JAVA程序设计案例教程 第1章

第1章Java简介Java是目前最常用的计算机编程语言，也是主要的网络开发语言之一。Java具有面向对象、分布式和多线程等先进高级计算机语言的特点，同时它还因可移植、安全性能高和网络移动性等逐渐成为一种行业标准。对于初次接触计算机编程语言的人来说，Java语言简单易学，不需要长时间的培训就可以编写出适合现在企业或个人需要的程序。本章要点1.1Java的历史与语言结构1.2Java的安装1.3Java的使用本章逻辑结构1.1Java的历史与语言结构1.1.1Java的发展简史1.1.2计算机语言的发展1.1.3Java语言结构1.1.4Java语言特点1.2Java的安装1.2.1Java语言的开发工具1.2.2安装Java2SDK1.2.3更新系统环境变量本章逻辑结构1.3Java的使用1.3.1Java应用程序与Java小程序1.3.2DOS磁盘操作系统实例1第一个JavaApplication程序1.3.3HTML语言实例2在网页中显示文字和图像实例3我的第一个JavaApplet程序思考与练习11.1Java的历史与语言结构1.1.1Java的发展简史•1991年，Java语言诞生在美国SUN计算机公司，它是由“绿色工程”（GreenProject）小组开发的，但是它最初的名字不是Java，而是Oak（橡树）。•1994年，“绿色”小组将他们的开发转向了Internet，用Oak编写了一系列网络应用程序，像网络浏览器WebRunner等。•1995年，随着Java语言在互联网和多媒体上的发展，它得到了全球计算机业的高度重视。•鉴于1.2版与之前版本的巨大差别，SUN公司将1.2版以及其以后版本命名为“Java2”。目前，Java语言的正式版本已经发展到1.4版，测试版本为1.5版。1.1Java的历史与语言结构1.1.2计算机语言的发展1．机器语言机器语言是计算机中央处理器本身所使用的语言。它因可以直接被CPU使用，所以表达准确、运行速度非常快。但显而易见，由一组组十六进制数字组成的机器语言对大多数人来说很难编写、阅读和理解。这种情况下，计算机很难被广泛使用和推广。2．汇编语言汇编语言的出现使编写计算机程序变得容易。有表达意义的命令名字代替了一组组简单的数字，一条条语句的出现，也使程序内容变得清楚，易于理解。但是计算机只能读懂机器语言，所以用汇编语言编写的程序要先用汇编程序翻译成机器语言，CPU才能运行。如今汇编语言被计算机高级专业人员广泛使用，但是，汇编语言需要用许多条命令去完成一个极其简单的任务，编写过程繁琐且耗时长，所以它很难普及。1.1Java的历史与语言结构3．高级语言高级语言使每一条语句的功能大大加强，同时有保持了易写、易读和易于理解的特性，Java就是一种高级语言。通过对高级语言的学习，编写计算机语言对普通人来说终于再不是一座不可征服的高山。但是对于计算机的CPU来说，高级语言太笼统了，它需要一个功能强大的翻译器来帮助理解。翻译器有两种：一种是编译器，另一种是注译器。编译器和注译器的作用都是将我们用高级语言写好的程序翻译成计算机能理解的机器语言，所不同的是翻译的方式。编译器的翻译方式是把程序全部翻译成机器语言，然后CPU再运行翻译好的机器语言。注译器的翻译方式是在程序运行时每翻译一句高级语言，就传递给CPU运行这部分翻译好的机器语言。用编译器程序运行速度快，但翻译时间太长；用注译器翻译时间短，但运行速度很慢。1.1Java的历史与语言结构1.1.3Java语言结构Java并没有用编译器直接将程序翻译成机器语言，而是先翻译成字节码（ByteCode），这样编译的时间大大减少。当然，这种字节码格式的程序计算机的CPU是不可能理解的，所以Java就通过一种名为Java模拟器（JavaVirtualMachine，简称JVM）的程序再将字节码翻译成机器语言。因为第二步翻译是在程序运行过程中进行的，所以有时候我们可以把Java模拟器看成一种注译器，但是翻译时间上远比注译器要快。而且Java模拟器是针对每一台计算机的，也就是说当同一个程序在不同计算机上运行时，Java编辑器翻译成一样的字节码文件，Java模拟器再根据所在计算机CPU的不同，翻译成相应的机器语言。Java语言的翻译方法如图1.1所示。1.1Java的历史与语言结构图1.11.1Java的历史与语言结构1.1.4Java语言特点（1）结构简单：Java语言的程序构成与C语言和C++语言类似，但是Java语言摒弃了C语言和C++语言的复杂、不安全特性。例如：指针的操作和内存的管理。此外，Java语言提供了种类丰富、功能强大的类库，提高了编程效率。（2）面向对象：在现实世界中，任何实体都可以看作是一个对象，对象具有状态和行为两大特征。在Java语言中，没有采用传统的、以过程为中心的编程方法，而是采用以对象为中心，通过对象之间的调用来解决问题的编程方法。（3）平台无关：使用Java语言编写的应用程序不需要进行任何修改，就可以在不同的软、硬件平台上运行。这主要是通过Java虚拟器（JVM）来实现的。1.1Java的历史与语言结构1.1.4Java语言特点（4）可靠性：因为Java最初设计目的是应用于电子类家庭消费产品，所以要求较高的可靠性。例如：Java语言提供了异常处理机制，有效地避免了因程序编写错误而导致的死机现象。（5）安全性：现今的Java语言主要用于网络应用程序的开发，因此对安全性有很高的要求。如果没有安全保证，用户运行从网络下载的Java语言应用程序是十分危险的。Java语言通过使用编译器和注译器，在很大程序上避免了病毒程序的产生和网络程序对本地系统的破坏。（6）多线程：多线程是指在一个程序中可以同时执行多个简单任务。线程也被称为轻量进程，是一个传统大进程里分出来的独立的可并发执行的单位。C语言和C++语言采用单线程体系结构，而Java语言支持多线程技术。