Java软件开发基础与案例

1、Java程序简介学前提示知识要点什么是程序Java程序是什么Java文档和类库组织结构 深入了解JREJava技术的两种核心机制第2计算机是用来帮助人们进行计算或解决某种问题的工具。要想让计算机为 人们服务，需预先编制一套指令。当人们要解决某个问题时，只需要启用这套 预先编制好的指令，发送给计算机，计算机就可以帮助人们完成所需要的工作。 本章将通过Java编程语言编制一套指令完成某些工作来具体讲解Java程序的开发过程，以及与Java语言相关的一些核心机制等。7-as2.1什么是程序“程序”一词来自生活，通常指完成某些事务的一种既定方式和过程。在日常生活中，可以将程序看成是对一系列动作的执行过

2、程的描述，图2.1所示为生活中去银行取钱的流程。图2.1生活中典型的程序图2.2计算机中的程序在了解计算机中的程序前，需要先了解什么是计算机中的指令，顾名思义，指令就是 提供给计算机的指示命令，当人们要让计算机工具完成某个任务时，就必须向计算机发布 一条一条的指令，让计算机按照人们的意愿完成某项任务。图2.2所示为老板让秘书完成行的命令给秘书，如：System.out.println(口述）;System.out.println(信函）；System.out.println(传真）;项发邮件的任务，在此老板好比操作计算机的人，秘书就好比计算机。老板会发出一行一这些命令都是老板下达给秘书，让秘书

3、一条一条去执行，从而完成发邮件的这件事情, 或发邮件这个任务。程序是为了让计算机执行某些操作或解决某个问题而编写的一系列有 序指令（即命令）的集合。这些命令暂时不用理会是什么意思，在后面学习的过程中会一一 讲解。第2章 Java程序简介老扳1.做口述峑记iEIAb函粘内S3.眾送传 . = .TWULMifnnih f述）： 囱KmjMi*nnit ff!函）； 5yniM4aui.jji Milf 传=H ）； 藍执行的一组指令什么是捐令？靈书图2.2程序命令图2.3 Java 程序Java作为目前世界上最流行的一门编程语言，可以编写各种各样的计算机指令。通过 Java语言组织成各种各样的命

4、令可以完成现实生活中很多的事情。2.3.1 Java程序中的类型F面对Java语言程序类型进行分类。1. Applet小应用程序Applet小应用程序是用 Java语言编写的、在In ternet浏览器上运行的程序，程序源代码以.java作为后缀名，如 HelloAplet.java，此源代码在任何装有Java运行环境的客户端系统上均可下载Applet运行，也可以嵌入 HTML网页内在网上发布。Applet小应用程序的运行受到严格的安全限制，例如，它不能访问用户计算机上的文 件。由于Applet的安全性问题再加上用户群对它关注率逐年下降，Applet处于濒临淘汰的边缘，在本书中基本上没有涉及这

5、方面的知识，有兴趣的读者可以查阅相关官方文档。Applet小应用程序运行效果如图2.3所示。厂、图2.3 Applet小应用程序运行效果图Java基础与案例开发详解2.应用程序应用程序是指在计算机的操作系统和 Java运行环境的支持下可以独立运行的Java程序。根据操作界面的不同，应用程序又可以分为基于图形用户界面(Graphic User In terface，GUI)的Java应用程序和基于命令界面的Java应用程序。1)基于图形用户界面图2.4所示为一个用Java程序创建的一个聊天界面，可以实现像腾讯QQ 一样的聊天功能。在第20章中将介绍这个界面的编写过程，感兴趣的读者可翻阅后续章节。

6、图2.4 Java图形用户界面应用程序运行的效果图Java应用程序来说要简单得多，Java应用程序，在后面章节的讲图2.5 Java命令界面程序运行的效果图2)基于命令界面基于命令界面的Java应用程序相对于图形用户界面的 但看起来不是很美观。图 2.5所示为一个基于命令界面的 解过程中将介绍此类 Java程序的开发过程。说明 Web应用程序隶属于应用程序类，图2.6所示为百度首页，后台可以通过 Java程序来编写，然后通过各个服务器软件来管理其运行。第2章 Java程序简介Bmi冊百度軒闻两面吐亜虹道MP3囲上视频百庫一下空间Hani药|把百度段力主页企业推厂|扭索夙云斶|美于百JS |赴I

