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Java程序设计基础教程第一章 概述本章技能目标（1）了解Java语言的由来、特点、家族成员及实现机制。（2）熟悉JDK开发环境的安装与配置。（3）会使用Eclipse开发第一个Java应用程序。重点和难点开发环境的配置与使用。1.1Java语言简洁1.1.1Java语言的由来Java是由SUN公司开发而成的新一代编程语言。Oak。咖啡（Java）。Java大家庭：（1）J2ME即Java2 Micro Edition。（2）J2SE即Java2（Software Development Kit）Standard Edition。（3）J2EE即Java2 Enterprise Edition（可扩展的企业应用Java2平台）。1.1.2Java语言的特点面向对象与面向过程。高级语言程序必须转换为机器语言程序才能执行，但不同的计算机系统所使用的机器语言不同。一次编译，随处运行。任何系统只有安装了Java虚拟机（Java Virtual Machine，JVM）后，才可以执行Java程序。当JVM解释执行Java程序时，Java实时编译器（Just-In-Time，JIT）会将字节码译成目标平台对应的机器语言的指令代码。编译器会产生一种具备结构中立性的对象文件格式，即Java字节码文件。在Java中，这种供虚拟机理解的代码叫做字节码（ByteCode），它不面向任何特定的处理器，之面向虚拟机。Java字节码可在任何安装了Java虚拟机的平台上运行。每一种平台的解释器是不同的，但是实现的虚拟机是相同的。Java源程序经过编译器编译后变成字节码。字节码由虚拟解释执行，虚拟机将每一条要执行的字节码送给解释器，解释器将其翻译成特定机器上的机器码，然后再特定的机器上运行。其执行过程如图1-1所示。1.2开发环境配置与使用1.2.1JDK的安装与配置在开发Java应用程序前必须首先下载并安装JDK。目前JDK最新版本是1.6。/technetwork/java/javase/downloads/index.html2.认识JDK（1）bin目录。提供了工具程序，包括javac、java、javadoc、appletviewer等程序。1）javac用于将Java源代码编译成字节码。其语法为：Javac option source其中，option可包括以下几项：-classpath，指定将使用的类路径，以搜索.class文件。-d，制定用于存放经过编译的.class文件的目录。“.”表示当前目录。Source是以扩展名.java结尾的一个或多个文件名。2）java用于执行java字节码。其语法为：Java option classname arguments其中，option可包括以下几项：-classpath，指定将使用的备用类路径。-version，显示编译源代码的JDK版本。3）javadoc用于生成API文档。4）appletviewer用于运行编译好的Applet。（2）jre目录。提供JDK附带的JRE资源包（运行环境）。（3）lib目录。提供了java工具所需的资源文件。（4）demo目录。提供了Java编写的范例程序。（5）src.zip文件。提供了API类的源代码压缩文件。如需查看API的某些功能实现方法，可以查看这个文件中的源代码内容。3。设置Patch与Classpath环境变量（在Windows XP环境下）（1）设置Patch。具体方法是：用鼠标右键单击桌面上“我的电脑”图标，选择“属性”选项，再选择“高级标签”，系统显示如图1-3所示。单击“环境变量”按钮，打开“环境变量”对话框。选择Path变量，单击“编辑”按钮，在“变量值”文本框中加入JDK的bin地址目录，如：C:Program FilesJavajdk1.6.0_21bin，地址间采用“；”隔开，如图1-4所示。设置完成后，单击“确定”按钮完成设置，并返回到“环境变量”对话框。（2）设置Classpath。再“环境变量”对话框中单击“新建”按钮，设置变量名为Classpath变量值为：.;C:Program FilesJavajdk1.6.0_21lib，如图1-5所示。提示：“.”表示当前目录。（3）测试。具体方法是：单击“开始”菜单，选择“运行”命令，输入cmd命令，进入DPS界面，若输入java version命令会出现如图1-6所示的信息，则表明设置正确。1.2.2开发第一个Java程序（1）Eclipse。登录/downloads/下载。（2）安装Eclipse。Eclipse是一个绿色软件，无需安装即可执行。/file/f9b0403803覆盖下列文件到程序目录即可。（3）运行Eclipse。进入解压后的eclipse目录，双击eclipse.exe运行Eclipse集成开发环境。在运行时，Eclipse会提示选择工作空间，如图1-7所示（这里选择E:黄伟林第一章作为工作空间）选择工作空间后，单击“确定”按钮，会出现一个欢迎界面，可以把欢迎界面关闭。（4）用Eclipse编写程序。1）新建项目（project）：单击“文件”“新建”“项目”命令，在弹出的对话框中选择“Java项目”选项，单击“下一步”按钮，如图1-8所示。输入项目名称：JavaStudy，单击“完成”按钮，如图1-9所示。提示：项目又称“工程”。