《Java程序设计》PPT课件

Java程序设计 课程概述 先导课： C语言程序设计、数据库 本课程的学习内容 后续课程 考核方式 （ 1）平时： 20%，以作业 /考勤为依据 （ 2）实训项目 : 20% （ 3）单元测验： 20%， 4次单元测验。 （ 4）期末考试： 40% 单元一 JAVA概述 一、专业能力： 应知： 了解 Java语言的发展历史和体系结构； 了解 Java语言的关键术语； 了解 Java语言的工作方式； 掌握 Java的开发工具； 应会： 会编写简单的 Java应用程序，会编译、运行 Java程序； 会搭建 Java开发环境； Eclipse基本操作 ； 二、方法能力： 学会学习、学会工作；培养科学的思维方法、开拓创新的精神和 严谨的工作作风；拓展自我天赋、可持续发展能力和创造性解决问题 的能力。 三、社会能力： 学会合作，学会做人，与他人和谐相处；具有良好的团队精神、职业 道德和社会责任感。 重点： 1） JDK安装配置及 Java程序的编译运行 2） Eclipse的安装与配置 难点： 1） JDK的环境变量配置方式 2）在 Eclipse使用时，对 JRE的验证。 3） 对 Java程序的编译、执行过程的理解。 任务一 掌握 Java语言基础知识 任务二 掌握 Java语言体系 任务三 Java的开发工具 任务四 Eclipse基本操作 任务一 掌握 Java语言基础知识 Java发展简史 Java的体系结构 Java的工作方式 Java关键术语 Java中常见的一些误解 Java发展简史 Java是一种解释型的、面向对象的编程语言。 历史： 1991年， SUN MicroSystem公司的 Jame Gosling、 Bill Joe等人为在电视、控制烤箱等家用消费类电子产品 上进行交互式操作而开发了一个名为 Oak的软件。 Oak Java：开发小组意识到 WWW需要一个不依赖于任 何硬件平台和软件平台，是一个实时性较高、可靠安全、 有交互功能的浏览器，互联网给 Java带来新的生机 1995年 Sun向公众推出 Java并引起业界的轰动 发展：面向网络应用，类库不断丰富，性能不断提高， 应用领域不断拓展。（ 1995年以来） 应用： Java是当今最流行的软件开发语言之一， Sun推出 了 Java2 class test . DF BA 09 88 . Java编译器 test.java test.class Java的工作方式 Java虚拟机（ JVM） Java处理器“芯片”，一般由软件实现 Java虚拟机 类 装 入 器 字 节 码 验 证 器 解 释 器 字节码 执行 典型的 CLIENT/SERVER方式 Java开发、执行模式 CLIENT机 SERVER机 编译器 . java源码 . class字节码 解释器 字节码下载 Java关键术语 简单性 面向对象 分布式 健壮性 安全性 体系结构中立 可移植性 解释型 高性能 多线程 动态性 简单性 Java语法是 C+语法的一个“纯净”版本。这里没有头文 件、指针运算、结构、联合、操作符重载、虚基类等等。 简单性的另一个方面是小。 Java的目标之一是支持开发能 够在小型机器上独立运行的软件，基本的解释器以及类支 持大约仅 40KB；再加上基础的标准库和对线程的支持（基 本上是一个自含的微内核）大约需要增加 175KB。 面向对象 面向对象程序设计是当今主流的程序设计范型它已经取代 了 70年代早期的“结构化”过程化程序设计开发技术。面 向对象设计是一种程序设计技术。它将重点放在数据（即 对象）和对象的接口上。 Java是完全面向对象的，绝对不是使用人们熟悉的过程式 风格设计 Java程序。 在 Java中，面向对象的特性体现在多继承、简单的接口以 及 Java的元类模型。反射机制以及对象序列化特性使得 Java更加容易实现持久对象和 GUI构建器。 分布式 Java有一个扩展的例程库，用于处理像 HTTP和 FTP这类的 TCP/IP协议。 Java应用程序能够通过 URL打开和访问网络 上的对象，其便利程度如同访问本地文件系统一样。 Java的网络能力强大且易于使用。 Java可以把类似打开 socket连接这类繁重的任务都变得很简单。另外，远程方 法调用机制使用分布式对象之间可以进行通信。 现在有一种独立的体系结构， Java2企业版（ J2EE），它 支持大规模的分布式应用。 健壮性 健壮性这个特性非常有用。 Java编译器能够检测许多在其 他语言中仅在运行时刻才能够检测出来的问题。 