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1、第2章 控制台程序设计,本章提要 面向对象思想 Java语言特点 Java运行环境 编写Java程序,本章知识要点,Java程序分类 Java开发环境与运行 类的定义 类的四个基本特性 接口,任务1 认识Java程序及其运行,什么是Java程序 Java开发环境及工具 计算机处理Java程序的过程,Java程序,例子: /* WelcomeApp.java*/ import java.lang.System; class WelcomeApp public static void main(String args) System.out.println(Welcome to Java Worl
2、d!); ,Java程序,Java应用程序的特点是可以一次编译到处运行。 两大类型 应用程序（applications） 小应用程序（applets） 应用程序是可以独立在任何操作系统平台上执行的程序。 基于窗体的应用程序 基于控制台的应用程序 小应用程序是在Web页面内执行的Java程序，小应用程序需要浏览器支持。,Java运行环境,Java运行环境 Java Runtime Environment(JRE) 是可以在其上运行、测试和传输应用程序的 Java 平台。它包括 Java 虚拟机、Java 平台核心类和支持文件。如sun公司的JRE包括： Java Runtime Environm
3、ent 和 Java Plug-in Java虚拟机JVM(Java Virtual Machine) 它是一种可以运行Java字节码的虚拟的计算机，它是Java运行平台的核心。Java源程序编译生成的字节码不能直接在操作系统平台上运行，必须在Java虚拟机上运行。,任务1 认识Java程序及其运行,什么是Java程序 Java开发环境及工具 计算机处理Java程序的过程,Java开发环境,Java开发包 Java开发工具箱（JDK）是SUN的Java软件开发包。其中包含有实现各种各样低层技术的类的集合，这些类提供了很多属性和方法。我们可以在这之上开发Java应用程序。 JDK的三种版本 SE
4、（J2SE），standard edition，标准版，通常用版本 EE（J2EE），enterprise edtion，企业版，用于开发J2EE应用程序 ME（J2ME），microedtion，主要用于移动设备、嵌入式设备上的java应用程序,Java开发环境（续）,在SUN的JDK中，不仅包含开发类库。同时，JDK也为用户提供了集成和执行Java应用程序和小应用程序的工具。表中列出的就是它们所提供的部分工具,Java开发环境（续）,JDK下载地址 JDK的安装与系统环境配置 1、右击我的电脑选择属性高级环境变量系统变量 2、新建一个变量名为“CLASSPATH”，变量值为“C:Progr
5、am FilesJavajdk1.5.0_14libtools.jar;C:Program FilesJavajdk1.5.0_14libdt.jar;.;”中间用分号隔开，若修改了安装目录的,则需修改成相应目录。 3、再新建一个变量名为“JAVA_HOME”，变量值值为“C:Program FilesJavajdk1.5.0_14;”。 4、打开系统变量“PATH”，在变量值后面添加“C:Program FilesJavajdk1.5.0_14bin;”,Java开发环境（续）,JDK安装与配置测试: 输入 Java -version 出现以下说明,则表示成功 java version 1.
6、5.0_14 Java(TM) 2 Runtime Environment, Standard Edition (build 1.5.0_14-b03 Java HotSpot(TM) Client VM (build 1.5.0_14-b03, mixed mode, sharing),Java开发环境（续）,关于系统环境配置变量的说明: 1.PATH环境变量。作用是指定命令搜索路径，在DOS命令行下面执行命令,如javac编译java程序时，它会到PATH变量所指定的路径中查找看是否能找到相应的命令程序。 2.CLASSPATH环境变量。作用是指定类搜索路径，JVM通过CLASSPTH来寻
7、找类的,从而我们可以使用已编写好的类。 3.JAVA_HOME环境变量。它指向jdk的安装目录，Eclipse/NetBeans/Tomcat等软件就是通过搜索JAVA_HOME变量来找到并使用安装好的jdk。 4.如果安装了J2EE，也同样要加一个环境变量J2EE_HOME。,Java开发工具,JCreator JBuilder VisualAge For Java Sun ONE Studio Netbean Eclipse,任务1 认识Java程序及其运行,什么是Java程序 Java开发环境及工具 计算机处理Java程序的过程,Java程序运行环境架构,JVM,虚拟机用软件构造出来的计
8、算机。它是通过在实际的计算机上仿真模拟各种计算机功能来实现的。虚拟机有自己的指令系统，但没有硬件，它把虚拟代码转换成相应的机器代码，再加以执行。 JAVA虚拟机(JVM)一个想象中的机器,在实际的计算机上通过软件模拟来实现。Java虚拟机有自己想象中的硬件,如处理器、堆栈、寄存器等,还具有相应的指令系统。 JVM的作用它有自己的一套逻辑指令，JAVA源代码经过编译器编译以后，生成虚拟机的逻辑指令集（.class文件），而JVM的任务就是将.class 文件装入内存，并把这些.class 文件包含的伪指令解释为具体平台的机器指令，然后执行。从这个意义上来说编译器是平台无关的，而JVM是平台有关的
