chapter02Java概述和入门程序.ppt

第2章Java概述和入门程序,教学目标,Java语言历史、发展和特点Java类库Java开发环境JDK下载、安装与使用Java集成开发环境Java程序类型及简单例子应用程序小应用程序applet,2.1Java历史及发展,1991年由JamesGosling负责开发的一个分布式代码系统（Oak），最初是为家用消费电子产品（电冰箱、电视机等）进行编程控制。1993年Sun公司将目标市场转向Internet。1994年将Oak语言更名为Java。1995年Java被正式发布.,2.1Java历史及发展,现在Java用于:开发大型企业的应用程序;增强WWW服务器的功能;动画游戏的设计，包括图形图像的调用;为消费类设备（如手机、传呼机和移动设备等）提供应用程序。,2.2Java语言特点,Java语言特点：简单性、面向对象、平台无关、可移植、解释型、高性能、动态性、可靠、安全、多线程、分布式处理等。,Java语言特点,1.简单性,系统精简，但功能齐备。风格类似于C+，对C+程序员而言非常容易掌握。Java摒弃了C+中容易引发程序错误的地方，如指针操作和内存管理；提供丰富的类库。,Java语言特点,2面向对象Java语言是纯面向对象的语言，程序的结构:由一个以上的类组成。,完全是面向对象的，它不支持类似C语言那样的面向过程的程序设计技术。,Java语言特点,3平台无关性用Java写的应用程序不用修改就可在不同的软硬件平台上运行。Java靠Java虚拟机（JavaVirtualMachine，JVM）实现平台无关性。JVM是一种抽象机器，它附着在具体操作系统之上，本身具有一套虚拟机的机器指令，并有自己的栈、寄存器组等。,Java语言特点,在JVM上，有一个Java解释器用来解释Java编译器编译后的程序。Java编程人员在编写完软件后，通过Java编译器将Java源程序编译为JVM的字节代码（ByteCode）。任何一台机器只要配备了Java解释器，就可以运行这个程序，而不管这种字节码是在何种平台上生成的。,通过JVM以及JRE将其转成本地机器代码，,Java程序运行环境,编译时,.,Java源程序,（.java文件）,.,JavaBytecode,（.class文件）,运行时,Bytecode加载器,字节码校验器,解释器,JIT代码生成器,硬件,网络,JIT(JustInTime),Java与传统语言的不同运行机制,Java语言特点,4.可移植性5.解释性6.高性能7.动态性,Java应用程序可以在配备了Java解释器和运行环境的任何计算机系统上运行，而与体系结构无关。,Java编译器将java源文件生成类文件.class，类文件可通过java命令解释执行，将Java字节码转换为机器码。,JIT编译器。可以提高Java代码的执行速度。,允许程序动态地装入运行过程中所需要的类。,Java语言特点,8可靠性和安全性,Java语言提供的安全。编译器提供的安全。字节码校验。类装载。,Java是强类型语言;Java不支持指针，这杜绝了内存的非法访问；Java的自动单元收集防止了内存丢失等动态内存分配导致的问题；Java解释器运行时实施检查，可以发现数组和字符串访问的越界;Java提供了异常处理机制，使程序从错误状态中恢复。当Java字节码进入解释器时，首先必须经过字节码校验器的检查，随后，类装载器负责把来自网络的类装载到单独的内存区域，避免应用程序之间相互干扰破坏。最后，客户端用户还可以限制从网络上装载的类只能访问某些文件系统。,Java语言特点,9多线程,内置多线程功能，使得在一个程序里可同时执行多个小任务。带来的好处是更好的交互性和实时控制性。,Java提供现成的类Thread，只要继承这个类就可以编写多线程的程序。多线程机制使应用程序能够并行执行，而且同步机制保证了对共享数据的正确操作。通过使用多线程，程序设计者可以分别用不同的线程完成特定的行为，而不需要采用全局的事件循环机制，这样就很容易地实现网络上的实时交互行为。,Java语言特点,10分布式处理,支持TCP/IP协议。,分布式包括:数据分布:指数据可以分散在网络的不同主机上，操作分布:指把一个计算分散在不同主机上处理。Java支持WWW客户机/服务器计算模式，因此，它支持这两种分布性。Java数据分布:Java提供了一个叫作URL的对象，利用这个对象，你可以打开并访问具有相同URL地址上的对象，访问方式与访问本地文件系统相同。Java操作分布:Java的applet小程序可以从服务器下载到客户端，即部分计算在客户端进行，提高系统执行效率。,2.3Java类库,Java类库也称作JavaAPI(ApplicationProgrammingInterface)。在学习Java时，实际上学习内容分成两部分。第一部分是Java语言本身，以便编写自己的类；第二部分学会扩展Java类库的类。本书通过例子讨论了Java的大量类库的使用。,2.3Java类库,Java中的包:Java为编写应用程序提供了丰富的预定义类库，这些预定义类库按相关类的范畴进行了分组，这些分组被称作包（package）.一个包是一个已命名的类的集合，一个包还可以包含其他的子包。Java所有的包被称为Java应用程序接口API。JavaAPI包分成:核心包（以java开头的包）和可选包（以javax开头的包）核心包和可选包一般被包含Java开发工具包中。