JAVA语言编程教案

1、.JAVA语言编程教案（第0-3章）前 言一、课程概述本课程主要包括以下内容：- Java编程语言句法- 应用于Java编程语言的面向对象的概念- 图形用户界面（GUI）编程- 创建Applet- 了解ServletJSP- JavaBean本课程首先讨论了Java运行环境和Java编程语言句法，然后阐述了应用于Java编程语言的面向对象的概念；随着课程的进展还将讨论有关Java平台的更先进的特性。本课程授课对象应具备运用Java 编程语言或其它语言进行基本语言设计的能力，它是“非程序员Java编程”（“Java Programming for NonProgrammers”，SL-110）课

2、程的延续。二、课程目标完成本课程的学习后，你应该能够：- 描述语言的主要特性- 编译并运行Java应用程序- 理解和使用在线超文本Java技术文件- 描述语言句法元素和构造- 理解面向对象的例子并使用该语言的面向对象特性- 理解并使用异常- 开发简单的图形用户界面- 理解事件处理- 了解Swing的主要特性- 开发Java applets - 读写文件和其它数据源 三、如何做好准备？如何做好准备？在学习本课程前，你应该已经完成了下列内容的学习：- 用C或C+创建编译程序- 用文本编辑器创建并编辑文本文件(例如 EditPlus)- 使用World Wide Web（WWW）浏览器，如Micro

3、Soft IE第0章 Java起步1.1 编译和执行实例程序1、 下载和安装Java软件开发工具包（Java Software Development Kit，SDK）2、 按照下述规则，认真编写和编译Java程序：Ø Java类或模块的名字必须匹配它所在文件的名字。（例如System与system是不同的）Ø 首先应避免使用开发环境，因为这意味着除了学习Java之外，还要学习其他额外的内容。3、 一个基本的Java应用程序象其它编程语言一样，Java编程语言也被用来创建应用程序。一个共同的小应用程序范例是在屏幕上显示字串“Hello World!”。下列代码给出了这个Ja

4、va应用程序。Ø 源文件HelloWorldApp 1. / 2. / Sample HelloWorld application 3. / 4. public class HelloWorldApp 5. public static void main (String args) 6. System.out.println ("Hello World!"); 7. 8. 以上程序行是在你的屏幕上打印“Hello World!”所需的最少组件。Ø 描述HelloWorldApp第1-3行程序中的1-3行是注释行1 /2 / Sample HelloWor

5、ld application3 / 第4行第4行声明类名为HelloWorldApp。类名（Classname）是在源文件中指明的，它可在与源代码相同的目录上创建一个classname·class文件。在本例题中，编译器创建了一个称为HelloWorldApp.class的文件, 它包含了公共类HelloWorldApp的编译代码。4 public class HelloWorldApp第5行第5行是程序执行的起始点。Java技术解释器必须发现这一严格定义的点，否则将拒绝运行程序。其它程序语言（特别是C和C+）也采用main ()声明作为程序执行的起始点。此声明的不同部分将在本课程的

6、后几部分介绍。如果在程序的命令行中给出了任何自变量，它们将被传递给main()方法中被称作args的String数组。在本例题中，未使用自变量。5 public static void main (String args) - public方法main()可被任何程序访问，包括Java技术解释器。- static 是一个告知编译器main()是用于类HelloWorldApp中的函数的关键字。为使main()在程序做其它事之前就开始运行，这一关键字是必要的。- void 表明main()不返回任何信息。这一点是重要的，因为Java编程语言要进行谨慎的类型检查，包括检查调用的方法确实返回了这些方

7、法所声明的类型。- String args 是一个String数组的声明，它将包含位于类名之后的命令行中的自变量。 java HelloWorldApp args0args1····第6行第6行声明如何使用类名、对象名和方法调用。它使用由System类的out成员引用的PrintStreamout对象的println()方法，将字串“Hello World!”打印到标准输出上。6 System.out.println (“Hello World!”);在这个例子中，println()方法被输入了一个字串自变量并将其写在了标准输出流上。第7-8行本程序的7

