第1章 java語(yǔ)言概述

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1、15第第第1章Java語(yǔ)言概述第1章Java語(yǔ)言概述面向?qū)ο蟮能浖_(kāi)發(fā)和利用面向?qū)ο蠹夹g(shù)進(jìn)行問(wèn)題求解是當(dāng)今計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的重要成果和趨勢(shì)之一，而Java語(yǔ)言的產(chǎn)生與流行則是Internet發(fā)展的客觀要求。本章將簡(jiǎn)要介紹軟件開(kāi)發(fā)方法的變革和面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中的基本概念，介紹Java語(yǔ)言的特點(diǎn)及開(kāi)發(fā)Java程序的基本步驟等，使讀者對(duì)面向?qū)ο筌浖_(kāi)發(fā)方法的基本思想和特點(diǎn)有一定的了解，熟悉Java語(yǔ)言特點(diǎn)、與C/C++的主要差異、Java程序執(zhí)行過(guò)程、Java運(yùn)行環(huán)境及開(kāi)發(fā)工具等基本知識(shí)。1.1面向?qū)ο蟮能浖_(kāi)發(fā)概述人類已經(jīng)進(jìn)入了2

2、1世紀(jì)。21世紀(jì)是信息社會(huì)，是知識(shí)經(jīng)濟(jì)的時(shí)代。信息是戰(zhàn)略資源，信息的挖掘、增加、管理、流通、利用以及更新離不開(kāi)計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)廣泛又深刻地改變了人類的生活。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)硬件子系統(tǒng)與相應(yīng)軟件子系統(tǒng)構(gòu)成的，計(jì)算機(jī)軟件是計(jì)算機(jī)的靈魂。軟件是相對(duì)計(jì)算機(jī)硬件而言的，是事先編制好的具有特定功能和用途的程序系統(tǒng)及其相應(yīng)說(shuō)明文件的統(tǒng)稱。隨著計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展和計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，軟件系統(tǒng)的發(fā)展也從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從小型到大型、從封閉到開(kāi)放。就軟件開(kāi)發(fā)方法而言：在二十世紀(jì)40、50年代，由于每臺(tái)計(jì)算機(jī)都是單獨(dú)設(shè)計(jì)的，計(jì)算機(jī)作為價(jià)格昂貴的特殊計(jì)算

3、工具，實(shí)現(xiàn)計(jì)算任務(wù)的程序由極其小部分專業(yè)人士專門(mén)編制，所以無(wú)需什么開(kāi)發(fā)方法。在60年代，雖然程序設(shè)計(jì)人員開(kāi)始意識(shí)到軟件的相對(duì)獨(dú)立性的重要作用，但由于缺乏軟件開(kāi)發(fā)方法和技術(shù)，編程人員只能針對(duì)特定問(wèn)題，根據(jù)所需功能，制定相應(yīng)的方法。在70年代，軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)有了很大的發(fā)展，主要表現(xiàn)在：①數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法成為一種獨(dú)立研究對(duì)象。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法的研究，提高了計(jì)算機(jī)的時(shí)空效率。②將結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法發(fā)展為結(jié)構(gòu)化開(kāi)發(fā)方法，提出了重要的軟件開(kāi)發(fā)模型——瀑布模型。軟件開(kāi)發(fā)也從依靠個(gè)人的技巧、經(jīng)驗(yàn)和智慧發(fā)展到按系統(tǒng)方法通過(guò)遵從一系列規(guī)范進(jìn)行開(kāi)

4、發(fā)的階段。在80年代，由于軟件系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大，單純的編程技術(shù)已經(jīng)不是開(kāi)發(fā)軟件系統(tǒng)的重點(diǎn)，而如何管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，如何管理系統(tǒng)各部分之間的接口，如何將系統(tǒng)各部分集成為一體等成為軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)技術(shù)的焦點(diǎn)。因此，這一時(shí)期強(qiáng)調(diào)的是開(kāi)發(fā)小組的協(xié)作。在90年代，由于微電子技術(shù)的發(fā)展，使微機(jī)的性能不斷提高、價(jià)格不斷下降，使軟件向高質(zhì)量的圖形化界面、豐富的工具和集成開(kāi)發(fā)環(huán)境方向發(fā)展；計(jì)算機(jī)軟件的規(guī)模不斷擴(kuò)大，復(fù)雜程度日益提高，需要有多層次的抽象，以滿足應(yīng)用的需要；新的工程技術(shù)的發(fā)展，如多媒體技術(shù)、CAD等需要描述許多復(fù)雜的事物，軟件的發(fā)展速度遠(yuǎn)