2）新建Java程序：选中“包资源管理器”中的JavaStudy项目节点，单击鼠标右键，选择“新建”“文件”命令，新建文件，如图1-10所示。在“文件名”文本框中输入：FirstClass.Java，单击“完成”按钮，系统将自动弹出如图1-11所示的Eclipse主窗口。3）编写代码：在Java编辑器中输入如图1-12所示的内容。public class FirstClasspublic static void main(String args)System.out.println(Hello World!);4）保存：单击工具栏中的“保存”按钮或“文件”菜单中的“保存”命令。在保存的同时，Eclipse将自动将源程序编译成字节码文件。若程序有错误，将显示在“问题”视图中。5）运行：在“包资源管理器”中，选中FirstClass类节点，单击鼠标右键，选择“运行方式”“Java应用程序”选项。如果看到如图1-13所示的输出结果，表明第一个程序开发成功。1.2.3 Java程序框架（1）给程序起个名字，我们把它叫做类名，图1-12中的FirstClass就是类名。类名前腰用public（公共的）和class（类）两个词修饰，他们的顺序不能改变，中间要用用空格分隔。类名后跟一对大括号，所有属于这个类的代码都放在“”和“”之间。（2）写出main方法的框架public static void main(String args)main方法是所有Java应用程序执行的起点。一个程序孩子能有一个main方法。（3）在main方法中填写代码。println()和print ()都是向控制台输出消息，唯一不同的是，println()在输出消息后会自动换行，而print()不会自动换行。注意：（1）public修饰的类名不能随便起，必须与Java文件同名。（2）每条语句必须以“；”结尾。（3）输出的字符串必须用双引号括起来，而且必须是英文的引号。1.3案例：制作频道菜单参考代码class PinDaopublic static void main(String arg)System.out.println(欢迎收看电视频道，请选择：);System.out.println(t1:少儿频道);System.out.println(t2:影视频道);System.out.println(t3:经济频道);System.out.println(t4:体育频道);System.out.println(t5:农村频道);1.4本章小结源程序以.java为后缀名，编译后生成的文件以.class为后缀名。1.5实战训练实战：开发简单的Java应用程序参考方案public class Practice1public static void main(String args)System.out.println(姓名：张三);System.out.println(年龄：21);System.out.println(性别：男);System.out.println(职业：学生);System.out.println(住址：杭州市江干区139号);System.out.println(电话：139000000265);第2章 Java语言基础本章技能目标（1）了解Java语言的基本符号，包括关键字、标识符、运算符和注释。（2）了解Java语言的数据类型以及变量、常量的使用。（3）会使用Java的运算符。（4）掌握Java语言的控制语句，如分支语句、循环语句灯。（5）掌握Java中数组的创建和使用。重点和难点（1）Java分支语句的使用。（2）Java循环语句的使用。（3）Java数组的声明、初始化和使用。（4）数据类型转换。2.1 Java符号Java的符号可以分为：标识符、关键字、运算符和注释符号。2.1.1标识符在Java语言中，任何一个变量方法、对象和类都需要事先用一个名字来对它命名，这个名字就是标识符。Java中标识符的使用有如下规定：（1）标识符由字母、数字、美元符号“$”和下划线“_”组成，除此之外的任何其他符号是不能作为标识符使用的。（2）标识符中的第一个字符不能为数字。（3）标识符不能为Java的关键字，但Java的关键字可作为标识符的一部分。（4）区分大小写，如Ad、ad、aD是不同的标识符。（5）长度不限，但不宜过长，尽量做到知名达意。（6）注意“_”和“-”的区别，减号是不能作为标识符的。为了提高程序的可读性，SUN公司推荐在Java编程时使用一下的习惯约定：（1）类名：可由一个或若干个名词组成，每个名词首字母大写，其他小写。如AccountBook、Complex Variable。（2）接口：规则同类名。如Account。（3）方法：由一个或多个动词组成，开头小写，动词间区分用大写，其他小写。如balanceAccount。（4）变量：小写字母开头，单词间用大写字母讲个。如currentCustomer。（5）常量：所有字母大写，单词间用下划线区分。如MAXIMUM_SIZE。2.1.2关键字关键字是Java语言本身使用的标识符，均采用小写形式。2.1.3注释符注释内容在编译时会被编译器忽略。Java的注释有三种形式：单行注释、多行注释和文档注释。（1）单行注释。也叫双斜杠注释，即在注释内容前使用一个双斜杠（/），表示从斜杠开始到本行结束都是注释内容，编译器不需要编译这部分内容。【例2-1】单行注释示例。