9、。如window平台与linux平台上的JVM是不一样的。,JVM体系结构,常量池：虚拟机必须为每个被装载的类型维护一个常量池。常量池就是该类型所用到常量的一个有序集和，包括直接常量（string,integer和 floating point常量）和对其他类型，字段和方法的符号引用。,JVM,类装载指将包含在类文件中的字节码装载到JVM中, 并使其成为JVM一部分的过程。即寻找一个类或是一个接口的二进制形式，并用该二进制形式来构造代表这个类或是这个接口的class对象的过程，其中类或接口的名称是给定了的。 类装载过程装载、链接和初始化，其中链接又可以分成校验、准备、解析三步： 装载：查找和导
10、入类或接口的二进制数据； 链接：执行下面的校验、准备和解析步骤，其中解析步骤是可以选择的； 校验：检查导入类或接口的二进制数据的正确性； 准备：给类的静态变量分配并初始化存储空间； 解析：将符号引用转成直接引用，如变量直接通过地址访问，方法也被映射到内存的某个位置等待调用； 初始化：利用类定义的代码对静态变量的初始化Java代码和静态Java代码块。,JVM,运行引擎负责执行包含在已装载的类或接口中的指令 。 JVM区 Java堆是一个运行时数据区,类的实例(对象)从中分配空间，它的管理是由垃圾回收来负责的，程序员不能显式释放对象。Java不规定具体使用的垃圾回收算法,可以根据系统的需求使用各
11、种各样的算法。 Java方法区保存方法代码(编译后的java代码)和符号表（常量池） 程序计数器每个线程一旦被创建就拥有了自己的程序计数器。当线程执行Java方法的时候，它包含该线程正在被执行的指令的地址,JVM,Java栈有三个区域:局部变量区、运行环境区、操作数区 局部变量区：每个Java方法使用一个固定大小的局部变量集。 运行环境区：在运行环境中包含的信息用于动态链接,正常的方法返回以及异常捕捉 操作数区：机器指令从操作数栈中取操作数,对它们进行操作,并把结果返回到栈中 本地方法栈，当一个线程调用本地方法时，它就不再受到虚拟机关于结构和安全限制方面的约束，它既可以访问虚拟机的运行期数据区
12、，也可以使用本地处理器以及任何类型的栈。,JVM工作过程,JVM是JDK的最底层，负责于操作系统的交互,用来屏蔽操作系统环境,提供一个完整的java运行环境, 即虚拟计算机 JDK装入JVM的过程 创建jvm装载环境和配置 装载jvm.dll 初始化jvm.dll并挂界到JNIENV(JNI调用接口)实例 调用JNIENV实例装载并处理class类。,JVM处理示例Test.class的过程,输入命令：Java Test,确定jvm的路径和相关的参数配置,装载jvm.cfg文件，获得jvm.dll的路径,由LoadJavaVM来装入jvm.dll文件,获得JNIEnv实例,java.c中Loa
13、dClass方法装载该主类,由JNIEnv实例的方法调用主类中main方法,任务2 编写数字显示程序,问题分析 知识学习 类的抽象与封装 数据类型 常用类和包 定义Java类 任务实施,问题分析,任务描述： 编写一个程序，能够显示数字 问题分析： Java程序构成,它是面向对象的语言,其程序由类组成的,需要了解类的相关概念 编写Java程序的方法和步骤 确定显示数字所使用的数据类型,了解数据类型知识 编写代码 编译执行,知识学习类的抽象与封装,将客观世界的任何实体看作对象，则客观世界由各种“对象”组成，且有自己的状态和行为，将具有相同特征和功能的对象归类，形成类，其中每个对象就是这个类的一个实
14、例。 类之间可通过继承关系构成类的层次结构，对象之间可通过消息相互作用，即一个对象通知另一个对象完成一个允许作用于该对象的操作，而其操作细节被封装，对外界不公开。 类和对象是对对象的抽象及描述，是一些数据元素（属性）及其上操作（方法）的聚集。对象则对应一个值。类与对象的关系相当于模式和它的实例的关系。,知识学习类的抽象与封装,面向对象的四个基本特征抽象、封装、继承、多态。 抽象从众多对象中抽出共同的、本质的属性和行为的过程。 封装将类的属性和行为（即数据和方法）聚集在一起形成一个完整逻辑单元的机制，只让可信的类或者对象操作，对不可信的进行信息隐藏。 继承是类之间“一般”和“特殊”的关系，已有类
15、（父类）可派生出新类（子类），构成类的层次关系 多态表示同一事物的多种形态 面向对象是一种程序设计思想，在程序空间内，利用数据抽象的方法对客观世界的实体进行描述，即将一种数据结构和操作该数据结构的方法捆绑在一起，封装在一个程序实体内，从而实现了数据封装和信息隐藏。,知识学习类的抽象与封装,定义一个Java类 class ClassName /构造方法 /一个或多个属性 /一个或多个方法 /一个主方法 ,知识学习类的实例化,对象的生命周期：生成 、使用和清除 对象的生成 包括声明 、实例化和初始化三方面的内容 .通常的格式为 :type objectName = new type ( param
16、list ); 说明：其中type是组合类型 (包括类和接口 ) type objectName：即声明，分配一个type引用空间 new type ：即实例化，在堆空间创建一个type类对象 ( paramlist )：即初始化，在对象创建后，立即调用type类的构造函数，对刚生成的对象进行初始化 =：使对象引用指向刚创建的那个type对象,知识学习类的实例化和使用,例如：Position a=new Position(); Position a声明了一个Position类，创建该类的引用变量，a为null new Position实例化了一个Position类对象 （）调用该类的构造函数，初始化对象 例如：Position a=new Position(x,y);？ 对象的使用 调用对象的方法：对象名.方法名（参数1值，参数2值） 调用对象的变量：对象名.属性名 例如：a.disp(“hello”)， a.name=“java”,知识学习类的清除,类的清除 当不存在对一个对象的引用时，该对象成为一个无用对象。Java的垃圾收集器自动扫描对象的动态内存区
