JAVA程序设计技能教程第1章

第1章Java软件开发相关技术简介

任务一：掌握Java语言基本情况

任务三：了解Java开发工具

任务二：掌握Java语言体系

任务四：实训－JDK安装配置及Java程序的编译运行

1.1任务一掌握Java语言基本情况

1.1.1Java语言的发展

Java是一个由Sun公司开发而成的新一代编程语言。使用它可在各式各样不同种机器、不同种操作平台的网络环境中开发软件。Java正在逐步成为Internet应用的主要开发语言。它彻底改变了应用软件的开发模式，带来了自PC机以来又一次技术革命，为迅速发展的信息世界增添了新的活力。

详细说明：（1）JAVA的起源。（2）JAVA的特性。

简单的、面向对象的、健壮的、安全的、解释的、与平台无关的、多线程的、动态的语言（3）JAVA语言广泛的应用前景。面向对象的应用开发、计算过程的可视化软件的开发、动态画面的设计、交互操作的设计、Internet的系统管理功能模块的设计、Intranet上的软件开发、与各类数据库连接查询的SQL语句的配合使用、和其他类型应用程序的连接1．JDK环境

Java不仅提供了一个丰富的语言和运行环境，而且还提供了一个免费的Java开发工具集(JavaDevelopersKits，简称JDK)。(1)Java编译器

Java程序的编译程序是javac.exe。javac命令将Java程序编译成字节码，然后你可用java解释器java命令来解释执行这些Java字节码。Java程序源码必须存放在后缀为.java的文件里。Java程序里的每一个类，javac都将生成与类相同名称但后缀为.class文件。编译器把.class文件放在.java文件的同一个目录里。1.1.2Java程序开发与运行环境

(2)Java调试器JDB(JavaDebugger)是J2SDK提供的一个调试工具，可以实现单步跟踪、断点设置、监视程序输出情况等功能。

java命令由java编译器javac输出的Java字节码。classname参数是要执行的类名称。注意任意在类名称后的参数都将传递给要执行类的main函数。java执行完main函数后退出，除非main函数创建了一个或多个线程。如果main函数创建了其它线程，java总是等到最后一个线程退出才退出。2．JWS环境JavaWorkShop是SUN公司的一个新产品，它是一个集成的java语言开发环境，它包括以下工具：Portfolio和Project管理器源文件编辑器Build管理工具调试器项目测试扩展在线超文本连接到帮助文件

1.1.3Java语言特点1.简单2.面向对象3.自动内存管理4.分布计算5.稳定性6.安全性

7.解释执行

8.跨异构环境

9.平滑移植10.多线程11.异常处理12.可扩充1.1.4Java

程序分类Java程序分为两种类型：Java应用程序（JavaApplication）Java小应用程序（Javaapplet）。

JavaApplication可以独立运行；Javaapplet不能独立运行，可以使用Appletviewer或其他支持Java的浏览器运行。无论哪种Java程序，都用扩展名为.java的文件保存。1.1.5JDK安装与环境变量配置1．JDK的下载

下载地址为：

/javase/downloads/index.jsp

下载最新版本的“JDK6Update6”，选择对应的操作系统，以及使用的语言即可。在下载Windows版本时，有两个版本可供下载,，分别是：WindowsOnlineInstallation

在线安装版本，每次安装时都从网络上下载安装程序，在下载完成以后，进行实际的安装。

WindowsOfflineInstallation

离线安装版本，每次安装时直接进行本地安装。通常情况下，一般下载离线安装版本。其实如果不需要安装最新版本的话，也可以在国内主流的下载站点下载JDK的安装程序，只是这些程序的版本可能稍微老一些，这些对于初学者来说其实问题不大。2．JDK的安装

Windows操作系统上的JDK安装程序是一个EXE可执行程序，直接安装即可，在安装过程中可以选择安装路径以及安装的组件等，如果没有特殊要求，选择默认设置即可。程序默认的安装路径在C:\ProgramFiles\Java目录下。3．JDK环境变量的配置序号变量名变量值1JAVA_HOME