class Example1public static void main(String args)System.out.println(单行注释示例); /在屏幕上输出 （2）多行注释。这种注释以“/*”开始，以“*/”结束，两组符号必须成对出现。一般使用该注释来注销目前不再使用但仍想保留的代码行，或者像让它在调试过程中暂时失效。【例2-2】多行注释示例。class Example2public static void main(String args)/*System.out.println(单行注释示例); /在屏幕上输出*/System.out.println(多行注释示例); /程序结束（3）文档注释。文档注释主要放在类、接口、方法和成员变量定义的前面，用于对这些对象的解释。除了便于阅读理解外，主要目的是为了用Javadoc工具生成API文档。这种注释以“/*”开始，以“*/”结束。【例2-3】文档注释示例。/* * 标题：文档注释 * 描述：距离说明文档注释的注释方法 * 版权：Copyright（c）2008 * 公司：XXX *version version1.5 */class Example3public static void main(String args)System.out.println(文档注释示例); /程序结束2.1.4运算符及分隔符运算符，是用来执行某种运算（如加法+、减法-、乘法*）的符号。Java中的运算符有很多，如算术运算符、逻辑运算符、关系运算符灯。分隔符是为了将程序代码组织成编译器可以理解的形式，常见的分隔符有（）、；和空格。2.2 Java数据类型及使用Java语言中包含两大类数据类型：基本数据类型和引用数据类型（如图2-1所示）。Java的基本数据类型长度是固定的，可以跨平台自由移植。在Java中，基本数据类型主要有4种。1.整数型Java定义了4种整数类型：byte、short、int、long，见表2-22.浮点型浮点数即实数，包括整数和小数两部分。Java中有两种浮点数float和double，分别代表单精度型和双精度型。3.字符型在Java中，用于存储字符的数据类型是char。4.布尔值在Java中，用于存储布尔值的数据类型是boolean，占1位，其布尔常量只有两个值：true和false。引用数据类型是指由基本数据类型组合成的较复杂的数据类型。不同类型的数据既可以以变量的形式出现，也可以以常量的形式出现。变量的值在程序执行期间是可变的，而常量的值是不可改变的，它们都代表内存中指定的存储单元。将数据指定给变量，就是将数据存储至对应的内存空间；调用变量，就是将对应的内存空间的数据取出来使用。在Java中要使用变量，必须先进行定义。其语法为：数据类型 变量名=初值；double javaScore=98.5;/定义一个双精度浮点型变量javaScore存储分数String name=”jenny”;/定义一个字符串变量那么存储姓名char sex=”女”;/定义一个字符型变量sex存储性别变量必须经定义初始化后才能使用，否则编译器在编译时会报告这个错误。variable var might not have been initiallzed.在Java中写下“0.0”这么一个常数，其默认为double数据类型。【例2-4】各种类型变量的使用。class Example4public static void main(String args)int ageOfStudent = 3;double scoreOfStudent = 90.0;char levelOfStudent = A;System.out.println(年级，得分，等级);System.out.println(ageOfStudent+，+scoreOfStudent+，+levelOfStudent+，);2.2.3常量常量是不可改变的数值，按其类型可以分为整型常量、浮点型常量、布尔型常量、字符常量和字符串常量。（1）整型常量。可分为int型和long型，默认为int型，long型在数值后加L。（2）浮点型常量。有单精度和双精度之分，缺省为双精度，单精度在数值后加f，双精度在数值后加d或者D。（3）布尔型常量。布尔常量只包括true和false两个值，表示逻辑运算结果的真或假。C语言中布尔值用1或者0来表示。（4）字符常量。用单引号（）括起来的一个字符。如a，H。Java语言可使用转义字符转来标记特殊字符。常用的转义字符见表2-4。（5）字符串常量。用双引号（”）括起来的一串字符，如“Good monrning”。但在Java中，字符串常量是作为String类的一个对象来处理的，而不是一个基本数据类型。2.2.4类型转换类型转换有3种情况：自动转换、强制转换和使用类的方法转换。（1）自动转换。将低精度类型数据赋给高精度类型数据时能进行自动转换。如：byte b1 = 10, b2 = 20;int b3 = b1 + b2; /将byte类型数据转换为int型赋给int型变量。（2）强制转换。高精度类型到低精度类型必须强制转换，这是数据可能会丢失部分信息。如：char key = (char)（12+55）； /变量key被赋值为Unicode值为67的字符c（3）使用类的方法转换。如String str = “123”;int a = Integer.parseInt(str)； /使用Integer类的方法parseInt将String转换为对应的整数。