Java面向对象程序设计案例教程（第二版） 课件 第1章 Java语言概述

第1章Java语言概述《Java面向对象程序设计案例教程（第2版）》目录/Contents1.11.21.3Java语言简介JDK的使用Java程序的开发1.4

Java的运行机制1.5

Java开发工具Eclipse思政要点/Point科技创新精神

Java作为编程语言，体现了科技创新的力量，鼓励学生追求技术前沿。规范意识

Java语言有严格的语法规范，培养学生严谨的编程态度和规范意识。国际视野

Java的广泛应用和跨平台特性，引导学生具有国际视野，关注全球技术发展。职业规划意识

介绍Java语言在职业发展中的广阔前景，引导学生根据自己的兴趣和优势进行职业规划。Java语言简介1.1

Java是一种面向对象的、基于类的、通用型编程语言，最初由SunMicrosystems（现归属于Oracle公司）于1995年发布。Java的设计目标是实现“一次编写，到处运行”（WriteOnce,RunAnywhere），这意味着Java程序可以在任何支持Java虚拟机（JavaVirtualMachine,JVM）的设备上运行，无需对源代码进行修改或重新编译。Java语言不仅适用于企业级应用开发、移动应用开发，还广泛应用于大型网站后端服务、嵌入式系统以及桌面应用开发等领域。1.1.1

什么是JavaJavaSEJavaEEJavaMEJavaSE(JavaPlatform，StandardEdition)以前被称为J2SE。它允许开发和部署在桌面、服务器、嵌入式环境和实时环境中使用的Java应用程序。JavaSE包含了支持JavaWeb服务开发的类，并为JavaEE(JavaPlatform，EnterpriseEdition)提供基础。1.1.1

什么是JavaJavaEE以前被称为J2EE。企业版本帮助开发和部署可移植、健壮、可伸缩且安全的服务器端Java应用程序。JavaEE是在JavaSE的基础上构建的，它提供Web服务、组件模型、管理和通信API，可以用来实现企业级的面向服务体系结构(Service-OrientedArchitecture，SOA)和Web2.0应用程序。1.1.1

什么是JavaJavaSEJavaEEJavaMEJavaME(JavaPlatform，MicroEdition)以前被称为J2ME。JavaME为在移动设备和嵌入式设备(比如手机、PDA、电视机顶盒和打印机)上运行的应用程序提供一个健壮且灵活的环境。JavaME包括灵活的用户界面、健壮的安全模型、许多内置的网络协议以及对可以动态下载的联网和离线应用程序的丰富支持。基于JavaME规范的应用程序只需编写一次，就可以用于许多设备，而且可以利用每个设备的本机功能。1.1.1

什么是JavaJavaSEJavaEEJavaME1.1.2

Java语言的特点Java语言是一种面向对象的语言，它通过提供最基本的方法来完成指定的任务简单性Java语言的设计集中于对象及其接口，它提供了简单的类机制以及动态的接口模型。面向对象通过提供的类库可以处理TCP/IP协议，用户可以通过URL地址在网络上很方便地访问其他对象。分布式Java语言具有动态调整库中方法和增加变量的能力。动态性Java语言内置了对多线程的支持。多线程Java语言具有强大的错误检查和异常处理机制鲁棒性Java字节码可以动态翻译成特定CPU的机器码，提高了执行速度。高性能Java不支持指针，一切对内存的访问都必须通过对象的实例变量来实现安全性Java语言具有“一次编写，到处运行”的特性立与可移植性平台独立与可移植性1234567891.1.3Java语言的发展历史JDK1.1

1997年2月19日JDK1.3（Java2SE1.3）2000年5月8日JDK5.0（JavaSE5，也称为JDK1.5）2004年9月30日JDK7（JavaSE7）2011年7月28日JDK9及以后版本JDK1.0