“C:\ProgramFiles\Java\jdk1.4.2_04”2path“%JAVA_HOME%\bin;%JAVA_HOME%\jre\bin;”3classpath“.;%JAVA_HOME%\lib\dt.jar;%JAVA_HOME%\lib\tools.jar;”配置环境变量步骤如下：（1）右击【我的电脑】，点击【属性】，选择【高级】选项卡，点击【环境变量】，如图1-1所示。

（2）在【系统变量】中，设置3项属性，JAVA_HOME,PATH,CLASSPATH(大小写无所谓)若已存在则点击【编辑】，不存在则点击【新建】，如图1-2环境变量对话框所示。图1-1系统属性对话框

图1-2环境变量对话框

（3）JAVA_HOME指明JDK安装路径，C:\ProgramFiles\Java\jdk1.4.2_04，就是刚才安图1-3设置JAVA_HOME装时所选择的路径,此路径下包括lib，bin，jre等文件夹。如图1-3所示。（4）Path使得系统可以在任何路径下识别java命令，变量值如图1-4所示。图1-3设置JAVA_HOME图1-4设置PATH（5）CLASSPATH为java加载类(classorlib)路径，只有类在classpath中，java命令才能识别，设为：.;%JAVA_HOME%\lib;%JAVA_HOME%\lib\tools.jar(要加.表示当前路径)“%JAVA_HOME%”就是引用前面指定的JAVA_HOME，如图1-5所示。

（6）单击【开始】,选择【运行】，键入【cmd】，在命令提示符窗口，键入命令【java-version】，出现如图1-6所示画面，说明环境变量配置成功。图

1-5设置Classpath图1-6命令提示窗口1.1.6JavaApplication程序结构及运行过程1.程序代码【例1-1】HelloWorldpublicclassHelloWorld{//声明一个公有类：HelloWorldpublicstaticvoidmain(String[]args){//类中主方法，程序入口点

System.out.println("HelloWorld!");//在屏幕上输出字符串"HelloWorld!"}}

运行结果:HelloWorld!2．程序解析（1）每个Java程序至少包含一个类的声明。（2）成员方法由方法声明部分和方法体两部分构成（3）标准输出流3．JavaApplication程序的结构特点

（1）一个JavaApplication程序由一个或多个文件组成，每个文件中可以定义一个或多个类，每个类由若干个方法和变量组成。（2）一个文件中定义多个类时，允许其中声明零个或一个public类，若有public类则程序文件名必须与public类的类名相同，并区分大小写，扩展名为.java。（3）一个JavaApplication程序仅有一个主方法main()，是整个程序的入口。4．Java程序编写中的注意事项程序名必须与public类同名；Java程序区分大小写字母；Java程序中所有的方法都是属于某个类的，没有不属于某个类的方法。根据Java命名规范的约定，Java所有的类名都以一个大写字母开头，由多个词构成类名时每个词首字母大写。程序中以“//”开头的为注释，称之为行注释，它不影响程序的编译与运行。Java程序的书写格式很自由，一般采用紧缩对齐格式进行书写，Java语句用分号“;”作为语句的分隔标记，一般一行写一条语句，需一行可以写多条语句，一条语句也可以分成多行书写。5．Java程序的编辑

Java程序的编辑可以使用任何一种文本编辑器，例如UltraEdit、Notepad、Wordpad甚至word，然后只要把编辑好的文件存成.java文件。当然也可以用一些集成开发环境，例如Borland公司的JBuilder，IBM公司的VisualageforJava，此外还有cafe、kawa等其它集成开发环境。

Sun公司为全世界的java程序员提供了一个免费的java程序开发包（JavaDevelopKit，简称JDK），其中包括了java编译器命令"javac"，以及java执行命令"java"，还有帮助文档生成器命令"javadoc"等等。所有这些命令都可以在命令行下运行，例如我们要编译上述java文件HelloWorld.java，如果是在windows中进行开发，就可以在"命令提示符"下进行编译，在命令行中敲入"javacHelloWorld.java"