,2.3Java类库,JDK中的一些重要的包:java.lang:提供支持Java的基础类。java.util:提供实用方法和数据结构的类。java.awt:javax.swing:java.applet:创建小应用程序提供必要的元件java.io:提供输入、输出流支持。:提供支持联网的类。,提供图形用户界面编程的类库集合。,2.3Java版本,JDK针对不同的的应用，提供不同的服务，分成了JSE、JEE、JME三种类型的版本。JSE(JavaStandardEdition)，开发标准的PC应用。JEE(JavaEnterpriseEdition)，开发企业级的应用服务。JME(JavaMicroedtion),开发移动设备、嵌入式设备上的应用。,JSE、JEE、JME,2.4Java开发环境,Java开发环境:使用JDK工具集（JavaDevelopersKits，JDK），是一种命令行的方式。使用集成环境IDE(IntegratedDevelopedEnvironment)。我们将通过程序例子分别介绍它们的使用方法。,JDK下载、安装与使用,JDK从网站免费下载，下载适合于操作系统的JDK。Window32：下载“jdk-7u51-windows-i586.exe”；Window64：下载“jdk-7u51-windows-x64.exe”。如Window操作系统下，我们下载JDK的开发工具“jdk-7u51-windows-i586.exe”Window操作系统下安装时，直接运行“jdk-7u51-windows-i586.exe”，按照安装向导进行安装。默认的安装路径C:ProgramFilesJava,JDK安装与使用,安装JDK后产生主要的目录结构如下：bin：Java开发工具，包括Java编译器、解释器、applet解释器等lib：Java开发类库db:纯Java开发的关系数据库Derbyjre：Java运行环境，包括Java虚拟机、运行类库等include:C语言的头文件,JDK安装与使用,Java开发工具包括的文件有:ljavac：Java编译器，用来将java程序编译成Bytecode。ljava：Java解释器，执行已经转换成Bytecode的java应用程序。ljdb：Java调试器，用来调试java程序。ljavap:反编译，将类文件还原回方法和变量。ljavadoc：文档生成器,创建HTML文件。lappletviwer：applet解释器,用来解释已经转换成Bytecode的Java小应用程序。,JDK安装与使用,安装完JDK后，必须设置环境变量PATH和CLASSPATH。PATH环境变量指定Java工具的路经，CLASSPATH环境变量是指定类的路经。假如:JDK安装在目录:C:ProgramFilesJavajdk1.7.0_65bin，用户的Java类文件放在目录下:D:javaExamples，环境变量设置如下：PATH=;C:ProgramFilesJavajdk1.7.0_65bin;CLASSPATH=D:javaExamples,Java集成开发环境,Java开发领域的集成开发环境IDE:MyEclipse、EclipseJCreatorJBuilderVisualJ+NetBean,JCreator的介绍,JCreator:为用户提供简洁、快速、占用资源少的功能，例如项目管理功能，可个性化设置语法高亮属性、行数、类浏览器、标签文档、多功能编绎器，向导功能以及完全可自定义的用户界面。JCreator:提供了图形化的编绎或运行Java程序。JCreator的设计接近Windows界面风格，用户对它的界面比较熟悉。其最大特点是与你机器中所装的JDK完美结合.,JCreator的安装,JCreator的下载地址：,JCreator显示界面,2.4.3MyEclipse8.5的安装和简单使用,Eclipse：一个免费的开放的IDE,它允许安装第三方开发的插件来扩展和增强自身的功能。MyEclipse：以eclipse为核心，并集成开发者常用到的一些有用插件，如struts、Hibernate、Spring等。一种高级编程环境，包括了完备的编码、调试、测试和发布功能，完全支持HTML,Struts,JSF,CSS,Javascript,SQL,Hibernate编程。,2.4.3MyEclipse的安装和使用,安装MyEclipse时，运行myeclipse-8.5.0-win32.exe。,进入解压缩界面,安装完毕后，在Window桌面的程序组产生MyEclipse程序项。,2.4.3MyEclipse的安装和使用,图2-11启动Myeclipse的工作空间选择界面,2.4.3MyEclipse8.5的安装和简单使用,在2.5中,将通过程序例子介绍JDK、JCreator和MyEclipse8.5的使用方法。,2.5Java程序类型及简单例子,Java程序有四种基本类型：应用程序（application）、小应用程序（applet）、Servletbean。这四种类型程序的区别很少，Java的每一个程序都至少有一个类，并且Java语言的的基本编程结构对于所有类型的程序都适用。且每一种类型的程序，都要运行在Java虚拟机JVM上。,应用程序(applications),应用程序（applications）是一个可以独立运行的程序，它只需要Java虚拟机就能够运行。