2.3运算符与表达式运算符是指对操作数所进行的运算。按照操作数的数目，可分为一元运算符（如+、-）、二元运算符（如+、-）和三元运算符（如？：），分别操作一个、两个和三个操作数。表达式是用运算符把操作对象连接起来的、符合一定规则的式子。表达式只有两类：数值和逻辑值。整数相除，其值为整数。如表达式3/5的值为0，而不是0.6。2.3.1算术运算符和算术表达式其用法见表2-5先乘除后加减，必要时加上括号表示运算的先后顺序。System.out.println(double)(1+2+3) / 4);注意在上面的程序代码中使用了double限定类型转换，如果不加上这个限定，程序的输出会是1而不是1.5，这是因为在该程序中，1、2、3、4这4个数值都是整数，程序运行(1+2+3)后的结果还是整数类型，若此时处以整数4，会自动去除小数点之后的数字再进行输出，而加上double限定，表示要将(1+2+3)运算的值转换为double数据类型，这样再除以4，小数点之后的数字才不会被去除。int testNumber = 10;System.out.println(testNumber / 3.0); /第一种方法System.out.println(double)testNumber / 3); /第二种方法如果表达式中有一个浮点数，则程序就会先转换使用浮点数来运用。当将精确度小的数据类型（如int）指定给精确度大的数据类型变量（如double）时，精确度并不会失去。如果确定要转换数值为较小的精度，必须明确加上转换的限定符，编译器才不会报告错误。2.3.2关系运算符和关系表达式关系运算符用来对两个值进行比较，返回布尔类型的值true和false。关系运算符都是二元运算符，其用法如表2-6所示。在Java中，条件成立时以true表示，不成立时以false表示。【例2-5】关系运算的使用。import java.util.*;public class ComparisonOperatorpublic static void main(String args)int jeny = 75; /jeny成绩为75Scanner input = new Scanner(System.in); /输入的一种方法System.out.println(请输入joe的成绩：); int joe = input.nextInt();boolean result = jeny joe;System.out.println(jeny的成绩高于joe吗？ + result);String s1 = “hello”;String s2 = new String(“hello”);System.out.println(s1 = s2); /显示falseSystem.out.println(s1.equals.(s2); /显示true2.3.3逻辑运算符和逻辑表达式表2-7列出了各种逻辑运算符的运算规则。【例2-6】逻辑运算符示例。public class LogicalOperatorpublic static void main(String args)int number = 75;System.out.println(number 70 & number 80 | number 80 & number = 60 ? 是 : 否);【例2-8】判断使用者输入的是否为奇数。import java.util.Scanner;public class OddDecider1public static void main(String args)Scanner scanner = new Scanner(System.in);System.out.println(请输入数字：); int number = scanner.nextInt();System.out.println(是否为奇数？ + (number % 2 != 0 ? 是 : 否);奇数表示不能被2整除，所以余数一定不是0。2.3.6各类运算符的优先级和结核性见表2-9。2.4 Java语句及控制流语句2.4.1 Java语句2.4.2分支控制语句1.Java提供了if条件式语句if、else if、else，必须是逻辑表达式，其结果必须返回false或true。true执行完后将跳出整个条件选择语句，否则接着判断后面的条件。如果所有条件的值都是false，则执行else后面的语句。如果这个条件选择语句中没有使用else部分，则什么都不做，继续执行后面的代码。条件选择语句中除了if必须有之外，其他部分都可以省略。【例2-9】判断输入的数是否为奇数。import java.util.Scanner;public class OddDecider2public static void main(String args)Scanner scanner = new Scanner(System.in);System.out.println(请输入数字：); int input = scanner.nextInt();int remain = input % 2;if (remain = 1)System.out.println(input + 为奇数);elseSystem.out.println(input + 为偶数);【例2-10】按考试成绩划分等级。