8、-8行分别是方法main()和类HelloWorldApp的下括号。7 8 Ø 编译并运行HelloWorldApp 编译并运行HelloWorldApp- 编译HelloWorldApp.java javac HelloworldApp.java- 运行应用程序 java HelloWorldApp- 判定编译和运行的共同错误编译当你创建了HelloWorldApp.java源文件后，用下列程序行进行编译： c:studentjavac HelloWorldApp.java如果编译器未返回任何提示信息，新文件HelloWorldApp.class则被存储在与源文件相同的目录中，除非

9、另有指定。运行为运行你的HelloWorldApp应用程序，需使用Java解释器和位于bin目录下的java: c:student java HelloWorldApp Hello World!注意必须设置PATH环境变量以发现java和javac，确认它包括c:jdk1.2bin1.2 Java的最大优点Java程序只需在任何一个系统上编译一次，然后就可以在任何计算机上运行。1、 关于软件的可移植性2、 J2EE、J2ME和J2SEØ J2EE企业版（大型平台）Ø J2ME微型版（小型平台）Ø J2SE标准版（中型平台）1.3 Java虚拟机Java源代码编译后

10、生成的目标代码是字节码（bytecode），他不是任何现有系统上的二进制指令代码，而是一种中立结构的机器代码，可以快速的解释并运行在任何特定的计算机上。Java程序的执行是通过一个称为JVM（Java Virtual Machine，Java虚拟机）的程序实现的。垃圾收集- 不再需要的分配存储器应取消分配- 在其它语言中，取消分配是程序员的责任- Java编程语言提供了一种系统级线程以跟踪存储区分配- 垃圾收集- 可检查和释放不再需要的存储器- 可自动完成上述工作- 可在JVM实现周期中，产生意想不到的变化许多编程语言都允许在程序运行时动态分配存储器，分配存储器的过程由于语言句法不同而有所变化

11、，但总是要将指针返回到存储区的起始位置 当分配存储器不再需要时（存储器指针已溢出范围），程序或运行环境应取消分配存储器。在C，C+ 或其它语言中，程序员负责取消分配存储器。有时，这是一件很困难的事情。因为你并不总是事先知道存储器应在何时被释放。当在系统中没有能够被分配的存储器时，可导致程序瘫痪，这种程序被称作具有存储器漏洞。Java编程语言解除了程序员取消分配存储器的责任，它可提供一种系统级线程以跟踪每一存储器的分配情况。在Java虚拟机的空闲周期，垃圾收集线程检查并释放那些可被释放的存储器。 垃圾收集在Java技术程序的生命周期中自动进行，它解除了取消分配存储器的要求，并避免了存储器漏洞。然

12、而，垃圾收集可在JVM实现的周期中，产生意想不到的变化。Java的安全性Java源程序文件通过“编译”，在你的感觉中，就好象是将它们从程序员编写的文本文件格式转换成了一组字节码。字节码被存储在 .class文件中。构成Java软件程序的字节码在运行时被加载、校验并在解释器中运行。当运行applets时，字节码可被下载，然后由建于浏览器中的JVM进行解释。解释器具备两种功能，一是执行字节码，二是对底层硬件做适当调用。在一些使用Java技术的运行环境中，部分校验过的字节码被编译成原始机器码并直接运行于硬件平台。这就使Java软件代码能够以C或C+接近的速度运行，只是在加载时， 因为要编译成原始机器

13、码而略有延迟。1.4 Java平台的组成1、 Java编程语言2、 Java虚拟机3、 伴随系统的软件库4、 运行时环境1.5 Java语言Java语言是一种面向对象的编程语言。Java语言的特征：1、 线程2、 异常处理3、 无用单元收集Java是：- 一种编程语言- 一种开发环境- 一种应用环境- 一种部署环境 Java编程语言的句法与C+的句法相似，语义则与Small Talk TM的语义相似。Java编程语言可被用来创建任何常规编程语言所能创建的应用程序。在World Wide Web（WWW）和能够运行称为applets程序的浏览器的有关介绍中，人们经常提及Java编程语言。Appl

14、ets是一种贮存于WWW服务器的用Java编程语言编写的程序，它通常由浏览器下载到客户系统中，并通过浏览器运行。Applets通常较小，以减少下载时间，它由超文本标识语言（HTML）的Web页来调用。 Java applications是一种独立的程序，它不需要任何Web浏览器来执行。它们是一种典型的通用程序；可运行于任何具备Java运行环境的设备中。Java编程语言的主要目标提供一种解释环境为- 提高开发速度- 代码可移植性- 使用户能运行不止一个活动线程- 当程序运行时，能动态支持程序改变- 提供更好的安全性 设计Java编程语言的主要目标是 提供一种易于编程的语言，从而Ú 消除