一个Javaapplication中，一定要有一个类包含main方法。,例2-1第一个Javaapplication：,/FirstApp.javapublicclassFirstApppublicstaticvoidmain(Stringargs)System.out.println(ThisisthefirstJavaApplication!);,ThisisthefirstJavaApplication!,定义类的关键字,类名,必须这么写,文档注释，,程序运行输出结果:,例2-1第一个Javaapplication的说明,(1)注释行。Java中注释有Java有二种注释形式：/一行的注释/*一行或多行的注释*/(2)关键字class：声明一个新的类，类名为FirstApp。类定义由大括号括起来，类中封装了类的变量（域）和类的方法。public类(公共的)的源程序文件名，必须与公共类名相同，这是本应用程序文件起名为FirstApp.java的原因。(3)staticvoidmain(Stringargs)定义了一个主方法main，是应用程序执行的入口点。main方法所在的类叫做主类，一个应用程序的主类只能有一个。,例2-1第一个Javaapplication的说明,main方法署名中的符号解释：public：指明为公共方法。public方法可以被类的对象使用。static：指明方法是一个静态方法，静态方法是类的方法,而不是对象的方法，静态方法可以通过类名直接调用。void：表示main方法执行后不会返回任何值。Stringargs：园括号中的是定义传递给main方法的参数，是类型名String的数组args。,例2-1第一个Javaapplication的说明,（5）System.out.println(ThisismyfirstJavaApplication!);System.out.println：在命令窗口输出一行文本。System.out.print：在命令窗口输出文本后,但并不换行。,程序的执行分三步：编写、编译和运行。,(5)该程序的执行用JDK完成。程序的执行分三步：编写、编译和运行。第一步：利用文本编辑工具，编写生成Java源程序，命名为FirstApp.java第二步：编译。调用Java编译器javac.exe,将源文件FirstApp.java编译生成类FirstApp.class。假定FirstApp.java放在D:javaExamples目录下。d:/改变盘符cdjavaExamples/改变当前路径javacFirstApp.java/编译,第一个Javaapplication程序的执行.分三步：编写、编译和运行。,第三步：运行。调用Java解释器java.exe对类文件FirstApp.class解释执行，输出程序的执行结果。在MS-DOS命令行提示符“D:javaExamples”下，输入下列命令执行：javaFirstApp,例2-2用格式化方法printf输出两行文本,并使用JCreator编写程序、编译和运行。,例2-2第二个Javaapplication：用格式化语句显示两行文本,/Second.javapublicclassSecondpublicstaticvoidmain(Stringargs)System.out.printf(You%sn%sn,print,Twolines);,第二个Javaapplication的说明,(4)用JCreator完成该程序的执行。分三步：进行程序书写、编译和运行。具体步骤如下：第一步：利用JCreator，编写生成Java源程序，命名为Second.java.第二步：程序编译。编译器将源文件Second.java编译生成类Second.class放在D:javaExamples目录下.第三步：程序运行。对类文件Second.class解释执行，并输出结果。,例2-3：要求用户从键盘输入二个整数，计算这两个整数之和，并显示结果.（1）Scnanner类在包java.util中。使用时必须导入importjava.util.Scanner;（2）创建标准输入流对象，并赋给引用变量inputScannerinput=newScanner(System.in);（3）通过引用变量input调用Scanner对象的方法nextInt()，完成接受从键盘输入的一个整型数。firstNumber=input.nextInt();,/Addition.javaimportjava.util.Scanner;publicclassAdditionpublicstaticvoidmain(Stringargs)Scannerinput=newScanner(System.in);/声明三个整型变量intfirstNumber;intsecondNumber;intsum;/readinfirstnumberSystem.out.print(输入第一个数:);firstNumber=input.nextInt();/readinsecondnumberSystem.out.print(输入第二个数:);secondNumber=input.nextInt();/substractnumberssum=firstNumber+secondNumber;System.out.printf(相加后的结果是:%dn,sum);,定义三个整型变量,两数相加,显示结果,第三个Javaapplication的执行结果,MyEclipse环境，完成例2-3程序的执行，需要四个步骤：创建项目；给项目添加类文件；输入、编译类文件；运行类文件,MyEclipse环境的使用,1.