7、tiul胸tkiffliBor cm便用百jg前必渎京iuf证”(riH号图2.6 Web应用程序运行的效果图2.3.2 Java应用程序开发三步曲Java应用程序大多数程序都是以Java应用程序为出发点，下面将介绍第一个(HelloWorld.java)的开发过程。总体开发步骤如图2.7所示。| 编写軽程序|_ 编谨理程序 运行图2.7 Java应用程序开发过程图对于Java应用程序的开发，首先编写Java源程序，源程序可以用记事本程序来编写，文件后缀必须是.java，经编译后会产生一个.class文件(在Java语言中也叫字节码的中间文 件)，最后由Java解释器解释执行字节码文件。2.3

8、.3 开发Java第一个程序在开发Java第一个程序前应该先了解Java应用程序最基本的结构，这个结构基本上是固定的，其代码如下。public class HelloWorld/Java程序外层框架public static void main(Stringargs)/Java 程序入口框架 /在此处填写代码Java基础与案例开发详解开发步骤如下。第1步编写Java源程序。打开一个 Windows的记事本程序，在记事本中输入源程序的代码，将它取名为HelloWorld.java，并将它保存到C:javaprogram目录下，代码如下。public class HelloWorldPublic

9、static void main(Stringargs) System.out.print(”你好,World!);第2步编译源程序。选择【开始】t【运行】命令，在【运行】对话框的【打开】下拉列表中输入cmd,再单击【确定】按钮切换到DOS状态，并打开存放HelloWorld.java文件的目录，如输入cd c:javaprogram，然后输入 Java程序编译命令：javac HelloWorld.java，如果出现如图 2.8所 示的界面表示编译成功。编译后会在C:javaprogram目录下产生一个 HelloWorld.class类文件，也就是字节码文件，它是可以用来提供给虚拟机运行的

10、二进制文件。C : j au a pro giam j au ac HelloWorld. jauaC : j au a pro giam图2.8 Java源文件编译效果图第3步运行。输入Java运行命令：java HelloWorld，运行正确后出现如图 2.9所示的程序运行结果, 说明运行成功。如果运行不成功则必须回到HelloWorld.java源程序中进行排错，直到正确为止。C:grainjava HelloWorld 你好,World!图2.9 程序运行结果javac命令是将编写的Java文件编译成字节代码的.class文件，javac命令常用的参数如表2.1所示。选

11、项说明javac -classpath引用类的路径表javac -d编译后.class文件存放的目录javac -g生成调试信息表javac -ng不生成调试信息表javac -nowarn关闭编译器警告功能javac -o优化.class文件javac -verbose显示编译过程中的详细信息表2.1 javac命令的常用参数列表第2章 Java程序简介如果程序运行后得到如图2.9所示的结果，则表明读者已经迈出了Java学习的一小步,也表明Java环境的配置是成功的。接下来详细分析相关代码所表述的含义。输岀消息到控制台Java程序的多行代码进行统public class HelloWorld

12、 /public class类名，这是定义了一个Java类，类名首字母要大写，并且类名必须与文件名一致 public static void main(Stringargs)/main方法是程序执行的入口System.out.print(”你好,World!) ；/输岀信息到控制台/括号成对出现，缺一不可在上面这段代码中，对于出现的类名、main方法、控制台等专业词语，读者暂时记住就可以，在本书后面的章节中会具体介绍。注意 (1) 用记事本编写的源代码名必须与类名完全一致。(2) Java程序编写在Java骨架内，每一句指令都以；”号结束。(3) Java代码区分大小写。(4) 大括号都是成对

