Java语言程序设计

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第1章 java 语言基础

本章内容(一般掌握 3%~5%)

本章重点：应用程序和小应用程序的基础知识，程序的开发过程，基本数据类型。

本章难点：程序的开发过程，了解一种 Java 程序的开发环境。

1.1 Java 语言特点

Java 语言最初的应用对象是消费性电子产品(即 PDA 、电子游戏机、电视机顶盒之类的产品)。为了进入消费性电子

产品市场，SUN 公司专门成立了一个项目开发小组，目标是设计嵌在消费性电子产品的小型分布式系统软件，能够适用

境要小，而安全性却很高。Oak 语言恰好能够满足这些要求。

将 Oak 语言正式应用于 Internet 还需要进一步完善，还要求有一个支持它的 Web 浏览器。能用于编写浏览器，并

获得浏览器扶持的新版本 Oak 语言取名 Java。Internet 得到 Java 语言的支持，可以实现真正的交互，人们使用浏览器

能“漫游”丰富多彩的 Internet 世界。

Java 语言是适用于分布式计算环境的面向对象编程语言，它虽类似 C 和 C++，但比 C++简单，忽略了许多为提高计

算效率，初学者较难掌握的程序语言特性。

Java 语言主要有以下特点：

Java 语言是一种强类型语言，强类型能约束程序员必须遵守更多的编程规定，也能让编译器检测出程序中尽可

能多的错误。

Java 语言具有自动无用内存回收功能，程序可以按需使用内存，但不需要对无用内存显式地撤销分配。系统有

一个垃圾收集器(garbage collector)，自动收集程序不再使用的内存。这样，能避免显式的撤销分配所引起的安全

问题。Java 语言不再含有任何不安全的语言成分。例如，没有指针，数组元素都要检查下标是否越界。

面向对象是程序员编写大型程序、有效控制程序复杂性的重要手段。Java 语言在面向对象方面，比 C++更“纯”，

它的所有数据类型，包括布尔类型、整形、字符型等，都有相应的类，程序可完全基于对象编写。

面向对象语言主要有封装性、继承性和多态性三个特点。封装就是将实现细节隐藏起来，只给出如何使用的信

息。数据及数据上的操作用类封装，对象是类的实例，外界使用对象中的数据及可用的操作受到一定的限制。继承

体现众多的一种层次对象的特性，下一层的类可从上一层的类继承定义，从上一层类派生的类的对象能继承上一层

对象的特性，同时可以改变和扩充一些特性，以适应其自身的特点。多态性的意义主要体现在逻辑上相同的不同层

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型，在任何平台上，同上种数据类型是一致的。例如，用 int 标识 32 位二进制位(bit)整型数据，那么无论在哪一

台计算机上，Java 的 int 数据都是 32 位整数。相反，C 语言会随着硬软件平台的改变，用 int 标识的整数位数也可

能不全相同。

Java 语言提高可移植性的代价是降低程序的执行效率。出于 java 语言也是一种解释执行的语言，Java 程序的

执行速度与 C 程序的执行速度有较大的差别。不过，为了尽量弥补执行效率低的缺陷，java 的字节码在设计上非常

接近现代计算机的机器码，这有助于提高解释执行的速度。

Java 是在网络环境中使用的编程语言，必须考虑安全性问题，主要有以下两个方面：

设计的安全防范：Java 语言没有指针，避免程序因为指针使用不当，访问不应该访问的内存空间；提供数组元

件一样，实现数据分布。另外，Java 的客户机/服务器模式也可以把计算从服务器分散到客户机端，实现操作分布。

线程是比进程更小的一种可并发执行的单位，每个进程都有自己独立的内存空间和其他资源，当进程切换时需

要进行数据和资源的保护与恢复。若干协同工作的线程可以共享内存空间和资源，线程切换不需要数据的保护与恢

复。

Java 的运行环境采用多线程实现，可以利用系统的空闲时间执行诸如内存回收等操作；Java 语言提供语言级多

线程支持，用 Java 语言能直接编写多线程程序。

Java 程序可以是独立的应用程序和能在浏览器上执行的小应用程序(Applet)。两种 Java 程序都由一个或多个扩展

名为“.class”的文件组成。都需要 java 虚拟机(JVM)载入并翻译。这两种程序的主要区别是：小应用程序只能在与 Java

[例 1.1] 一个非常简单的应用程序。

public class Example1_1{//这是我的第一个应用程序

public static void main(String []args){

System.Out.println(“你好!欢迎你学习 Java 语言。”);