创建项目：“FileNewJavaProject”,MyEclipse环境下，如何执行应用程序？,1.创建项目：“FileNewJavaProject”,MyEclipse环境下，如何执行应用程序？,1.创建项目：,MyEclipse环境下，如何执行应用程序？,图2-18新建项目完成界面,2.给项目添加类文件。“new-class”,MyEclipse环境下，如何执行应用程序？,2.给项目添加类文件。,MyEclipse环境下，如何执行应用程序？,输入类名,选项,MyEclipse环境下，如何执行应用程序？,3.输入源代码，并编译。,MyEclipse环境下，如何执行应用程序？,3.输入源代码，并编译。,MyEclipse环境下，如何执行应用程序？,4.运行Java主类“RunAsJavaapplication”,MyEclipse环境下，如何执行应用程序？,4.运行Java主类,小应用程序applet,Java小应用程序（applet）是一种嵌入在HTML文档(即Web页)中的Java程序。当浏览器装入一个含有applet的Web页时，applet被下载到该浏览器中，并开始执行。执行applet的浏览器一般称为applet容器。,小应用程序applet的下载执行过程,小应用程序applet,Java2软件开发工具包含有appletviewer.exe,它是一个applet容器,一般用于对嵌入Web页的applet进行测试。在JCreator集成环境中，会调用appletviewer容器，运行含有applet的HTML文档。,例2-4第一个Javaapplet：绘制字符串,第一个applet的功能是在applet显示区域上绘制字符串“欢迎进入applet程序设计”。文件名为WelcomeApplet.java，经过编译后将生成WelcomeApplet.class。由于Java小应用程序是不能直接运行的，必须嵌入到网页中，要使用applet容器才能够运行。因此我们将小应用程序WelcomeApplet.class嵌入在HTML文件WelcomeApplet.html中。,小应用程序WelcomeApplet.java的代码如下：,importjava.awt.Graphics;/导入类Graphicsimportjavax.swing.JApplet;/导入类JAppletpublicclassWelcomeAppletextendsJApplet/drawtextonappletbackgroundpublicvoidpaint(Graphicsg)super.paint(g);g.drawString(欢迎进入applet程序设计,25,25);,调用基类方法paint，刷新applet显示区域,调用基类方法paint，刷新applet显示区域,HTML文档文件WelcomeApplet.html的代码如下：,使用支持Java的微软的InternetExplorer浏览器和小应用程序查看器AppletViewer这两个applet容器，来执行WelcomeApplet.html的显示结果:,使用小应用程序查看器AppletViewer的applet容器，来执行WelcomeApplet.html的显示结果:,在浏览器下如何运行小应用程序,双击WelcomeApplet.html运行，则会自动打开浏览器窗口，并出现输出结果。,在浏览器下如何运行小应用程序,如果浏览器运行出现“应用程序已被安全设置阻止“的提示信息时：进入Window的“控制面板-切换到经典视图”,双击“Java“,双击安全”将安全级别设置成“中”级，并点击“应用”按钮，如图所示，检查设置正确后，然后运行HTML文件WelcomeApplet.html。,例2-4第一个Javaapplet的说明,(1)importjava.awt.Graphics;导入javax.swing包中的Graphics类。Graphics类使Javaapplet能绘制各种图形如直线、矩形、椭园以及字符串等。(2)importjavax.swing.JApplet;导入javax.swing包中的JApplet类。(3)publicclassWelcomeAppletextendsJApplet是applet类的声明。定义了一个applet类名为WelcomeApplet，关键字extends表示继承，即表示WelcomeApplet是超类JApplet的子类，它拥有JApplet类的所有属性和方法，并且在WelcomeApplet类可以重写这些方法并扩展新的功能。,例2-4第一个Javaapplet的说明,(4)publicvoidpaint(Graphicsg)是applet的paint方法的声明。paint方法由applet容器调用执行。一个applet的方法有5个：init、strat、paint、stop和destroy（此次序也是applet容器调用方法的执行次序），这些方法的含义请参见Java文档中的JApplet类的说明。,例2-4第一个Javaapplet的说明,(5)g.drawString(欢迎进入applet程序设计,25,25);通过引用变量调用Graphics对象的drawString方法，在applet上指定的像素位置绘制一个字符串。