13、出现的，缺一不可。2.3.4 Java代码中的注释一个大型软件系统不可能由一个人独立完成，因而需要程序员在编写代码时写出代码 说明，以方便归档管理。在Java开发程序中这种代码说明称为“注释”，注释也是构成编码规范的重要环节。下面提供了Java中常见的三类注释说明。第1类：单行注释，以开头，一般写在关键的 Java源代码后面，不要换行。public class HelloWorld public static void main(String args) System.out.println(你好,World!); /说明单行注释以开始，以行末结束，不能被编译器编译。第2类：Java多行注释，

14、以/* */包围多行说明，主要对的注释。public class HelloWorld /* HelloWorld.java程序Java基础与案例开发详解*主要用来将*你好,World!打印到控制台上显示*/public static void main(String args) System.out.println(”你好,World!);说明 符号/* */指示中间的语句是该程序中的注释，多行注释以/*开始，以*/结束，不能被编译器编译。第3类：文档注释，以/*开头、*/结尾，此类注释可以被编译器编译成文档保存，供其他人查阅。/*源码名称：HelloWorld.java* 日期：2008-

15、5-8*程序功能：第一个 Java程序* 版权：CopyRight2008*作者:Shan*/public class HelloWorld public static void main(String args) System.out.println(”你好,World!);说明符号/* * */指示中间的语句是该程序中的注释，多行注释以/* *开始，以*/结束,能被编译器编译成文档。初学编程时养成良好的编程习惯是编出优秀代码的关键，如下面的代码，去掉public，程序可以运行，但不规范，规范要求类名必须使用public修饰。class HelloWorld public static vo

16、id main(String args) /输岀消息到控制台System.out.println(”你好,World!);2.3.5 常见错误解析众所周知，上级给下级下达命令要求准确无误，给计算机下达指令更是如此。要想让 计算机能正确地完成某个任务就必须给计算机下达正确的指令，但事实往往并非如此。初 学编程时经常会出现编码错误，下面列举出一些初学者常见的编码问题。第2章 Java程序简介u-错误1 :类名与文件名不一致如果编写的源代码保存的文件名为HelloWorld.java，那么下面代码中类名也应该是HelloWorld而不应该是 helloWorld或是其他的名称。public clas

17、s helloWorld public static void main(String args) /输岀消息到控制台System.out.println(”你好,World!);如果上面代码保存的文件名为 HelloWorld.java，那么代码就有错误，根据 Java语法规 则“ public修饰的类的名称必须与 Java文件同名！”，因此应将上面代码的类名 helloWorld 改成 HelloWorld 。错误2 : main方法四要素缺少main方法的四要素是：修饰符public static;返回值类型 void :main关键字;参数列表String args 。 Java骨架中

18、四个要素缺一不可，下面代码就犯了这样的错误。public class HelloWorld public static main(String args) /输岀消息到控制台你好,World!);System.out.println(上面代码错误，main方法作为Java应用程序的入口，四要素缺一不可，应该写成:public void main(String args)错误3 : Java代码区分大小写Java代码是区分大小写的，因此下面的代码是错误的。public class HelloWorld public static void main(String args) /输岀消息到控制台s

19、ystem.out.println(”你好,World!);上面代码编译就出现错误，错误提示无法编译system,应该将system改成System。错误4 :缺少分号每一句Java指令都是以分号(;)结束的，而且不能换行。Java基础与案例开发详解public class HelloWorld public static void main(String args) /输岀消息到控制台System.out.println(”你好,World!)上面代码错误，Java语法规定“每一条Java语句必须以英文分号结束”，应在上面代码中的System.out.println(你好,World! ”后

20、面加一个英文分号。在运行源代码过程中如果出现错误，需要回到源代码中进行修改，然后再编译运行，直到没有错误为止。但在编译过程中最常见且最不易被初学者发现的错误如图2.10所示。C* jjauaproJauac He LLoUoi*ld .jaua javac：找朮到文件：He 1 LoWorld. jiaua 用祛=files -help用于列出可能的选项图2.10 源程序找不到文件的错误示意图要解决这样的错误，需要在【我的电脑】窗口中选择【工具】t【文件夹选项】命令, 在弹出的【文件夹选项】对话框中切换到【查看】选项卡，取消选中【隐藏已知文件类型 的扩展名】复选框，如图 2.11所示。?J X