Java的设计目标之一在于使用 Java编写的程序具有多方面 的可靠性。 Java投入了大量的精力进行早期的问题检测、 后期动态（运行时）检测，并消除了有出错倾向的状态。 Java绝对是安全的，其原因是永远不会存取一个“坏的” 指针，造成内存分配的错误，也不必防范内存泄露。 安全性 Java适用于网络 /分布式环境。为了达到这个目标，在安 全方面投入了很大精力。使用 Java可以构建防病毒、防篡 改的系统。 从一开始， Java就被设计成能够防范各种袭击，包括：禁 止运行时堆栈溢出；禁止在自己的处理空间之外破坏内存； 未经授权禁止读写文件。许多安全性相继不断地被加入 Java中。 体系结构中立 编译器生成一个体系结构中立的目标文件格式，这是一种 编译过的代码，只要有 Java运行时系统，就可以在许多处 理器上运行。 Java编译器通过生成与特定的计算机体系结 构无关的字节码指令来实现这一特性。精心设计的字节码 不仅可以很容易地在任何机器上被解释执行，而且还可以 迅速地翻译成本地机器的代码。 值得注意的是虽然解释字节码肯定要比全速地运行机器指 令慢很多。但是虚拟机可以将执行最频繁的字节码序列翻 译成机器码，这一过程被称为即时编译。虚拟机还可以检 测指令序列以增强其安全性。 可移植性 Java规范中没有“依赖具体实现”的地方，基本数据类型的大小以及有关算法 都做了明确的说明。 数据类型具有固定大小，这消除代码移植时令人头疼的主要问题。 二进制数据以固定的格式存储和传输，消除了字节顺序的困扰。 作为系统的组成部分的类库，定义了可移植的接口。 解释型 Java解释器可以在任何移植了解释器的机器上执行 Java字 节码。由于链接是一个更加增量而且简便的过程，所以开 发过程也变得更加快捷，更加具有探索性。 高性能 尽管对解释后的字节码性能已经比较满意，但在有些情况 下却需要更加高效的性能。字节码可以（在运行时刻）被 快速地翻译成运行该应用程序的特定 CPU的机器码。 如果使用解释器执行字节码，根本就不可能用术语“高性 能”。然而，在许多平台上还有一种编译形式，这就是即 时编译（ JIT编译器）。它的基本工作方式是一次把字节 码编译为本地代码，并接结果缓存起来。在需要时重新调 整。由于这种方式只需要进行一次解释，从而极大地提高 了常用代码的运行速度。 多线程 多线程可以带来更好的交互响应和实时行为。 只要操作系统支持， Java中的线程就可以利用多个处理器。 在底层，主流平台的线程实现机制各不相同， Java并没有 花费太大的力气对此实现平台无关性。在不同的机器上， 只是调用多线程的代码完全相同； Java把多线程的实现交 给了底层的操作系统或线程库来完成。 动态性 Java能够适应不断发展的环境。库中可以自由地添加新方 法和实例变量，而对客户端却没有任何影响。在 Java中找 出运行时刻类型信息十分直观。 Java中常见的一些误解 1） Java是 HTML的扩展。 Java是一种程序设计语言； HTML是一种描述网页结构的方式。 2）使用 XML，就不需要 Java。 Java是一种程序设计语言； XML是一种描述数据的方式。可以使用任何一种程序设计 语言来处理 XML数据，而 Java API对处理 XML提供了很好的支持。 3） Java是一种非常容易学习的程序设计语言。 Java这种功能强大的语言大都不太容易学习。 4） Java将成为适用于所有平台的通用性编程语言。 理论上讲是完全可能的。但很多在桌面计算机上工作良好的应用程序，它们不大可能 在其他设备或浏览器中工作也是正常的。 5） Java是解释型的，因此对于正式的应用程序而言太慢了。 早期的 Java是解释型的。但现在除了像手机这样的“微型”平台外， Java虚拟机使用 了即时编译器。 6）所有的 Java程序都是在网页中运行的。 所有的 Java applet都是在网页浏览器中运行的。 7） JavaScript是 Java的简易版。 JavaScript是一种在网页中使用的脚本语言，它是由 Netscape发明的，原来的名字叫 做 LiveScript。 LiveScript的语法类似 Java，除此之外，两者无任何关系。 任务二 掌握 Java语言体系 J2SE概述 J2EE概述 J2ME概述 J2SE概述 J2SE： Java 2 Standard Edition（ Java 2的 标准版）用于小型程序开发。 包含那些构成 Java语言核心的类。 J2SE是 J2EE的基础，它大量的 JDK代码库 是每个要学习 J2EE的编程人员必须掌握的。 