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1、Java语言程序设计 案例教程,中国水利水电出版社,第1章 Java语言概论,1.1 Java语言的发展过程,Java语言最早诞生于1991年，刚开始它只是Sun公司为一些消费性电子产品所设计的通用环境。因为当时Java的应用对象只限于PDA、电子游戏机、电视机顶盒之类的消费性电子产品，所以并未被众多的编程技术人员所接受。在Java出现以前，Internet上的信息内容都是一些静态的HTML文档。正是因为在Web中看不到交互式的内容，所以人们很不满意当时的Web浏览器，他们迫切希望能够在Web上创建一类无须考虑软、硬件平台就可以执行的应用程序，并且这些程序还要有极大的安全保障。正是由于这种需求
2、给Java带来了前所未有的施展舞台。Sun的工程师从1994年起把Java技术应用于Web上，并且开发出了HotJava的第一个版本。于是，Java的名字逐渐变得广为人知。Java在Sun World95中被正式发布。Java的“Write Once，Run Anywhere（一次编写，处处运行）”口号使得Java一出现就引起了广泛的注意，用Java技术开发的软件可以不用修改或重新编译就可直接应用于任何计算机上。从此以后，Java随着网络的快速发展，而成为一个应用最广泛的程序语言。“网络即是计算机”是Sun公司的格言。一时间，使用Java技术进行软件开发成为广大技术人员的一种时尚。到2010年
3、4月为止，Java已经发布了一系列的版本，目前最新版本为JDK7.0（1.7.0）预览版。,1.2 Java语言的工作原理及特点,Java是一种高级的、通用的、面向对象的、适用于网络环境的程序设计语言，同时它又是一种操作平台，为程序的运行提供一个统一通用的环境，屏蔽底层的操作系统及硬件环境的差异性。 1.2.1 Java程序的处理过程一个Java程序的执行必须经过编辑、编译、运行三个步骤。 编辑是指在某个Java语言开发环境中进行程序代码的输入与编写，最终形成后缀名为.java的Java源文件。 编译是指使用Java编译器（javac命令）把源文件翻译成二进制代码的过程，这期间也进行语法级别错
4、误和引用错误的排查，编译后将生成后缀名为.class的字节码文件。该字节码文件并不是一个可以直接运行的文件。 运行是指使用Java解释器将字节码文件翻译成机器代码，执行并得到运行结果。这一过程如图1.1所示。,1.2.2 Java字节码字节码文件是一种和任何具体机器环境及操作系统环境无关的中间代码，它是一种二进制文件，是Java源文件由Java编译器编译后生成的目标代码文件。编程人员和计算机都无法直接读懂字节码文件，它必须由专用的Java解释器来解释执行，因此Java是一种在编译基础上进行解释运行的语言。 1.2.3 Java虚拟机（JVM）Java解释器负责将字节码文件翻译成具体硬件环境和操
5、作系统平台下的机器代码，以便执行。因此Java程序不能直接运行在现有的操作系统平台上，它必须运行在被称为Java虚拟机的软件平台之上。Java虚拟机（JVM）是驻留于计算机内存的虚拟计算机或逻辑计算机，实际上是一段负责解释并执行Java字节码的程序。Java解释器只是Java虚拟机的一部分。在运行Java程序时，首先会启动JVM，然后由它来负责解释执行Java的字节码，并且Java字节码只能运行于JVM之上。这样利用JVM就可以把Java字节码程序和具体的硬件平台以及操作系统环境分隔开来，只要在不同的计算机上安装了针对于特定具体平台的JVM，Java程序就可以运行，而不用考虑当前具体的硬件平台
6、及操作系统环境，也不用考虑字节码文件是在何种平台上生成的。JVM把这种不同软硬件平台的具体差别隐藏起来，从而实现了真正的二进制代码级的跨平台移植。JVM是Java平台无关的基础，Java的跨平台特性正是通过在JVM中运行Java程序实现的。Java的这种运行机制可以通过图1.2说明。Java语言这种“Write Once，Run Anywhere”的方式，有效地解决了目前大多数高级程序设计语言需要针对不同系统来编译产生不同机器代码的问题，即硬件环境和操作平台的异构问题，大大降低了程序开发、维护和管理的开销。,需要注意的是，Java程序通过JVM可以达到跨平台特性，但JVM是不跨平台的。也就是说
7、，不同操作系统之上的JVM是不同的，Windows平台之上的JVM不能用在Linux上面，反之亦然。 1.2.4 垃圾回收Java虚拟机使用两个独立的堆内存，分别用于静态内存分配和动态内存分配。其中一个是非垃圾回收堆内存，用于存储所有类的定义、常量池和方法表。另一个堆内存再分为两个可以根据要求往不同方向扩展的小块。用于垃圾回收的算法适用于存放在动态堆内存中的对象。垃圾回收器将在回收对象实例之前调用finalize( )方法。即使显示调用垃圾回收方法（System.gc( )），也不能保证立即运行，这是因为垃圾回收线程的运行优先级很低可能经常会被中断。,1.3 Java SDK的安装与配置,若要
8、编写Java程序，就需要开发工具。现在可用于开发Java程序的工具很多，Java SDK是Sun公司（现被Oracle收购）提供的免费开发工具集。Java SDK的意思是Java Software Development Kit，即Java软件开发工具包，也称为JDK。截止2010年4月，提供下载的Java SDK标准版软件最新版本为1.6Update 20（JDK 1.7预览版也已发布），有不同操作系统的不同版本。下面介绍在Windows XP操作系统下安装和配置Java SDK的过程。 1.3.1 下载并安装Java SDK开发工具Java SDK目前有以下几个版本： Java SE（Ja