1.2Java的安装1.2.1Java语言的开发工具（1）VisualJ#.NET是世界上最大软件公司Microsoft出品的VisualStudio.NET家族中的一名负责Java开发的成员，其取代了VisualStudio中的VisualJ++。（2）JBuilderX是Borland公司Java开发工具JBuilder的最新版本。与之前的版本相比，JBuilderX更加注重网络服务和数据库功能的开发，并且支持各种版本的计算机系统。JBuilderX主要集中开发Java在网页应用、网络服务和数据库上的功能。（3）JCreator是由XinoxSoftware公司开发的。这家总部在荷兰的软件公司以编写高级语言开发工具而闻名。JCreator对计算机系统要求不高，比其他大多数具有集成开发环境的软件运行速度要快，而且还具有允许使用者自定义操作窗口界面及无限Undo/Redo等功能。1.2Java的安装1.2.1Java语言的开发工具（4）FreeJava是一个免费的Java开发工具。其主要特点是可以快捷方便地查阅Java类库和函数、帮助编辑源程序、快速编译和运行Java程序、用不同颜色显示关键字，以及双击编译错误提示可以直接跳到相应的源程序处等等。注意：使用FreeJava之前必须要先安装Java2JDK。（5）Java2SDK是SUN公司编写的Java语言编译器。虽然它没有集成开发环境，只能在DOS命令窗口下运行，但是操作简单，初学者非常容易掌握。SUN公司根据不同的计算机系统和用户的不同需求，开发了多种Java工具软件，例如：适用于个人的J2SE和适用于企业的J2EE。本书将以J2SE的Java2SDK为开发工具来介绍Java语言。1.2Java的安装1.2.2安装Java2SDK1．安装Java2SDK（1）打开浏览器，在“地址”栏中键入1.4.2版的网址：按Enter键打开网页。（2）单击J2SEv1.4.2_05SDK栏中的DownloadJ2SESDK连接，打开LICENSEAGREEMENT（许可协议）页面。选中Accept单选项，单击Continue按钮，打开DOWNLOAD（下载）网页。Windows系统使用的安装文件名称为j2sdk-1_4_2_05-windows-i586-p.exe，其大小为51.09MB。单击对应的连接，开始下载Java2SDK1.4.2。（3）下载完成后，双击j2sdk-1_4_2_05-windows-i586-p.exe文件图标，开始安装Java2SDK。1.2Java的安装1.2.2安装Java2SDK1．安装Java2SDK（4）稍等片刻，调出“Java2SDK,SEv1.4.2.05-License”对话框，单击选中对话框下方的第一个单选项，表示接受协议。（5）单击Next按钮，调出“Java2SDK,SEv1.4.2.05-CustomSetup”对话框。（6）在对话框中，设定安装的组件和安装软件的路径。如果要重新设定安装的组件，可以单击组件名前的黑色小三角，调出其下拉列表，选择是否安装，建议安装所有Java组件。如果要重新设定安装的位置，可以单击Change按钮，调出对话框，选择文件的安装路径。可以在计算机硬盘的任何地方安装Java2SDK，但是对初学者来说最好使用默认路径：C:\j2sdk1.4.2_05\。1.2Java的安装1.2.2安装Java2SDK1．安装Java2SDK（7）单击Next按钮，调出“Java2SDK,SEv1.4.2_05-BrowserRegistration”对话框，如图1.6所示。该对话框用来选择使用JavaPlug-in的浏览器。因为今后将在选定的浏览器中使用JavaPlug-in来运行JavaApplet，所以建议选择所有列出的浏览器。（8）单击Install按钮，开始进行安装。（9）安装完成后，系统自动调出“Java2SDK,SEv1.4.2_05-Complete”对话框。单击Finish按钮，关闭对话框，安装完成。1.2Java的安装1.2.2安装Java2SDK2．Bin文件夹安装好Java2SDK后，打开C:\j2sdk1.4.2_05\bin文件夹，其中有20多个以exe为扩展名的可执行文件。它们都是Java语言工具，都是可以在DOS环境下执行的文件。其中常用的有以下一些文件。（1）javac文件。javac文件是Java语言的编译器。在DOS环境的“命令提示符”窗口中，键入javac，然后再键入含有Java源程序的文件名，可以用来编译该源程序，生成相应的字节码文件。（2）java文件。java文件是Java语言的注译器。在DOS环境的“命令提示符”窗口中，键入java，然后再键入行编译好的字节码文件名，可以用来运行程序，输出结果。（3）appletviewer文件。appletviewer文件是JavaApplet的注译器。在DOS环境的“命令提示符”窗口中，键入appletviewer，再键入含有字节码文件的HTML程序名，可以用来运行编译好的Applet程序。1.2Java的安装1.2.2安装Java2SDK2．Bin文件夹（4）jar文件。它是Java语言压缩工具。该工具可以将Java源程序打包成一个比原文件小的jar文件。（5）javadoc文件。javadoc文件是用于生成API文档。（6）javah文件。javah文件用于从Java类中调用C++语言代码。（7）javap文件。javap文件是用于分析字节码文件。在本书中，常使用的是前3个可执行文件。它们是运行程序的主要工具，我们将在本章的实例1和实例2中具体介绍它们的使用方法。1.2Java的安装1.2.2安装Java2SDK2．Bin文件夹（4）jar文件。它是Java语言压缩工具。该工具可以将Java源程序打包成一个比原文件小的jar文件。（5）javadoc文件。javadoc文件是用于生成API文档。（