6.Javaapplication的执行当编译结束以后，在java源文件中的每一个类都会生成相应的.class文件，例如上例中就会生成一个HelloWorld.class文件，而java程序在执行时调用的是.class文件。Javaapplication的执行是在命令行下进行的，如果是在windows系统中，就可以"命令提示符"下敲入"javaHelloWorld"进行执行，该"java"命令会启动java虚拟机，并读入HelloWorld.class文件进行执行。

1.2

任务二掌握Java语言体系

Java2平台包括：标准版（J2SE）、企业版（J2EE）和微缩版（J2ME）三个版本。J2SE,J2ME和J2EE,这也就是SunONE(OpenNetEnvironment)体系。J2SE就是Java2的标准版，主要用于桌面应用软件的编程；J2ME主要应用于嵌入是系统开发，如手机和PDA的编程；J2EE是Java2的企业版，主要用于分布式网络程序开发，如电子商务网站和ERP系统。1.2.1J2SE概述StandardEdition(标准版)J2SE包含那些构成Java语言核心的类。比如：数据库连接、接口定义、输入/输出、网络编程。

J2SE是J2EE的基础，他大量的JDK代码库是每个要学习J2EE的编程人员必须掌握的。从JDK5.0开始，不再叫J2SE,改名为JavaSE了，因为那个2已经失去了其应该有的意义。

1.2.2J2EE概述EnterpriseEdition(企业版)J2EE包含J2SE中的类，并且还包含用于开发企业级应用的类。比如：EJB、servlet、JSP、XML、事务控制。J2EE的概念

J2EE是一种利用Java2平台来简化企业解决方案的开发、部署和管理相关的复杂问题的体系结构。2.J2EE的优势（1）保留现存的IT资产（2）高效的开发（3）支持异构环境（4）可伸缩性（5）稳定的可用性3．J2EE的四层模型运行在客户端机器上的客户层组件；运行在J2EE服务器上的Web层组件；运行在J2EE服务器上的业务逻辑层组件；运行在EIS服务器上的企业信息系统(Enterpriseinformationsystem)层软件。

4．J2EE的结构这种基于组件，具有平台无关性的J2EE结构使得J2EE程序的编写十分简单，因为业务逻辑被封装成可复用的组件，并且J2EE服务器以容器的形式为所有的组件类型提供后台服务.因为你不用自己开发这种服务,所以你可以集中精力解决手头的业务问题。

容器和服务，容器设置定制了J2EE服务器所提供得内在支持，包括安全，事务管理，JNDI(JavaNamingandDirectoryInterface)寻址,远程连接等服务，以下列出最重要的几种服务：JNDI寻址(JNDILookup)服务向企业内的多重名字和目录服务提供了一个统一的接口。J2EE远程连接（RemoteClientConnectivity）模型管理客户端和enterprisebean间的低层交互。

5.J2EE的核心API与组件

J2EE平台由一整套服务（Services）、应用程序接口（APIs）和协议构成，它对开发基于Web的多层应用提供了功能支持，下面对J2EE中的13种技术规范进行简单的描述:

JDBCJNDIEJBRMIJavaIDL/CORBAJSPJavaServletXMLJMSJTAJTSJavaMailJAF

1.2.3J2ME概述MicroEdition(微缩版)J2ME包含J2SE中一部分类，用于消费类电子产品的软件开发。比如：呼机、智能卡、手机、PDA、机顶盒。1．J2ME是什么？

SunMicrosystems将J2ME定义为“一种以广泛的消费性产品为目标的的高度优化的JAVA运行时环境，包括寻呼机、移动电话、可视电话、数字机顶盒和汽车导航系统。”Sun在1999年6月时推出了Java2袖珍版(J2ME)来满足消费电子和嵌入设备的需要。2．J2ME总体架构