drawString方法有三个参数，第一个参数是要绘制的字符串；第二个和第三个参数是要绘制的字符串的左下角在applet上的平面坐标（25，25），它们也是以像素为单位。,例2-4第一个Javaapplet的说明,(6)是在HTML文件中嵌入小应用程序WelcomeApplet.class，并定义该applet在applet容器中显示区域：以像素为单位的宽度和高度。在HTML文件中嵌入Java小应用程序应使用标志，这个标志包含几个参数：CODE=“”：用来指出要嵌入的Java小应用程序名称。WIDTH=x：用来指定Java小应用程序的宽度；HEIGHT=x：用来指定Java小应用程序的高度。,例2-4第一个Javaapplet的说明,(7)WelcomeApplet的编译和运行假设WelcomeApplet.java、WelcomeApplet.class和WelcomeApplet.html放在文件夹“D:javaExamples”下。通过两种方法来运行Java小应用程序:一种方法使用IE浏览器，打开IE浏览器，在地址栏上输入命令：djavaExamplesWelcomeApplet.html使用Java的小应用程序查看器AppletViewer。在JCreator集成环境中，调用appletviewer容器，运行含有applet的HTML文档。其过程是:在JCreator中分别创建生成Java程序WelcomeApplet.java和HTML文件WelcomeApplet.html，先选中WelcomeApplet.java对其进行编译完成后，然后选中WelcomeApplet.html,运行它（执行菜单命令”BuildExcuteFile”）,例2-5第二个Javaapplet：绘制字符串和图形,第二个applet的功能是在applet显示区域上绘制字符串“欢迎进入applet程序设计！”并且在此字符串的上方和下方绘制两条直线。类WelcomeLines从超类JApplet继承。在paint方法中，两次调用Graphics画直线drawLine方法,一次调用Graphics画字符串drawString方法。画直线drawLine方法需要四个参数，表示直线在applet上的起点坐标（x1,y1）和终点坐标(x2,y2),坐标值均以像素为单位。,/WelcomeLines.javaimportjava.awt.Graphics;/importclassGraphicsimportjavax.swing.JApplet;/importclassJAppletpublicclassWelcomeLinesextendsJApplet/drawlinesandastringonappletbackgroundpublicvoidpaint(Graphicsg)/callsuperclassversionofmethodpaintsuper.paint(g);/drawhorizontallinefrom(15,10)to(210,10)g.drawLine(15,10,180,10);/drawhorizontallinefrom(15,30)to(210,30)g.drawLine(15,30,180,30);/drawStringbetweenlinesatlocation(25,25)g.drawString(欢迎进入applet程序设计!,25,25);/endmethodpaint/endclassWelcomeLines,WelcomeLines.html的代码如下：,2.5.3简单输入和输出,1.System.out.printf()方法进行格式化的输出,表2-1printf方法中常用的格式说明符,2.5.3简单输入和输出,2.应用Scanner类进行输入Scanner类在包java.util中，用import语句导入,表2-2Scanner常用的输入数据方法,2.5.3简单输入和输出,3.利用对话框JOptionPane进行输入和输出JOptionPane类在包javax.swing中，用import语句导入。importjavax.swing.JOptionPane;JOptionPane类提供静态方法showInputDialog（）和showMessageDialog（）用于输入。StringshowInputDialog(Objectmessage)JOptionPane类提供静态方法showMessageDialog（）用于输出.StringshowInputDialog(ComponentparentComponent,Objectmessage,Stringtitle,intmessageType),例2-6第三个Javaapplication：二个整数相减,此程序利用对话框，要求用户从键盘输入二个整数，计算这两个整数之差，并显示结果。,/Subtraction.cppimportjavax.swing.JOptionPane;/导入类JOptionPanepublicclassSubtractionpublicstaticvoidmain(Stringargs)StringfirstNumber;StringsecondNumber;intnumber1;intnumber2;intsub;firstNumber=JOptionPane.