21、常规|型|肌机宜件|刘快彊图is可匸格正正为止:丈杵灭別帀忙視 I例如薛细应用锄百文伴展+甩息芭殳示创雷我压纯的JCK文件左每題启品云芫喳尿径它早強的诅程中打开 ESS时还呢上一T丈枠天曰口社也址拦中县示克屋昭笹左立件夹損示中吕示丈件丈$倩息苏瑶的申G -2宗杆用钿左堺詡营=9畐丈件主克丢中蛊示贾单丈样卫吾巨动斑/丽1立件末在JTE即图2.11显示已知文件扩展名这样就会在源代码文件夹下看到两个.java后缀名的源代码文件，女口 HelloWorld.java.java ,去掉一个.java后缀名并保存。然后再执行上面的编译命令就能正常编 译了。编写Java程序小结如下。第2草 Java程序简介

22、(1) Java的源文件必须以扩展名.java结束，源文件的基本组成部分是类。(2) 源文件名必须与公有类的名字相同，一个源文件中至多只能有一个public的class声明。(3) Java程序的执行入口是main方法，它有固定的书写格式：public static void main(String args) . (4) Java语言严格区分大小写。(5) 每条语句都以分号(;)结束。(6) 空格只能是半角空格符或是Tab字符。(7) 三种注释方式如图2.12所示。n单储释/*17*I多傩释囲丈档注释图2.12 注释方式示意图2.4 Java类库组织结构和文档2.3节让读者感受了第一个 Ja

23、va程序的编程，其实编程很简单，没有想象中那么高深莫 测。不过要深入地了解 Java编程，需要对Java SE体系结构有一个全面的认识。Java SE体系结构如图2.13所示。J翎卫15言JDKJRELinusMaclnlo&!hSolarisWlndlowa干台图2.13 Java SE的体系结构示意图在前面的章节中介绍了各个组成部分的用途，这里就不一一阐述了。下面主要是介绍JDKJava开发工具包)的使用方法。JDK包含了许多日常编程过程中的问题解决方案，也叫 类方案。这些类方案既然是系统写好的，那么怎么使用呢？可以想象一下，如果有客户买 了一台冰箱，但不会使用怎么办呢？答案很简单，那就是

24、查阅说明书。在Java编程的学习过程中同样如此，遇上困难查阅 Java API(Java Applicati on Program In terface ，Java应用程序编程接口)的帮助文档即可，帮助文档的截图如图2.14所示。Java基础与案例开发详解图2.14 JDK中文帮助文档的效果图帮助文档告诉编程人员，利用它提供的解决方案可以快速地完成某项任务，并在此基 础上开发出新的功能。所以查阅帮助文档是一项必须要掌握的基本技能，在后面的学习过 程中将逐渐查阅这个文档。2.5 Java虚拟机简介前面只是简要介绍了Java程序的运行过程，如果要深入了解Java，比如弄明白Java源代码是如何被编

25、译成二进制、class文件的，并且Java程序是如何实现跨平台运行的，这就需要读者对Java虚拟机有一定的了解。下面就来了解一下 Java跨平台运行的原理，如图2.15所示。图2.15 Java跨平台运行原理图由图2.15可以看出Java程序之所以能跨平台（在不同的操作系统上）运行，就是因为在 不同的平台上都安装了相应的 JDK，而JDK中就包含有相应的 JVM（Java虚拟机，号称万 能翻译机）。2.6 Java技术的两个核心了解了 Java跨平台运行的原理还不够，读者还需要了解Java技术的两个核心。1. Java虚拟机Java虚拟机(Java Virtual Machine ，JVM)在运行过程中的位置如图2.16所示。用户USER字节码程序图2.16 Java虚拟机的位置图Java虚拟机可以理解成是一个可运行Java字节码的虚拟计算机系统软件，它有一个解释器组件，可以实现 Java字节码和计算机操作系统之间的通信。对于不同的运行平台，有 不同的Java虚拟机。Java虚拟机屏蔽