J2ME平台是由配置（Configuration）和简表（Profile）构成的。3.J2ME目标设备

1.3

任务三了解Java开发工具

1.3.1JBuilder简介JBuilder是Borland公司开发的针对java的开发工具，使用JBuilder将可以快速，有效的开发各类java应用，它使用的JDK与sun公司标准的JDK不同，它经过了较多的修改，以便开发人员能够像开发Delphi应用那样开发java应用。Jbuilder的特点:1.Jbuilder支持最新的Java技术，包括Applets、JSP/Servlets、JavaBean以及EJB(EnterpriseJavaBeans)的应用。2.用户可以自动地生成基于后端数据库表的EJBJava类，Jbuilder同时还简化了EJB的自动部署功能.此外它还支持CORBA，相应的向导程序有助于用户全面地管理IDL(分布应用程序所必需的接口定义语言InterfaceDefinitionLanguage)和控制远程对象。3.Jbuilder支持各种应用服务器。Jbuilder与InpriseApplicationServer紧密集成，同时支持WebLogicServer，支持EJB1.1和EJB2.0，可以快速开发J2EE的电子商务应用。4.Jbuilder能用Servlet和JSP开发和调试动态Web应用。利用Jbuilder可创建(没有专有代码和标记)纯Java2应用。由于Jbuilder是用纯Java语言编写的，其代码不含任何专属代码和标记，它支持最新的Java标准。

Jbuilder拥有专业化的图形调试介面，支持远程调试和多线程调试，调试器支持各种JDK版本,包括J2ME/J2SE/J2EE。JBuilder环境开发程序方便，它是纯的Java开发环境，适合企业的J2EE开发；缺点是往往一开始人们难于把握整个程序各部分之间的关系，对机器的硬件要求较高，比较吃内存，这时运行速度显得较慢1.3.2Eclipse简介1.历史背景

Eclipse这样功能完整且成熟的开发环境，是由蓝色巨人IBM所研制。IBM花了4千万美金来开发这个IDE(IntegratedDevelopmentEnvironment)。第一版1.0在2001年11月面市，随后逐渐受到欢迎。2.开放原始码软件

Eclipse使用的开放原始码许可书：公共公众许可书-CommonPublicLicense(CPL)作为授权方式，设计上是可以容许商业利益的。3.Eclipse版本介绍释出版(Release

builds)稳定版(Stablebuilds)

整合版(Integrationbuilds)

当日最新版(Nightlybuilds)

4.跨语言、跨平台1.3.3其它开发工具简介1.UltraEditUltraEdit是现在文本编辑器中的优秀代表，它的官方网址是：它不但可以编辑文本，还可以编辑十六进制代码。主要特性：（1)可以打开多个文件，文件大小无限制，每个文件都会有一个页框，非常直观；（2)既可以记住最近使用的文件，也可以加入到favorate文件表中，还可以建立一个项目文件，把相关文件组织起来；（3)能保持代码的缩进，在任何时候，行号都会在窗口的状态栏里显示，还可以在view菜单中选择是否每行显示行号；（4)通过配置为不同代码设置不同的颜色；（5)可以搜索和替换打开的所有文件；（6)支持多级的撤销和恢复。2．Editplus

EditPls是共享软件，它的官方网址是：。最新版本是EditPlus2.12。EditPlus也是功能很全面的文本、HTML、程序源代码编辑器。默认的支持HTML、CSS、PHP、ASP、Perl、C/C++、Java、JavaScript和VBScript的语法着色。通过定制语法文件还可以扩展到其他程序语言。可以在Tools菜单的ConfigureUserTools菜单项配置用户工具，类似于UltraEdit的配置，配置好Java的编译器Javac和解释器Java后，通过EditPlus的菜单可以直接编译执行Java程序。3.HomeSiteHomeSite是目前最为流行的站点开发工具之一，它的官方网址是：它提供用于JavaServerPages(JSP)开发的内建支持。主要特性：（1)可以为不同代码设置不同的颜色；（2)可以创建JSP代码的代码片段重用；；（3)支持HTML中的对象属性显示功能。

