《Java 讲义》
教师：王明军
武汉大学资源与环境科学学院
地理信息科学系
Chap1. 绪论
1、Java 历史及发展
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。
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。（1994 年以来）
应用：适于开发各种应用，尤其是基于网络的应用、嵌入式应用等。
2、Java 语言特点
Java= “C++” - “复杂性和奇异性” + “安全性和可移植性”(1) 面向对象
Java 语言的设计集中于对象及其接口，它提供了简单的类机制以及动态的接口模型。对象
中封装了它的状态变量以及相应的方法，实现了模块化和信息隐藏；而类则提供了一类对象
的原型，并且通过继承机制，子类可以使用父类所提供的方法，实现了代码的复用。
(2) 操作平台无关性
严格的语言定义：没有“依据机器的不同而不同” 或“由编译器决定”等字眼，最后的目标码
都是一致的。
源
程
序
Java编译器
SPARC
pentium
Powerpc
中间
Powerpc
pentium
SPARC
二进制
源
程
序
SPARC
Powerpc
pentium
Powerpc
pentium
SPARC
编译器
二进制
Java解释器
编译型和解释型语言的工作模式
类、类库装载
（库）链接
Java 解释器生成与体系结构无关的字节码指令，只要安装了 Java 运行时系统，Java 程序就
可在任意的处理器上运行。这些字节码指令对应于 Java 虚拟机中的表示，Java 解释器得到
字节码后，对它进行转换，使之能够在不同的平台运行。
1
调入包含、继承所用到
的所有类, 内存分配
确定,变成真正可执行
编译
,
没有绝对地址
的机器码
不同的操作系统有不同的虚拟机。它类似一个小巧而高效的 CPU。Bytecode 代码是与平
台无关的是虚拟机的机器指令。Java 字节代码运行的两种方式:
interpreter(解释方式)
Just-in-time(即时编译):有代码生成器将字节代码转换成本机的机器代码，然后可以
以较高速度执行.
(3) 安全问题
Java 是在网络环境下使用的语言，一个安全的网络至少要防止以下几种破坏的可能性:
毁灭系统资源
消耗系统资源
挖掘系统或个人机密
骚扰正常工作的进行 Bytecode 的运行
加载代码
由 class(Bytecode) loader 完成。
校验代码
由 Bytecode verifier 完成。
执行代码
由 runtime interpreter 完成。
Java源程
Java
编译器
Java
系统执行
Bytecode
Bytecode
解
字节码校验
不存在伪造的指针
不违反访问权限
不非法访问对象
Java的编译与执行
不导致操作栈溢出
Java
interpreter
Just-in-time
compiler
Runtime System
Operating System
Hardware
2
3
(4) 多线程
Java 提供现成的类 Thread，只要继承这个类就可以编写多线程的程序。多线程机制使应用
程序能够并行执行，而且同步机制保证了对共享数据的正确操作。通过使用多线程，程序设
计者可以分别用不同的线程完成特定的行为，而不需要采用全局的事件循环机制，这样就很
容易地实现网络上的实时交互行为。
(5) 可移植性（跨越多个平台）
(6) 分布性（克服空间上的障碍）
(7) 高性能（相对于其他解释型语言）
(8) 健壮性（(9) Java 与 C 及 C++的区别
不再有全局变量
不再有#include 和#define 等预处理功能
不再有 structure、union 及 typedef 等
不再有函数、不再有指针、不再有多重继承
不再有 goto 语句
不再有操作符重载(Operatior Overloading)
取消自动类型转换，要求强制转换
自动进行内存管理
3．Java 开发工具包括：
Java源程序
(.
java
文件
)
Java编译器
Java Bytecode
(.cla
ss
文件
)
Bytecode 载入
Bytecode 解释
系统执行平台
语言定义
public
protected
private
final
取消指针
自动回收
垃圾
Bytecode检查
限定对象的
存取权限
系统堆栈溢出
参数类型一致
程序执行系统
WWW浏览器
限制Java小应用程序
的不正当使用
Java的安全措施
Javac：Java 编译器，用来将 java 程序编译成
Bytecode。
Java：Java 解释器，执行已经转换成 Bytecode 的
java 应用程序。
Jdb：Java 调试器， 用来调试 java 程序。
Javap：反编译，将类文件还原回方法和变量。
javadoc：文档生成器,创建 HTML 文件。
Appletviwer：Applet 解释器, 用来解释已经转换成
Bytecode 的 java 小应用程序。
1. Java 程序结构：
package 语句：零个或多个，必须放在文件开始
import 语句：零个或多个，必须放在所有类定义之前 public ClassDefinition：零个
或一个 ClassDefinition：零个或多个 InterfaceDefinition：零个或多个
类个数：至少一个类，最多只能有一个 public 类
源文件命名：若有 public 类，源文件必须按该类命名
标识符：区分大小写
2.Java 应用程序（Java Application）
类库支持：引用其他类。
类定义：定义程序所需的类及接口，包括其内部的变量、方法等。 main()方法：应用程
序的入口，与标准 C 中 main()函数的地位是一样的。一个应用程序有且只有一个 main()方
法，main()方法必须包含在一个类中，该类即为应用程序的外部标志。
程序注释：与 C＋＋类似，/*…*/
//…3.Java 小程序（Java Applet）
类库支持：继承 Applet 类，引用其他类。
类定义：定义程序所需的类及接口，包括其内部的变量、方法等。
init()方法：初始化，自动调用，只执行一次。
start()方法：初始化后，重入等都将自动调用。Applet 的主体，在其中可以执行一些任
务或启动相关的线程来执行任务，如 paint()方法等。
stop()方法：离开 Applet 所在页面时调用，以停止消耗系统资源。
4.Java Application 举例
public class HelloWorldApp
{ public static void main(String args[])
{
System.out.println(“Hello World!”);
}
}
编辑存盘：文件名和公共类名(用 public 声明)
要一致 HelloWorldApp.java
编译程序：javac HelloWorldApp.java
运行程序：java HelloWorldApp
运行结果：Hello World!
public class HelloWorldApp
{ public static void main(String args[])
{
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