoidmain(Stringargs[]){System.out.println(WelcometoJavaWorld!);}}Java程序Java应用程序的特点是可以一次编译到处运行。两大类型应用程序（applications）小应用程序（applets）应用程序是可以独立在任何操作系统平台上执行的程序。基于窗体的应用程序基于控制台的应用程序小应用程序是在Web页面内执行的Java程序，小应用程序需要浏览器支持。Java运行环境Java运行环境JavaRuntimeEnvironment(JRE)是可以在其上运行、测试和传输应用程序的Java平台。它包括Java虚拟机、Java平台核心类和支持文件。如sun公司的JRE包括：JavaRuntimeEnvironment和JavaPlug-inJava虚拟机JVM(JavaVirtualMachine)它是一种可以运行Java字节码的虚拟的计算机，它是Java运行平台的核心。Java源程序编译生成的字节码不能直接在操作系统平台上运行，必须在Java虚拟机上运行。任务1认识Java程序及其运行什么是Java程序Java开发环境及工具计算机处理Java程序的过程Java开发环境Java开发包Java开发工具箱（JDK）是SUN的Java软件开发包。其中包含有实现各种各样低层技术的类的集合，这些类提供了很多属性和方法。我们可以在这之上开发Java应用程序。JDK的三种版本SE（J2SE），standardedition，标准版，通常用版本EE（J2EE），enterpriseedtion，企业版，用于开发J2EE应用程序ME（J2ME），microedtion，主要用于移动设备、嵌入式设备上的java应用程序Java开发环境（续）在SUN的JDK中，不仅包含开发类库。同时，JDK也为用户提供了集成和执行Java应用程序和小应用程序的工具。表中列出的就是它们所提供的部分工具工具作用Javac编译器用于将Java源程序编译成字节码Java解释器Java解释器，用于解释执行Java字节码appletviewer小应用程序浏览器，用于测试和运行JavaApplet程序JavadocJava文档生成器Javah工具C文件生成器，利用此命令可实现在Java类中调用C++代码jdb工具Java调试器Java开发环境（续）JDK下载地址JDK的安装与系统环境配置1、右击我的电脑选择——属性——高级——环境变量——系统变量2、新建一个变量名为“CLASSPATH”，变量值为“C:\ProgramFiles\Java\jdk1.5.0_14\lib\tools.jar;C:\ProgramFiles\Java\jdk1.5.0_14\lib\dt.jar;.;”中间用分号隔开，若修改了安装目录的,则需修改成相应目录。3、再新建一个变量名为“JAVA_HOME”，变量值值为“C:\ProgramFiles\Java\jdk1.5.0_14;”。4、打开系统变量“PATH”，在变量值后面添加“C:\ProgramFiles\Java\jdk1.5.0_14\bin;”Java开发环境（续）JDK安装与配置测试:输入Java-version出现以下说明,则表示成功javaversion1.5.0_14Java(TM)2RuntimeEnvironment,StandardEdition(build1.5.0_14-b03JavaHotSpot(TM)ClientVM(build1.5.0_14-b03,mixedmode,sharing)Java开发环境（续）关于系统环境配置变量的说明:1.PATH环境变量。作用是指定命令搜索路径，在DOS命令行下面执行命令,如javac编译java程序时，它会到PATH变量所指定的路径中查找看是否能找到相应的命令程序。2.CLASSPATH环境变量。作用是指定类搜索路径，JVM通过CLASSPTH来寻找类的,从而我们可以使用已编写好的类。3.JAVA_HOME环境变量。它指向jdk的安装目录，Eclipse/NetBeans/Tomcat等软件就是通过搜索JAVA_HOME变量来找到并使用安装好的jdk。4.如果安装了J2EE，也同样要加一个环境变量J2EE_HOME。Java开发工具JCreatorJBuilderVisualAgeForJavaSunONEStudioNetbeanEclipse任务1认识Java程序及其运行什么是Java程序Java开发环境及工具计算机处理Java程序的过程Java程序运行环境架构Java源代码(.java文件)Java编译器Java字节码(.class文件)装载器字节校验器Java解释器操作系统/硬件平台JVMJVM虚拟机——用软件构造出来的计算机。它是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。虚拟机有自己的指令系统，但没有硬件，它把虚拟代码转换成相应的机器代码，再加以执行。JAVA虚拟机(JVM)——一个想象中的机器,在实际的计算机上通过软件模拟来实现。Java虚拟机有自己想象中的硬件,如处理器、堆栈、寄存器等,还具有相应的指令系统。JVM的作用——它有自己的一套逻辑指令，JAVA源代码经过编译器编译以后，生成虚拟机的逻辑指令集（.class文件），而JVM的任务就是将.class文件装入内存，并把这些.class文件包含的伪指令解释为具体平台的机器指令，然后执行。