1996年1月23日JDK1.2（Java2）1998年12月8日JDK1.4（Java2SE1.4）2002年2月13日JDK6（JavaSE6）2006年12月11日JDK8（JavaSE8）2014年3月18日JDK17及以后版本（LTS版本）JDK的使用1.21.2JDK的使用JDK(JavaDevelopmentKit)是Sun公司对Java开发人员发布的免费软件开发工具包。JDK是整个Java的核心，包括Java运行环境、Java工具和Java基础类库。JDK提供了Java的开发编译环境，而JRE(JavaRuntimeEnvironment)提供了Java的解释运行环境。1.2.1安装JDK步骤1步骤2步骤3步骤4访问JDK网址下载JDK的网址为/java/technologies/downloads/，可以根据自己计算机的操作系统和硬件环境下载相对应的JDK版本。步骤2步骤1步骤3步骤4进入下载页面进入下载页面，在选择版本和下载之前用户首先需要接受协议，然后根据自己的电脑系统选择对应的版本，接着单击“下一步”按钮进行安装1.2.1安装JDK步骤3步骤1步骤2步骤4选择JDK安装路径用户在安装时可以选择要安装的功能，同时可以根据需要选择默认安装路径或者选择修改安装路径。如果需要修改安装路径，则单击“更改”按钮，在弹出的对话框中选择要安装的位置，然后单击“下一步”按钮进行安装。1.2.1安装JDK步骤3步骤1步骤2步骤4安装JDK安装完成的界面如图所示。1.2.1安装JDK步骤4步骤1步骤2步骤3配置系统环境变量右键单击“我的电脑”→“属性”→“高级系统设置”，就会看到如图所示的界面。1.2.1安装JDK步骤5步骤6步骤7步骤8配置环境变量单击“环境变量”按钮，开始配置环境变量。1.2.1安装JDK步骤6步骤5步骤7步骤8配置JAVA_HOME环境变量在系统变量选项区中单击“新建”按钮，变量名为“JAVA_HOME”(代表JDK安装路径)，变量值为“C:\ProgramFiles\Java\jdk-17”，即JDK的安装路径。1.2.1安装JDK步骤7步骤5步骤6步骤8配置Path环境变量在系统变量中查找Path变量，如果存在，点击“编辑”按钮，点击“新建”按钮，将JDK安装目录下的bin文件夹的安装路径添加其中。1.2.1安装JDK步骤8步骤5步骤6步骤7验证配置是否成功在搜索框中输入cmd，单击“回车”按钮，打开命令行窗口。在命令行窗口中输入“java–version”命令，显示安装的Java版本信息，则表明JavaJDK安装成功1.2.1安装JDK

bin目录1.2.2JDK目录介绍功能：存放Java的编译器、解释器等可执行文件。主要文件：java.exe：Java运行工具，用于启动Java应用程序。javac.exe：Java编译器，用于将Java源代码编译成字节码。jar.exe：打包工具，用于创建、查看和管理Java归档文件（JAR）。javadoc.exe：文档生成工具，用于从Java源代码生成HTML格式的API文档。javaw.exe：Java运行工具（窗口模式），与java.exe类似，但不会在命令行窗口中运行Java程序。

db目录1.2.2JDK目录介绍功能：JDK附带的轻量级数据库，名为Derby。用途：用于Java应用程序的数据库开发和测试。

include目录功能：存放调用系统资源的接口文件，主要是C语言的头文件。用途：这些头文件在Java程序通过JNI（JavaNativeInterface）调用本地代码时需要使用。

jre目录1.2.2JDK目录介绍功能：Java运行时环境的根目录。包含内容：Java虚拟机（JVM）、运行时的类包、Java运行启动器以及一个bin目录（包含Java运行工具和库文件）。用途：用于运行Java程序，但不包含开发环境中的开发工具。lib目录功能：存放Java的类库文件。包含内容：Java核心类库、支持JVM运行的函数库等。用途：这些类库在Java程序编译和运行时需要引用。

src.zip文件1.2.2JDK目录介绍功能：JDK提供的类的源代码压缩文件。用途：通过解压该文件，可以查看Java基础类的源代码，有助于学习和理解Java语言的实现原理。Java程序的开发1.3

利用记事本编写Java程序第一步，编写Java源程序由于JDK没有提供专门的编辑工具，所以可以通过任意文本编辑器编写Java源代码，例如记事本、notepad等。程序编辑完成后保存文件，然后将文件的扩展名改为“.java”1.3Java程序的开发图1-16

使用记事本编写程序

利用记事本编写Java程序第二步，编译程序生成字节码文件。使用Javac命令编译HelloWorld.java文件，并生成HelloWorld.class字节码文件。1.3Java程序的开发第三步，运行Java程序使用Java命令解释执行HelloWorld.class文件，在屏幕上显示“HelloWorld！”字符串，图1-17程序运行结果Java的运行机制1.4

1.编译阶段1.4Java的运行机制源代码：Java源代码是以.java为后缀的文件，其中包含了用Java语言编写的程序代码。Java编译器（javac）：Java编译器用于将源代码编译成字节码（bytecode），这是Java程序的中间表示形式。字节码不依赖于特定的硬件或操作系统，因此具有跨平台性。编译后的字节码文件以.class为后缀。