15、其它语言在诸如指针运算和存储器管理方面影响健壮性的缺陷。Ú 利用面向对象的概念使程序真正地成为可视化程序Ú 为使代码尽可能清晰合理、简明流畅提供了一种方法1.6 Java库1、 API：应用编程接口2、 Java库可以分为两大类：Ø 捆绑到JDK的核心库Ø 可选的JDK附加标准库表1核心API及其功能Java运行时Java基础类安全Java IDLJava BeanJava RMI表2某些可选的API及其功能Java CommunicationInfobusJavaHelpJavaMailJava MediaJNDI类和包介绍1. 什么是类和包？2. J

16、ava类库中的几个重要包 java.lang java.awt java.applet java.io java.util类是描述提供某种功能的模块的一般术语。Java开发集（JDK）给出了一套标准的类（称作类库），这些类可执行大部分所需的基本行为 不仅为编程任务（例如，类可提供基本的数学函数、数组和字符串），而且为图形和网络。类库被组织成许多包，每个包都包含几个类。如下所列为一些重要的包：java.lang包含一些形成语言核心的类，如String、Math、Integer和Thread。java.awt包含了构成抽象窗口工具包（AWT）的类，这个包被用来构建和管理应用程序的图形用户界面。ja

17、va.applet包含了可执行applet特殊行为的类。 包含执行与网络相关的操作的类和处理接口及统一资源定位器(URLs)的类。 java.io包含处理I/O文件的类。java.util包含为任务设置的实用程序类，如随机数发生、定义系统特性和使用与日期日历相关的函数。1.7 Java程序的三种执行环境1、 单独的程序2、 在浏览器中运行的程序3、 在WEB服务器中运行的程序1.8 一个图形界面的Java程序把下面的程序输入到一个称为myframe.java的文件中import java.awt.*; class myframe extends Frame static int x=0,y=1

18、20; / x,y position to display message static int i=0; static int horizScroll=1; / 1->we are moving msg L-to-R Font fb = new Font("TimesRoman", Font.BOLD, 36); String msg="Java", "Portable", "Secure", "Easy" Color color=Color.blue, Color.yellow, Co

19、lor.green, Color.red;public void paint(Graphics g) / gets called by runtime library g.setFont( fb ); g.setColor( colori ); g.drawString(msgi,x,y); static public void main(String s) throws Exception myframe mf = new myframe(); mf.setSize(200,200); mf.setVisible(true); int pixelsPerLine=200, totalLine

20、s=4; for (int j=0;j<pixelsPerLine*totalLines; j+) Thread.sleep(25); mf.repaint(); if (horizScroll=1) / increase x to scroll horizontally if ( (x+=3) < 200) continue; i = +i % 4; / move index to next msg/color x=50; y=0; horizScroll=0; / scroll vertically next time else / increase y to scroll v

21、ertically if ( (y+=3) < 200) continue; i = +i % 4; / move index to next msg/color x=0; y=120; horizScroll=1; / horiz scroll next time System.exit(0); 打开一个命令行窗口（DOS窗口），在提示符后敲入：javac myframe.java成功编译好后，再在提示符后敲入：java myframe第二章 Java基本语法前言第一步：安装JDK第二步：用EditPlus建立一个Java源文件第三步：在EditPlus里编写一个Java源文件 Hel

22、loWorld.java第斯步：保存HelloWorld.java第五步：编译HelloWorld.java、运行HelloWorld.class2.1 注释 注释：是程序和代码的说明文字，本身并不运行。Java有3种注释：Ø 单行注释：/Ø 多行注释：/* . */Ø 文档注释：/* . */2.1.1 单行注释1、 System.out.println( “HelloWorld!” ) / This is output a string2、 / System.out.println( “HelloWorld!” ) 2.1.2多行注释 以/*开始，以*/结束，