J2EE概述 J2EE： Java 2 Platform, Enterprise Edition （ Java 2平台企业版）用于大型程序开发。 J2EE的核心是一组技术规范与指南，其中包含的 各类组件、服务架构及技术层次，均有共通的标 准及规格，让各种依循 J2EE架构的不同平台之间 存在良好的兼容性，解决过去企业后端使用的信 息产品彼此之间无法兼容，导致企业内部或外部 难以互通的窘境。 J2ME概述 J2ME： Java 2 Micro Edition（ Java 2微缩版）多 用于电子产品和嵌入设备开发。 J2ME平台式由配置和简表构成的。配置是提供给 最大范围设备使用的最小类库集合，在配置中同 时包含 Java虚拟机。简表是针对一系列设备提供 的开发包集合。在 J2ME中还有一个重要的概念就 是可选包，它是针对特定设备提供类库。 任务三 Java的开发工具 JDK的安装与环境变量配置 Java Application简单程序 Eclipse简介 其他开发工具简介 JDK的安装与环境变量配置 JDK是 Sun公司发布的免费的 Java开发工具。按照应用平台划分： J2SE、 J2EE、 J2ME。按照运行的操作系统划分： for Windows、 for Linux、 for Solaris和 for MacOS等不同版本。 下载地址： http:/ 安装 jdk1.6.exe 安装的默认目录是 c:program filesjava，安装目录可以根据编程 者的需要进行选择其他目录。 JDK的安装与环境变量配置 设置环境变量：右击“我 的电脑”选择属性 -“ 系 统” -“ 高级” -“ 环境 变量”选项。 “用户变量”设置之后只 对该用户有效，而“系统 变量”则对所有用户有效。 建议对用户变量进行操作。 JDK的安装与环境变量配置 Java需要设置的环境变量有 3个 （ JAVA_HOME、 PATH、 CLASSPATH）如果 原环境变量中没有这些变量，则单击 “新建”按钮；如果已经有了这些变量， 则选中它，单击“编辑”按钮。 1） JAVA_HOME变量指明 JDK安装路径，在 “变量值”输入“ C:Program FilesJavajdk1.6.0” 2） PATH变量使系统可以在任何路径下识别 Java命令，在“变量值”输入 “ %JAVA_HOME%bin;%JAVA_HOME%jre bin” 。 3）变量名 CLASSPATH：在“变量值”输入 “ ,;%JAVA_HOME%libtool.jar;%JAVA _HOME%libdt.jar;” Java Application简单程序 Java程序的编写 程序的编译 程序的运行 Java程序的编写 1）简单的程序代码 public class HelloWorldApp /声明一个公有类： HelloWorldApp public static void main (String args ) /类中主方法，程序入口点 System.out.println(“Hello World!”); / 在屏幕上输出字符串 2）程序解析 每个 Java程序至少包含一个类的声明。一个 Java类由类的声明部分和类体两部分组成。 成员方法由方法声明和方法体两部分构成。 标准输出流。 Out是 System类中的一个 PrintSystem类型的类成员变量，它代表标准输 出流对象，将输出流传送到屏幕上。 3） Java Application程序的结构特点 程序的编译过程 011001 010001 111110 程序员 检查错误 是 否 用户启动程序 (二进制代码文件） 源代码 编译器 源代码变为某一特定平台 的可执行二进制代码程序 用户 解释执行程序 程序员 用户启动程序 (源代码程序 ) 解释器 解释器 解释器 源代码 解释器检查是否有错误和 安全问题，在当前的平台 上解释并运行此程序 用户 Java程序执行过程 检查错误 二进制代码 用户启动程序 (二进制代码 .class文件） 程序员 是 否 源代码 (.java 文件 ) 编译器 源代码转换成通用的可执行的二进制文件 用户 操作系统指定 Java虚拟机读取 .class 文件，并 对文件进行安全检查、解释、 编译及运行程序 JVM JVM JVM Eclipse简介 历史背景 开放原始码软件 跨语言、跨平台 其他开发工具简介 Java开发工具分成三类： 1）文本编辑器，这类工具只提供了文本编辑功能，它只是 一种类似记事本的工具。例如 UltraEdit和 EditPlus等。 