import java.util.Scanner;public class ScoreLevel1public static void main(String args)Scanner scanner = new Scanner(System.in);System.out.println(请输入考试成绩：); int score = scanner.nextInt();if (score = 90)System.out.println(优秀);else if (score = 80 & score = 70 & score = 60 & score 70)System.out.println(及格);elseSystem.out.println(不及格);if（条件式1）if（条件式2） 语句1；else语句2；执行情况？2.switch多分支语句switch只能比较数值或字符。default不一定需要。【例2-11】按成绩排名jeny可出人不同的职务，第1名可出任班长，第2名可出任学习委员，第3-5名可出任副班长，其他名词不能担任班干部。请根据目前jeny的成绩，作出判定。import java.util.Scanner;public class ScoreLevel2public static void main(String args)Scanner scanner = new Scanner(System.in);System.out.println(请输入jeny的名次：); int level = scanner.nextInt();switch (level)case 5:case 4:case 3:System.out.println(可出任副班长);break;case 2:System.out.println(可出任学习委员);break;case 1:System.out.println(可出任班长);break;default:System.out.println(不能担任班干部);case5、case4中没有任何语句，也没有使用break，所以程序会继续往下执行，直到遇见break跳出switch为止。2.4.3循环语句循环的意思就是反复执行某一段代码，直到满足一定的结束条件为止。Java提供了4种循环控制语句：while、dowhile、for和foreach。1.while语句其语法如下：while（条件） 语句;如果循环体只有一个语句，则while的可以省略;while循环一般适用于循环次数不确定的情况。【例2-12】输入某班级的学员成绩，并计算平均值，输入-1时，结束。import java.util.Scanner;public class ScoreAveragepublic static void main(String args)Scanner scanner = new Scanner(System.in); int score = 0;int sum = 0;int count = -1;while(score != -1) count+;sum += score;System.out.println(请输入学员的成绩（-1结束）！);score = scanner.nextInt();System.out.println(全班平均成绩为： + (double)sum / count);2.dowhile语句先执行循环体，然后再进行条件判断。dowhile的语法如下所示：do 语法一;语法二; while(条件式);【例2-13】重复判断输入数据的奇偶数。import java.util.Scanner;public class OddDecider3public static void main(String args)Scanner scanner = new Scanner(System.in);int input = 0;int replay = 0;do System.out.println(输入整数值);input = scanner.nextInt();System.out.println(输入数位奇数？ + (input % 2 = 1) ? Y : N);System.out.println(继续(1:继续 0:结束)?);replay = scanner.nextInt(); while(replay = 1);3.for语句for(初始表达式;循环条件;循环迭代)语句组;【例2-14】定位输出09字符及ASCII码，每行5个。public class ListCharacterspublic static void main(String args)int i = 0;for(char c = 0;c= 9; c+,i+)if(i % 5 = 0)System.out.println();System.out.print(c: + (int)c + t);4.foreach循环其格式如下：for(variable:collection)statement;2.4.4 break和continuebreak可以结束当前的程序块，并继续程序块后面的语句。continue的作用与break类似，主要用于循环，所不同的是break会结束程序块的执行，而continue只会结束其之后的语句，并跳回循环的开头继续下一次循环，而不是跳出循环。2.5数组1数组的创建（1）先定义后创建，过程如