23、他们之间的所有行都被注释掉了。 /* int j = 9;j = j + 1;System.out.print( j ); */2.1.3文档注释 以/*开始，以*/结束，他们之间的所有行都被注释掉了，而且被看作是文档注释，通过特殊软件可以将程序中的文档注释提取出来形成文档。举例：public class Demo public static void main(String args) int x;x = 1;x = x + 1;System.out.println("x=" + x );运行结果：public class Demo public static void

24、main(String args) int x;x = 1;/x = x + 1;System.out.println("x=" + x );运行结果：x=1/x = x + 1; 等价于 /* x = x + 1;public class Demo public static void main(String args) int x , y;x = 1;y = 2;/x = x + 1; /y = y + 1;System.out.println("x=" + x +", y=" + y );/x = x + 1;/y = y +

25、1;等价于/*x = x + 1; y = y + 1;*/2.2标识符1、 标识符：是程序中那些中间不带空格的单词，并以字母、下划线_或美元符号$开头，且不能以数字字符开头。标识符的中间也只能出现下划线_或美元符号$这样的特殊字符，不能出现其他特殊字符，如中划线-等等。Ø 合法的标识符variable2 _whatavariable _3_$anothervarØ 非法的标识符2variable*abc2、 保留字(关键字)：Java语言中有固定含义的标识符，不能用作程序员随意定义的标识符。Ø 用于内置类型boolean char byte short int

26、short long float double strictfp voidØ 用于对象new this superØ 用于语句选择语句：if else switch case break default循环语句：for continue do while控制转移语句：return throw异常处理语句：try catch finally assert线程语句：synchronizedØ 用于修饰声明static abstract final private protected publicØ 用于其他方法或相关类class instanceof thr

27、ows native transient volatileØ 用于类的扩展和接口的继承extends interface implements package importØ 留作将来使用的const goto举例： if( x = 1 ) y = 1; else y = 0;3、 变量、赋值语句和输出语句Ø 变量：就是程序员自定义的标识符，程序员用这种标识符说明它代表某个事物例如： x = 1 y = 2 z = x + y变量的空间分配注意：1） 变量使用前必须声明其类型：public class Demo public static void main(St

28、ring args) int x;int y;x = 1;y = x + 1;System.out.println("y=" + y );2） 变量声明后，就不能再次声明： public class Demo public static void main(String args) int x;x = 1;int x = 2; System.out.println("x=" + x );3） 变量声明后，使用前必须赋值：public class Demo public static void main(String args) int x;int y;x

29、 = 1;System.out.println("y=" + y );注意：若是声明一个变量后，程序没有使用它，那么可以不赋值，编译是不会出错Ø = 是赋值符int x = 1; 就是一条赋值语句 ，等价于 int x ; x = 1;结果为：Ø 输出语句：System.out.print System.out.println的用法/c2:Print1.java/author:ZhangHongbin /This program is protected by copyright laws./The effects of print and printl

30、n.public class Print1public static void main(String args) int x=1;int y=2;int z=3;System.out.print("x1="+x); System.out.print(" y1="+y);System.out.print(" z1="+z);System.out.println();System.out.println("x2="+x+",y2="+y+",z2="+z);结果为：2.3 语句

31、和语句块(首先按照书上P27讲解)1、 语句：表达式加上分号int x ; x = 1;y= 7 + x;2、 语句块：在花括号之间的所有语句组成了语句块public class XYZpublic static void main( String args ) /语句块if(条件) /语句块3、 书写Java源程序时要遵守一些规范Ø 对齐Ø 缩进2.4 基本数据类型1、 整型：Ø byte（8位）Ø short（16位）Ø int（32位）Ø long（64位）public class Var2 public static void

32、 main(String args) byte abyte=12;int aint=12;System.out.println("a byte= "+abyte);System.out.println("an int= "+aint); 注意：下面的程序编译能通过吗，也就是有没有语法错误？public class Var3 public static void main(String args) byte abyte;System.out.println("a byte= "+abyte); 若在一个方法（函数）中声明一个变量，那么在

33、使用这个变量前，必须对其赋值。 八进制和十六进制 一个数字前面有0，表示这个数为八进制数：例如int x = 017若前面是0x，表示这个数为十六进制数：例如int x = 0x17public class Var4 public static void main(String args) int aint2 = 017; int aint3 = 0x17; int aint4 = 0xab; System.out.println("aint2= " + aint2); System.out.println("aint3= " + aint3);Syst