2） Web开发工具，这类工具提供了 Web页面的编辑功能，具 体到 Java主要就是 JSP页面的开发。 3）集成开发工具，这类工具提供了 Java的集成开发环境， 为那些需要集成 Java与 J2EE的开发者或开发团队提供对 Web Application、 Servlets、 JSP、 EJB、数据访问和企 业应用的强大支持。 任务五 Eclipse基本操作 了解 Eclipse概况 掌握 Eclipse的安装与配置 熟悉 Eclipse工作环境 使用 Eclipse进行 Java编程 了解 Eclipse概况 Eclipse的历史与发展 Eclipse的特点 Eclipse的历史与发展 Eclipse起源的一个非常重要的原因是，但是 IBM开发工具 Visual Age for Java和 WebSphere Studio很难集成到一起，而且底层的 技术比较脆弱，无法满足业界应用开发的需求。 1998 年， IBM开 始了下一代开发工具技术探索之路，成立了一个项目开发小组， 经过两年的发展， 2000年， IBM决定给新一代开发工具项目命名为 Eclipse， Eclipse 叫法当时只是内部使用的名称。 2001 年 12 月， IBM 向世界宣布了两件事，第一件是将基于 Java开发的集成 平台软件 Eclipse捐献给开源社区；另外一件事是成立 Eclipse 协会（ Eclipse Consortium） ,这个协会由一些成员公司组成，主 要任务是支持并促进 Eclipse 开源项目。 与 Eclipse齐名的 Java开发工具还有 Borland公司的 JBuilder和 Sun 公司的 NetBeans。 Eclipse的特点 开放的开发平台 强大的插件扩展机制和插件加载功能 插件也称为扩展，是遵循一定规范的应用程序接口。借助 于原有开发环境安装各种插件可以增强并扩展原有软件的 功能。 掌握 Eclipse的安装与配置 Eclipse下载和安装 www.eclipse.org Eclipse的多国语言包的安装 将多国语言包直接解压放到 dropins目录下 Eclipse相关配置 Eclipse相关配置 Eclipse文本编辑器编 码设置 “窗口” -“ 首选项” -“ 常 规” -“ 工作空间”项。 验证 JRE路径变量 “窗口” -“ 首选项” - “Java” -“ 已安装的 JRE” 熟悉 Eclipse工作环境 Eclipse结构体系 Eclipse工作台 Eclipse资源管理器 Eclipse结构体系 Eclipse结构体系 平台运行时 Eclipse平台核心运行时的简称。负责管理、发现和启动 已经那个安装的插件。 工作空间 负责管理用户资源，组织一个或多个项目。 工作台 一个高级用户界面框架，它为用户提供了一个整体构架， 并且提供了一个可扩展的用户界面。 Eclipse工作台 透视图 包含一组视图和编辑器并可以方便地对它们进行布局，透视图的作用是 将一些视图打开并进行摆放、显示菜单、添加快捷键等工作，并没有做 任何与功能相关的操作。 视图 用于支持编辑器并提供浏览工作台中的信息的备用显示和方法。 编辑器 在工作台中有一个编辑区域，根据文件类型的不同，工作台会采用不同 的编辑器。 窗口的使用 Eclipse资源管理 创建资源 1）创建项目： “文件” -“ 新 建” -“ 项目” 2）创建资源： 在“导航器”视 图中右击项目名弹出快捷菜单 后选择“新建” -“ 文件夹” 管理资源 新建、复制、移动、删除等各种操 作。 使用 Eclipse进行 Java编程 编辑 Java程序 步骤： （ 1）创建新项目，“文件” - “ 新建” -“ 项目” （ 2）新建类，在“导航器”视 图中右击项目名或项目中的文 件夹，在快捷菜单中选择“类” 项。 （ 3）输入类文件名 HelloWorldApp，选中 public static void main(String args)复选框。 （ 4）在 Java编辑窗口输入程序。 调试程序 编译和运行程序 实训： JDk安装配置及 Java程序的编译运行 实训内容 安装 JDK6.0并进行环境变量配置 实训过程 实训要求 实训： Eclipse的安装配置及 Java程序的调试运行 实训内容 安装配置 Eclipse，在 Eclipse下编辑调试程序， 计算并显示 1到 100间所有偶数的和，并进行调试。 实训目的 熟练掌握 Eclipse安装配置及利用 Eclipse进行 Java程序的编辑及调试的技能。 实训过程 无法正确设置系统环境变量； 当在编译时出现问题时，不会处理。