5、遠(yuǎn)落后于硬件的發(fā)展，不能滿足應(yīng)用的要求，需要有新的軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程模型和新的方法論。基于這些原因，人們?cè)诰C合以往軟件開(kāi)發(fā)中的各種概念和方法的基礎(chǔ)上，采取了基于客觀世界的對(duì)象模型的軟件開(kāi)發(fā)方法。面向?qū)ο蟮能浖_(kāi)發(fā)方法按問(wèn)題論域來(lái)設(shè)計(jì)模塊，以對(duì)象代表問(wèn)題解的中心環(huán)節(jié)，力求符合人們?nèi)粘５乃季S習(xí)慣，采用“對(duì)象+消息”1515第第第1章Java語(yǔ)言概述的程序設(shè)計(jì)模式，降低或分解問(wèn)題的難度和復(fù)雜性，從而以較小的代價(jià)和較高的收益獲得較滿意的效果，滿足軟件工程發(fā)展需要。面向?qū)ο箝_(kāi)發(fā)方法的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用是計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要變革和飛躍。面

6、向?qū)ο蠹夹g(shù)能夠更好地適應(yīng)當(dāng)今軟件開(kāi)發(fā)在規(guī)模、復(fù)雜性、可靠性和質(zhì)量、效率上的種種要求，因而被越來(lái)越多地推廣和使用，其方法本身也在諸多實(shí)踐的檢驗(yàn)和磨練中日趨成熟、標(biāo)準(zhǔn)化和體系化，逐漸成為目前公認(rèn)的主流軟件開(kāi)發(fā)方法。1.2面向?qū)ο蟮幕靖拍?.2.1對(duì)象、類和消息面向?qū)ο蠹夹g(shù)中的對(duì)象就是現(xiàn)實(shí)世界中某個(gè)具體的物理實(shí)體在計(jì)算機(jī)中的映射和體現(xiàn)。它既包括屬性（描述對(duì)象的特征，可以是數(shù)據(jù)或?qū)ο?，在Java語(yǔ)言中稱之為變量），也包括作用于屬性的操作（是對(duì)象執(zhí)行的動(dòng)作，可以是對(duì)象作出的或施加給對(duì)象的，在Java語(yǔ)言中稱之為方法）。對(duì)象是由屬性和

7、操作所構(gòu)成的一個(gè)封閉整體。比如，小汽車(chē)是現(xiàn)實(shí)世界中的一個(gè)具體的物理實(shí)體，它擁有顏色、車(chē)門(mén)以及行駛速度等外部特性，具有剎車(chē)、加速和減速等內(nèi)在功能。這樣的實(shí)體，在面向?qū)ο蟮某绦蛑校涂梢暈橐粋€(gè)“基本程序模塊”，可以表達(dá)成一個(gè)計(jì)算機(jī)可理解的、可操作的具有一定屬性和操作的對(duì)象，通過(guò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和提供相應(yīng)操作來(lái)實(shí)現(xiàn)。如：屬性用：intcolor;intdoor;intspeed等變量來(lái)表示。操作用：voidbrake{……};voidspeedUp{……};voidspeedDown{……}等方法表示。對(duì)象在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中的映像稱為實(shí)例。對(duì)

8、象之間可能存在包含、關(guān)聯(lián)和繼承三種關(guān)系。包含關(guān)系是指整體與部分之間的關(guān)系，當(dāng)對(duì)象X是對(duì)象Y的屬性時(shí)，稱對(duì)象Y包含對(duì)象X。如汽車(chē)與輪胎的關(guān)系就是一個(gè)包含關(guān)系。我們知道每輛汽車(chē)都對(duì)應(yīng)一個(gè)生產(chǎn)廠商，如果把生產(chǎn)廠商抽象成對(duì)象，則汽車(chē)對(duì)象可以或應(yīng)該記錄自己的生產(chǎn)廠商是哪個(gè)。這種通過(guò)一個(gè)對(duì)象可以找到另