34、em.out.println("aint4= " + aint4); 结果为：2、 浮点型：Ø float（32位）：单精度如：8.37f ，9F。注意必须有f（F）1、 声明一个float变量float num;2、 声明一个float变量，同时给其赋值float num = 9.7f 3、float num = 9.3 是非法的，因为系统会把9.3看作double型 大家把书翻到第31页，看例程VarInit5Ø double（64位）：双精度如：4.8d ，7D 8.9。注意可以没有d（D）Ø 不能把一个大的数据类型的数赋值给小的数据类型

35、变量float x = 15.7int y = 23.3f3、 字符型（char）：Ø 声明一个char变量char ch;Ø 声明一个char变量，同时给其赋值char ch = Achar ch = 65char ch = n char ch = u0061 举例：public class Base public static void main(String argv) char ch = 'n' System.out.print( "->1" ); System.out.print( ch ); System.out.pri

36、nt( "->1" ); 结果为：把程序改为：public class Base public static void main(String argv) char ch = 'n' System.out.print( "->1" ); /System.out.print( ch ); System.out.print( "->1" ); 结果为：大家把书翻到第33页，看例程VarInit54、 布尔型（boolean）：Ø trueØ false举例：public class D

37、emo public static void main(String argv) boolean b1 = true; boolean b2 = false; System.out.println( "b1=" + b1 ); System.out.println( "b2=" + b2 ); 5、 常量：final float PI = 3.14ffinal int A = 3final char CH = cfinal boolean B = true注意：常量定义的时侯必须确定它的值，而且再不能改变它的值。如 final int I = 9; I

38、= 1; /出错public class Test final float PI = 3.1415f;int x = 0;float y = 0f;boolean z = true;char c = 'u'void fun() System.out.println( "x=" + x );System.out.println( "y=" + y );System.out.println( "z=" + z );System.out.println( "c=" + c );System.out.pri

39、ntln( "PI=" + PI );public static void main(String args) Test s = new Test();s.fun(); 结果为：2.5 运算符，表达式和返回值运算符和变量组合起来就形成了表达式如：算术表达式：a + b / 3 5 返回数值关系表达式：a > b 返回布尔值逻辑表达式：!x && y 返回布尔值混合表达式：（a+b）> 13 返回布尔值举例：public class Demo public static void main(String args) int a = 2; int b

40、 = 0;boolean x = true;boolean y = true;System.out.println( "a+b/3-5 = " + (a+b/3-5) );System.out.println( "a > b = " + (a > b) );System.out.println( "x && y=" + (x && y) );System.out.println( "（a+b）> 13 = " + (a+b)> 13) ); 结果为：2.6 数

41、学计算 数学运算符包括：1、 取负运算：int x = 5;int y = -x; 举例：public class XYZ public static void main(String args)int x = 1;int y = -(x + 1);System.out.print( "x=" + x + " y=" + y ); 结果为：x=1 y=-22、 加减乘除运算： （参见教材P36代码片段）3、 求余运算： （参见教材P36代码片段）4、 数学运算的若干规则Ø 整数运算语法规则int x = 2;long y = 1;x = y;

42、/error会有什么发生？byte b1 = 1;byte b2 = 2;byte b3 = b1 + b2; /errorbyte b4 = 3 + 2;byte b5 = 1 + b1; / errorØ 浮点数运算语法规则2.0f + 4.0的结果为double型int result = 5 / 2的结果只保留整数部分5、 浮点数运算时，结果可能不够准确例如1.2+2.4的结果也许不是3.66、 除零问题：不允许整数除零，允许浮点数除零结果为：2.7 赋值运算1、 赋值运算符是等号，其右边是一个表达式，左边是变量，他把右部的值赋给左部的变量。x = 2 + 5;y = 4 +

43、x 2、赋值运算也是表达式y = 4 + ( x = 2 + 5 ) 3、x = x + 5 ：把x加5，然后再赋值给x 结果为：7、 测试赋值语句返回值的程序public class LValue public static void main(String args) int x,y;y = ( x = 2 + 5 );System.out.println();System.out.println( "x = " + x + " , y = " + y ); 结果为：x=7 y=72.8 类型转换1、表达式结果的类型和表达式在最大的数据类型一致，如：