4.WebSphereStudioWebSphereStudioApplicationDeveloper提供了创建，开发，测试，和管理所有Web及企业范围的J2EE应用的工具。可定制的透视图使Web开发者，Java程序员，EJB开发人员和管理者共享同一个开发工具。它的核心是应用创建工具，编辑器和向导工具帮助您快速开发J2EE资源，如HTML文件,JSP页面,Java类和servlets,EJBbeans,和XML描述语言等。我们可以按照J2EE规范中定义的模块来组织这些资源到一个项目中。一旦资源创建完成，就可以方便的在开发环境中或输出到远程的服务器上测试和调试它们。它的官方网址是：。5．JavaWorkshopSunMicroSystems公司于1996年3月26日推出了JavaWorkShop1.0，这是业界出现的第一个供Internet网使用的多平台开发工具，它可以满足各公司开发Internet和Intranet网应用软件的需要。JavaWorkShop完全用Java语言编写，是当今市场上销售的第一个完全的Java开发环境，目前JavaWorkShop的最性版本是3.0。6．Oracle9iJDeveloper

为构建具有J2EE功能，XML和Webservices的复杂的，多层的Java应用程序提供了一个完全集成的开发环境。它为运用Oracle9i数据库和应用服务器的开发人员提供特殊的功能和增强性能，除此以外，它也有资格成为用于多种用途Java开发的一个强大的工具。

7.IBM的VisualAgeforJava

VisualAgeforJava是一个非常成熟的开发工具8.BEA的WebLogicWorkshopBEAWebLogicWorkshop是一个统一、简化、可扩展的开发环境，使所有的开发人员都能在BEAWebLogicEnterprisePlatform之上构建基于标准的企业级应用9.JCreatorJCreator是一个Java程序开发工具，也是一个Java集成开发环境（IDE).在功能上与Sun公司所公布的JDK等文字模式开发工具相较之下来得容易，还允许使用者自订义操作窗口界面及无限Undo/Redo等功能。

10.MicrosoftVJ++

VisualJ++是Microsoft公司推出的可视化的Java语言集成开发环境(IDE)，是一个相当出色的开发工具。1.4任务四实训一

JDK安装配置及Java程序的编译运行实训内容：本实训要求学生下载安装JDK5.0并对JAVA_HOME、PATH和CLASSPATH环境变量进行配置；同时自己编写并调试一个Java应用程序，了解Java程序的编译运行。对于学有余力的学生可尝试下载安装本章介绍的Eclipse、JBuilder、JCreator和JCreator等集成开发环境中的一种，并在其中编辑、编译和运行JavaApplication和JavaApplet程序。实训目的：1．掌握JDK的下载安装，熟悉JRE与JDK的系统文件结构，正确设置有关环境变量。2．掌握JDK帮助文件的下载安装，学会使用API帮助。3．掌握JDK中javac、java/javaw和appletviewer等常用命令的功能与使用方法。4．熟悉JavaApplication的程序结构，掌握其编辑、编译和运行方法，参考本章中的例题，学会编写简单的JavaApplication程序。5．掌握Java程序的编辑、编译和运行方法。6．了解并遵守Java的编码规范。7．了解NetBeans、Eclipse、JBuilder、JCreator和BlueJ等各种集成开发环境的下载安装，熟练掌握其中一种IDE的基本环境与基本操作。实训过程：分析问题：Java需要设置的环境变量有三个变量名：“JAVA_HOME”变量值：“C:\ProgramFiles\Java\jdk1.4.2_04”

变量名：“path”变量值：“%JAVA_HOME%\bin;%JAVA_HOME%\jre\bin;”

变量名：“classpath”

变量值：“.;%JAVA_HOME%\lib\dt.jar;%JAVA_HOME%\lib\tools.jar;”步骤如下：（1）下载安装。（2）配置环境变量，涉及到java_home，classpath，Path，按Win+Break打开系统属性，单击【高级】选项卡，单击【环境变量】按钮，单击【添加】。（3）首先设置java_home变量，在“变量名”中填写java_home，“变量值”根据安装目录填写，我的是C:\j2sdk1.4.2_04，不同的安装可能不大一样，根据自己的情况填写。实