2.运行阶段1.4Java的运行机制（1）Java虚拟机（JVM）：JVM是Java程序的运行环境，负责执行Java字节码。JVM提供了平台独立性、安全性和自动内存管理等功能。（2）类加载器（ClassLoader）：类加载器负责将字节码文件加载到JVM中。它按照父委托模型加载类，即先尝试从父类加载器中加载类，如果父类加载器无法加载，则再由子类加载器加载。（3）字节码验证器（BytecodeVerifier）：在字节码被加载到JVM后，字节码验证器会验证其正确性和安全性，以确保不破坏Java语言的安全模型。（4）执行引擎（ExecutionEngine）：执行引擎包括解释器和即时编译器（JITCompiler）。解释器逐行解释字节码并执行，而JIT编译器则将热点代码（经常执行的代码）编译成机器码，以提高运行时性能。（5）内存管理：JVM的内存管理包括堆（Heap）、栈（Stack）、方法区（MethodArea）和本地方法栈（NativeMethodStack）。

3.Java程序的执行流程1.4Java的运行机制（1）编写Java源代码：在Java开发环境中进行程序代码的编辑，生成.java文件。（2）编译Java源代码：使用Java编译器（javac）对.java文件进行编译，生成.class字节码文件。（3）运行Java程序：使用Java运行工具（java）运行.class文件。JVM加载字节码文件，并通过类加载器、字节码验证器、执行引擎等组件执行程序。（4）输出结果：程序执行完毕后，将结果输出到控制台或其他输出设备。Eclipse简介1.51.5.1Eclipse简介

Eclipse是一个基于Java的、开放源码的、可扩展的应用开发平台，它为编程人员提供了一流的Java集成开发环境(IDE)，Eclipse最初由IBM公司开发，作为VisualAgeforJava的替代品，旨在提供一个更为灵活和可扩展的IDE。2001年11月，Eclipse被贡献给开源社区，并由非营利软件供应商联盟Eclipse基金会管理。Eclipse可以从网/downloads/上免费下载。该开发环境拥有多个下载版本，可以适用于Linux、MacOSX、Windows、Solaris操作系统，用户可以根据自身需要下载不同的版本。

主要功能与特点1.5.1Eclipse简介强大的插件机制Eclipse的插件机制使得它可以轻松地扩展和定制化，适应各种不同的开发需求。用户可以根据需要添加或删除插件，扩展IDE的功能。1多语言支持Eclipse支持其他多种编程语言，如C/C++、PHP、Python、JavaScript等。通过安装不同的插件，Eclipse可以支持不同的编程语言，为程序员提供了一个统一的开发环境。2集成开发环境Eclipse是一个集成了编辑、调试、测试等功能的IDE，使得程序员可以在一个环境中完成整个开发流程。它提供了丰富的工具和功能，如代码编辑器、调试器、性能分析器、代码质量检查工具、版本控制工具等，可以提高开发效率和代码质量。3跨平台性Eclipse可以在多个操作系统上运行，包括Windows、Linux、macOS等。这意味着用户可以在不同平台上使用相同的IDE进行软件开发，而不必担心兼容性问题。4开源免费Eclipse是开源免费软件，用户可以自由下载、使用和修改，没有任何费用和限制。51.5.2Eclipse的安装与启动步骤1步骤2步骤3步骤4访问Eclipse网址输入网址/downloads/，进入下载页面，单击DownloadePackages按钮步骤2步骤1步骤3步骤4进入下载页面根据电脑配置，选择相应版本进行下载1.5.2Eclipse的安装与启动步骤3步骤1步骤2步骤4下载Eclipse单击DOWNLOAD按钮1.5.2Eclipse的安装与启动步骤3步骤1步骤2步骤4选择安装路径用户可以根据需要选择要安装的路径，单击“下载”按钮1.5.2Eclipse的安装与启动步骤4步骤1步骤2步骤3安装完成Eclipse下载完成后无需安装直接运行，将该文件直接解压缩到指定的安装目录下即完成了安装工作，双击eclipse.exe文件即可运行1.5.2Eclipse的安装与启动1.5.3Eclipse编写Java程序的流程打开文件安装目录，运行eclipse.exe时需要选择工作区Workspace，即保存程序源码和字节码文件的目录。用户可以使用默认路径，也可以根据需要自行修改。

运行Eclipse1.5.3Eclipse编写Java程序的流程步骤1步骤2步骤3步骤4新建Java项目(1)启动Eclipse，选择项目存储的路径，进入主界面后，从菜单选择File→New→Project。(2)从对话框中选择JavaProject，然后单击Next按钮。步骤2步骤1步骤3步骤4新建Java项目在新弹出的对话框中，在ProjectName文本框的位置输入类名HelloWorld，单击Finish按钮。1.5.3Eclipse编写Java程序的流程步骤3步骤1步骤2步骤4新建Java程序在创建的项目HelloWorld上单击右键，选择New→Class，新建Java类1.5.3Eclipse编写Java程序的流程步骤4