}

}

上述 java 程序的执行将输出以下字样：

你好!欢迎你学习 Java 语言。

一个应用程序由若干个类组成，上面这个应用程序只有一个类，类的名字是 Example1_1。public 是 java 语言的关

键字，表示声明的类 Example1_1 是公用的。class 也是关键字，用来声明类。最外层的一对花括号以及括号内的内容叫

文件名必须是 Example1_1.java。如果源文件没有 public 类，那么源文件的名字只要和某个类的名字相同即可。

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[例 1.2]一个简单的小应用程序，用一同颜色显示两行文字：

欢迎你学习 Java 语言。

只要认真学习，多上机实习，一定能学好 Java 语言。

import java.applet.*;

import java.awt.*;

public class Example1_2 extends Applet{

public void paint(Graphics g){

g.setColor(Color.blue);//设置显示的颜色为 blue

g.drawString(“欢迎你学 Java 语言”,30,20);

用程序的结构参见 3.5 节。

在结束这一节之前，先讨论一下程序中经常出现的注释。注释是程序中的说明文字，用于帮助阅读程序，它不是语

句，不会影响程序的执行效率。Java 语言的注释有三种形式：

文档注释 /* *类 Student 是学生类*/

行注释用于简短地说明前面代码的意义或功能。注释内容至行末结束，不能跨行。

例如：

int fontsize =30 ;//标题字体大小

块注释是多行注释，用于说明下面程序段的算法、功能等，块注释不可嵌套使用。

文档注释能被实用程序 javadoc 接受，它能自动生成程序的 HTML 文档。

Java 程序的开发过程如图 1.1 所示。对于 Java 应用程序，先编写 Java 源程序，源程序经 Java 编译器编译后产生

码文件，最后由 Java 解释器解释执行字节码文件。对于小应用程序，先编写源程序，然后经 Java 编译器编译后，产生

字节码文件，最后由 Web 浏览器解释执行字节码文件。

以下以使用 SUN 公司提供的 Java JDK(java Developer’s Kit)为例，并假设 Java JDK 安装在 d:\java 目录下，则

(2) 子目录 d:\java\lib，这个子目录存储的是函数库。

编写源程序时，使用一个文字编辑器，输入源程序文件，并保存。键入编译命令，使用 Java 编译器编译 Java

源程序。键入解释命令，通过解释器解释执行 Java 应用程序的字节码文件。对于小应用程序需通过支持 Java

的浏览器解释执行字节码文件。

设输入前面所述 Java 程序，源文件名为 Example1_1.java，保存在 D：\java 目录下。

Java 编译器的使用格式是：

javac [选项] 源文件

例如，可用以下命令编译以上输入的 Java 应用程序：

javac d:\java\Example1_1.java

编译时，可能编译器指定选项，java JDK 编译器的选项参见表 1-1。

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-nowarn 关闭编译器警告功能

-o 优化类文件

-verbose 显示编译过程中的详细信息

Java 解释器 java.exe 用来解释执行 Java 类文件，解释器的使用格式为：

java [选项]类名[参数]

其中，类名指定的类必须是 main()方法的，即是一个 Java 应用程序。

对于使用开发环境情况来说，编辑源程序、编译、执行和调试直接使用环境提供的工具，使开发程序变得非常

简单。例如，使用 Eclipse 开发环境。在 eclipse 环境下开发 Java 程序的方法请参见附录 F。

1．4 标识符和关键字

(1) 由字母(包括英文字母、下划线字符、美元字符、文字字符)和数字字符组成。

(2) 限定标识符的第一个字符不能是数字符。

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为基本数据类型和非基本数据类型两大类。

基本数据类型也称为原始数据类型，是系统预先规定的一些常用类型。它们是：整数类型、浮点数(实数)类型、字

符(文字)类型、逻辑类型(布尔型)。

非基本数据类型也称为复合数据类型，是由基本类型组合的新类型。非基本数据类型分为：数组、字符串、类、接

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