9、va Platform，Standard Edition）：即通常所说的Java平台标准版，提供基础Java开发工具、执行环境与API（Application Program Interface）。 Java ME（Java Platform，Micro Edition）：Java平台微型版，适用于消费性电子产品，提供嵌入式系统所使用的Java开发工具、执行环境与API。,Java EE（Java Platform，Enterprise Edition）：Java平台企业版，它是由Sun公司所提出的一组技术规格，规划企业用户以Java技术开发、分发、管理多层式应用结构。作为学习Java语言和一
10、般的应用开发，使用Java SE版本足够了，本书采用的是Java SDK1.6版本。可以从Sun公司网站上下载，下载网站是： http:/ 1）双击运行下载后的安装文件。在弹出的关于许可证协议的对话框中，单击“接受”按钮，接受许可证协议，否则不能安装。 2）在弹出的“自定义安装”对话框中，选择JDK的安装路径。单击“更改”按钮可更改安装路径。为加快安装速度，Java DB、公共JRE、源代码等选项可不安装，但开发工具选项是必需的。如图1.4所示。,图1.3 JDK下载地址 3）单击图1.4中的“下一步”按钮，开始安装。如果在图1.4中选择了安装公共JRE，则在安装的过程中还会弹出另一个“自定义
11、安装”对话框提示用户选择Java运行时环境的安装路径，其操作过程与图1.4界面类似。,图1.4 选择JDK安装路径 3）单击图1.4中的“下一步”按钮，开始安装。如果在图1.4中选择了安装公共JRE，则在安装的过程中还会弹出另一个“自定义安装”对话框提示用户选择Java运行时环境的安装路径，其操作过程与图1.4界面类似。,4）最后单击“完成”按钮完成JDK的安装。在默认情况下，安装后会在C盘“Program Files”文件夹下产生如图1.4所示的文件夹结构，其中： bin文件夹下包含一些开发工具，这些开发工具能够帮助开发、执行、调试以及文档化Java程序。 jre文件夹下包含Java虚拟机、
12、类库和其他支持Java程序运行的文件。 lib文件夹下包含开发工具所需要的附加类库和支持文件。 demo文件夹下带有Java源文件的例子，这些例子包括使用Swing、Java的基础类和Java平台调试结构的例子。,图1.5 Java SDK安装文件夹结构,1.3.2 JDK的配置与测试JDK安装完成后，需要设置环境变量及测试JDK配置是否成功，具体步骤如下： 1）在Windows系统桌面上右键单击“我的电脑”图标，选择“属性”菜单项。在弹出的“系统属性”对话框中选择“高级”选项卡，然后单击“环境变量”按钮，将弹出“环境变量”对话框。 2）在“环境变量”对话框中，单击“系统变量”区域中的“新建”
13、按钮，将弹出“新建系统变量”对话框。 3）在“新建系统变量”对话框中，在“变量名”文本框中输入“JAVA_HOME”，在“变量值”文本框中输入JDK的安装路径“C:Program FilesJavajdk1.6.0_10”，如图1.6所示。最后单击“确定”按钮，完成变量JAVA_HOME的创建。 4）查看是否存在Path变量，若存在，则编辑该变量，在变量值后追加“;%JAVA_HOME%bin”，如图1.7所示；若不存在，则新建该变量，并设置变量值为“%JAVA_HOME%bin”。 5）查看是否存在Classpath变量，若存在，则在变量值后加入： .;%JAVA_HOME%libdt.ja
14、r;%JAVA_HOME%libtools.jar,图1.6 创建JAVA_HOME变量,若不存在，则创建该变量，并设置同上的变量值。 图1.7 编辑Path变量,6）测试JDK的安装和配置是否成功。依次单击“开始”按钮，单击“运行”菜单项，在弹出的“运行”对话框中输入“cmd”命令，进入命令提示符窗口。进入任意目录下输入“javac”命令，按键执行该命令，系统会输出javac命令的使用帮助信息，如图1.8所示。这说明JDK安装配置成功，否则需要检查上面各步骤的操作是否正确。,图1.8 显示javac命令的使用帮助,1.4 Eclipse的安装与使用,Eclipse是一个基于Java的、开放源
15、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（Integrated Development Environment，IDE）。它是一个可以用于构建集成Web和应用程序开发工具的平台。 1.4.1 Eclipse的安装与启动在Eclipse的官方网站http:/ww.eclipse.org可下载Eclipse的最新版本，下载后的文件一般为一个zip格式的压缩文件。 1）将下载后的压缩文件解压后，双击eclipse.exe文件就可启动Eclipse。 2）解压完成后，启动的Eclipse是英文版的，可以通过安装Eclipse的多国语言包，实现Eclipse的本地化。多国
16、语言包可从Eclipse官方网站进行下载。具体的Eclipse汉化步骤请参看相关文献。 3）每次启动Eclipse时，都需要设置工作空间，工作空间用来存放创建的项目。如图1.9所示。单击“Browse”按钮可选择一个存在的文件夹。可通过勾选“Use this as the default and do not ask again”选项屏蔽该对话框。,图1.9 启动Eclipse时设置工作空间,4）最后单击“OK”按钮，若是初次进入在第（3）步骤中选择的工作空间，则出现Eclipse欢迎界面，如图1.10所示。 图1.10 Eclipse的欢迎界面,1.4.2 Eclipse的使用 1）Eclipse3.2开发工具的常用快捷键如表1.1所示，熟悉这些快捷键可大幅提高您的工具使用效率。,