44、10078.6f，其结果为float类型2、 赋值语句的左值和右值的类型要兼容Ø 左右类型一致：int x = 100 7;Ø 右部的类型取值范围小于左部：float r = 100 7 3、 类型强制转换当右部的类型取值范围大于左部时，在表达式的前面加上类型名。float r = 100 7 8.6f 对。int r = 100 7 8.6f 错。改为int r = ( int )( 100 7 8.6f )4、 byte r = (byte)(20*20);r的值为多少？结果为：2.9 自增和自减运算1、 I：先用I值，然后对I自增12、 I：先对I自增1，然后在用I值

45、注意： int result = 1; result+; 等价于 int result = 1; result = result + 1; 参见P42下的程序片段参见一个P43程序2.10 比较运算(关系运算)1、比较运算符（关系运算符）：< , > , <= , >= , = = , !=2、比较运算表达式的结果：true ， false结果为：2.11 逻辑运算1、逻辑运算符：！ |2、逻辑运算表达式的结果：true ， false与（&&）或（|）异或（）00000010111001111110Ø 若exp为false，表达式!exp的值

46、为trueØ 若exp1和exp2都为true，表达式exp1&& exp2的值为trueØ 若exp1和exp2中有一个为true，表达式exp1| exp2的值为true结果为：注意：若有3个&&连接的表达式，当计算第一个给false时，那么逻辑表达式的值为false，其余的两个表达式不再计算；若有3个|连接的表达式，当计算第一个给true时，那么逻辑表达式的值为true，其余的两个表达式不再计算。public class ShortCiruitpublic static void main(String args) int n = 3;

47、int m = 4;System.out.println();System.out.println( ( ( n > m ) && ( +n ) > m ) ); System.out.println( "n= " + n );System.out.println( "-" );System.out.println( ( ( n < m ) && ( +n ) > m ) ); System.out.println( "n= " + n );结果为：falsen=3-falsen

48、=42.12 位运算和移位运算1、 位运算符： 3 & 5的结果为1，因为3的二进制值为0011，5的二进制值为0101，因此按位与的结果为0001public class CompareNumber public static void main(String args) int n = 3;int m = 5;System.out.println( "3 & 5 = " + (n&m) ); System.out.println( "3 | 5 = " + (n|m) );System.out.println( "3

49、 5 = " + (nm) ); 结果为：3 & 5 = 1; 3 | 5 = 7;3 5 = 6;2、移位运算符：<< >> >>>Ø >>：执行算术或带符号的右移Ø >>：执行算术或带符号的左移Ø >>>：执行无符号的右移Ø <<<：执行无符号的左移例：128 >> 1 的结果为 64 128的二进制值为10000000，则右移一位为01000000，即为64第三章 程序流程设计和控制3.1 算法、伪代码和流程图1、算法

50、：解决问题的步骤或者过程 包括：1）需要采取的各个行动 2）这些行动的顺序2、伪代码：并非真正的Java语句，而是类似Java语句，用来描述问题的求解过程 “洗澡算法”可以用伪代码来描述：1）烧水2）宽衣3）如浴4）关水3、流程图：用图解的方式描述解决某个问题所需要的步骤和顺序计算16的流程图3.2 If语句 1）if ( 条件 )语句块；意义：如果条件成立，那么就执行语句块否则不执行。举例：int choice = 1;int num = 0;if ( choice = 1 ) num = 1;System.out.print( num );结果：num = 1下面给出一个完整的程序：运行结

51、果为：choice= 1 num= 1if 的语法格式还可以是：if ( 条件 )语句块；参见教材P54 例程If2.java 2）if ( 条件 )语句块1；else 语句块2；意义：如果条件成立，那么就执行语句块1否则执行语句块2。举例：int choice = 0/1/2; /分析当choice的值分别为0、1、2，程序的结果是什么？int num = 0;if ( choice = 1 ) num = 1;else num = 2;System.out.print( num );一个完整的Java程序：运行结果：choice= 1 num= 1if 的语法格式还可以是：if ( 条件 ) 语句块1； else 语句块2；举例：int num = 0;if ( choice = 1 ) num = 1; choice = 0;else num = 2; cho