从这个意义上来说编译器是平台无关的，而JVM是平台有关的。如window平台与linux平台上的JVM是不一样的。JVM体系结构常量池：虚拟机必须为每个被装载的类型维护一个常量池。常量池就是该类型所用到常量的一个有序集和，包括直接常量（string,integer和floatingpoint常量）和对其他类型，字段和方法的符号引用。类装载器子系统运行引擎JVM区本地方法栈程序计数器Java栈堆方法区（常量池,成员和方法数据以及方法、构造方法的代码）（堆）共享各线程独占各线程独占各线程独占共享JVM类装载——指将包含在类文件中的字节码装载到JVM中,并使其成为JVM一部分的过程。即寻找一个类或是一个接口的二进制形式，并用该二进制形式来构造代表这个类或是这个接口的class对象的过程，其中类或接口的名称是给定了的。类装载过程——装载、链接和初始化，其中链接又可以分成校验、准备、解析三步：装载：查找和导入类或接口的二进制数据；链接：执行下面的校验、准备和解析步骤，其中解析步骤是可以选择的；校验：检查导入类或接口的二进制数据的正确性；准备：给类的静态变量分配并初始化存储空间；解析：将符号引用转成直接引用，如变量直接通过地址访问，方法也被映射到内存的某个位置等待调用；初始化：利用类定义的代码对静态变量的初始化Java代码和静态Java代码块。JVM运行引擎——负责执行包含在已装载的类或接口中的指令。JVM区Java堆——是一个运行时数据区,类的实例(对象)从中分配空间，它的管理是由垃圾回收来负责的，程序员不能显式释放对象。Java不规定具体使用的垃圾回收算法,可以根据系统的需求使用各种各样的算法。Java方法区——保存方法代码(编译后的java代码)和符号表（常量池）程序计数器——每个线程一旦被创建就拥有了自己的程序计数器。当线程执行Java方法的时候，它包含该线程正在被执行的指令的地址JVMJava栈有三个区域:局部变量区、运行环境区、操作数区局部变量区：每个Java方法使用一个固定大小的局部变量集。运行环境区：在运行环境中包含的信息用于动态链接,正常的方法返回以及异常捕捉操作数区：机器指令从操作数栈中取操作数,对它们进行操作,并把结果返回到栈中本地方法栈，当一个线程调用本地方法时，它就不再受到虚拟机关于结构和安全限制方面的约束，它既可以访问虚拟机的运行期数据区，也可以使用本地处理器以及任何类型的栈。JVM工作过程JVM是JDK的最底层，负责于操作系统的交互,用来屏蔽操作系统环境,提供一个完整的java运行环境,即虚拟计算机JDK装入JVM的过程创建jvm装载环境和配置装载jvm.dll初始化jvm.dll并挂界到JNIENV(JNI调用接口)实例调用JNIENV实例装载并处理class类。JVM处理示例Test.class的过程输入命令：JavaTest确定jvm的路径和相关的参数配置装载jvm.cfg文件，获得jvm.dll的路径由LoadJavaVM来装入jvm.dll文件获得JNIEnv实例java.c中LoadClass方法装载该主类由JNIEnv实例的方法调用主类中main方法任务2编写数字显示程序问题分析知识学习类的抽象与封装数据类型常用类和包定义Java类任务实施问题分析任务描述：编写一个程序，能够显示数字问题分析：Java程序构成,它是面向对象的语言,其程序由类组成的,需要了解类的相关概念编写Java程序的方法和步骤确定显示数字所使用的数据类型,了解数据类型知识编写代码编译执行知识学习——类的抽象与封装将客观世界的任何实体看作对象，则客观世界由各种“对象”组成，且有自己的状态和行为，将具有相同特征和功能的对象归类，形成类，其中每个对象就是这个类的一个实例。类之间可通过继承关系构成类的层次结构，对象之间可通过消息相互作用，即一个对象通知另一个对象完成一个允许作用于该对象的操作，而其操作细节被封装，对外界不公开。类和对象——是对对象的抽象及描述，是一些数据元素（属性）及其上操作（方法）的聚集。对象则对应一个值。类与对象的关系相当于模式和它的实例的关系。知识学习——类的抽象与封装面向对象的四个基本特征——抽象、封装、继承、多态。抽象——从众多对象中抽出共同的、本质的属性和行为的过程。封装——将类的属性和行为（即数据和方法）聚集在一起形成一个完整逻辑单元的机制，只让可信的类或者对象操作，对不可信的进行信息隐藏。继承——是类之间“一般”和“特殊”的关系，已有类（父类）可派生出新类（子类），构成类的层次关系多态——表示同一事物的多种形态面向对象——是一种程序设计思想，在程序空间内，利用数据抽象的方法对客观世界的实体进行描述，即将一种数据结构和操作该数据结构的方法捆绑在一起，封装在一个程序实体内，从而实现了数据封装和信息隐藏。知识学习——类的抽象与封装定义一个Java类classClassName{//构造方法//一个或多个属性//一个或多个方法//一个主方法}知识学习——类的实例化对象的生命周期：生成、使用和清除对象的生成——包括声明、实例化和初始化三方面的内容.通常的格式为:typeobjectName=newtype([paramlist]);说明：其中type是组合类型(包括类和接口)typeobjectName：即声明，分配一个type引用空间newtype：即实例化，在堆空间创建一个type类对象([paramlist])：即初始化，在对象创建后，立即调用type类的构造函数，对刚生成的对象进行初始化=：使对象引用指向刚创建的那个type对象知识学习——类的