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1、第第1章章 Java开发基础开发基础 教学提示：教学提示：本章以实用为目的，通过简要讲述时下流行的面向对象程序设计思想和Java特有的虚拟机机制，使读者初步了解Java程序开发，并指导读者完成第一个Java程序。通过本章学习，读者将对Java程序开发有一个比较全面的了解。教学目标：教学目标：领会面向对象编程思想；了解Java的虚拟机机制；能独立搭建Java开发环境。通过上机实践，能编写及运行简单程序。1.1 面向对象程序设计思想 Java是一种真正面向对象的具有众多功能的高级编程语言，了解并掌握面向对象程序设计思想是学习Java编程必备的内容。本节初步介绍面向对象思想和面向对象程序设计步骤。面
2、向对象的基本特征 面向对象程序设计步骤1.1.1 面向对象的基本特征 程序设计思想是程序设计的灵魂，掌握好的设计思想 ，才能写出高效的程序。从计算机诞生到现在，程序设计语言的发展从最开始的机器语言、汇编语言到过程式语言、结构化高级语言，最后到支持面向对象技术的面向对象程序设计，使程序员可以脱离机器层次，在更抽象的层次上表达程序设计意图。面向对象程序设计思想最重要的概念是对象，一个对象既包括数据，又包括操作这些数据的方法，对象中的数据并不能被对象的使用者直接访问，只能通过由对象提供的方法来访问和操作。这好比现实世界中的对象，比如一辆汽车，当需要增加车速时，是通过踩油门这个方法来实现的。学习面向对
3、象的程序设计首先要了解面向对象的基本概念。返回1.面向对象 面向对象是一种认识客观世界的观点，是从结构组织角度模拟客观世界的一种方法，人们在认识和理解现实世界的过程中，普遍运用以下三个构造法则：(1)区分对象及其属性，如区分车和车的大小。(2)区分整体对象及其组成部分，如区分车和车轮。(3)不同对象类的形成及区分，如所有车的类和所有船的类。2.对象(Object)对象是对一组信息及对其操作的描述。如：一个窗口是一个对象，它包含了窗口的信息(如大小、颜色、位置等)及其操作(如打开、关闭等)。3.属性(Property)即对象所包含的信息。如：窗口的高度。属性可以在设计对象时确定，也可以在程序运行
4、时读取和修改。4.方法(Method)即对象所具有的各种操作。如：窗口关闭。这种操作的过程对外是封闭的，即用户只能看到这一方法实施后的结果。这相当于事先已经设计好的各种过程，只需要调用就可以了，用户不必去关心这一过程是如何编写的，事实上，这个过程已经封装在对象中，用户也看不到。对象的这一特性，即是对象的封装性。5.事件(Event)即对象在执行某一操作后激发并执行的一个或多个过程。这些过程对用户是透明的，用户可以为这个过程编写自己的程序代码，以完成特定的操作。如：窗口对象在执行打开过程时，就会激活一个Active 事件(过程)，用户可以自己编写这一过程的代码，以便在打开这个窗口时完成一些自己所
5、要求的任务，如打开一个数据库，对某个变量进行初始化等。6.类(Class)与实例(Instance)类是具有共同属性、共同方法、共同事件的对象的集合。而一个具体的对象则是其对应类的一个实例。如果对某一个类的定义进行修改，如增加一些属性或修改一些方法，就得到一个新的类，而原先的类就是新类的父类。如：我们在窗口类的定义上，另外定义它还包含两个按钮，一个标题是“确定”，一个标题是“取消”，并且在分别按下这两个按钮后，执行OK与Cancel两个事件。这样就定义了一个新类，我们可以把它叫做“选择窗口”类，并保存它，这样就可以直接由“选择窗口”生成窗口实例，而不用每次都由“窗口”类产生，然后再添加按钮。7
6、.继承(Inheritance)任何一个子类都具有其父类所有的属性、方法和事件，这一特性叫做类的继承。如果父类的特性发生变化，其子类也相应改变。继承机制的优点在于：(1)避免了由于系统内类对象封闭而造成数据和操作冗余的现象。每个子类都可以继承其父类的特性，包括状态与行为。同时子类可以有与父类不同的地方，即子类可根据自身特点新增或局部修改父类的行为而加以使用，甚至可以覆盖父类中的定义。利用继承，只要在原有类的基础上修改、增补、删减少量的数据和方法，就可以得到子类，然后生成大量不同的实例。(2)接口的一致性(Consistency of interface)，父类衍生子类的其他操作接口也传递给其子
7、类。(3)可重用性，通过继承明显使软件开发速度加快，实现较高程度的共享，这是继承最重要的优势。8.消息(message)面向对象的世界是通过对象与对象间彼此的相互合作来推动的，对象间的这种相互合作需要一个机构协助进行，这样的机构可以称为 “消息传递”。消息传递过程中，由发送消息的对象的使动操作产生输出结果，消息传送至接受消息的对象，引发接受消息的对象一系列的操作。1.1.2 面向对象程序设计步骤 了解面向对象程序开发的一般步骤对编写面向对象程序，特别是初学者有很大帮助。在开始编程前首先要确定需要那些类和对象来支持程序。一般可以分以下几个步骤来进行程序设计。1.分析阶段2.设计阶段3.编码阶段返
8、回1.分析阶段 这一阶段主要采用面向对象技术进行需求分析。面向对象分析运用以下主要原则：(1)构造和分解相结合的原则。(2)抽象和具体结合的原则。(3)封装的原则。(4)继承的原则。根据上述分析的主要法则得到的模型是具有一定层次关系的问题空间模型，这个模型是相对有弹性，且易修改、易扩充的。技术识别出问题域中的对象实体，标识出对象间的关系，然后通过对对象的分析，确定对象属性及方法，利用属性变化规律完成对象及其关系的有关描述，并利用方法演变规律描述对象或其关系的处理。返回2.设计阶段 这一阶段主要利用面向对象技术进行概念设计。值得注意的是，面向对象的设计与面向对象的分析使用了相同的方法，这就使得从
9、分析到设计的转变非常自然，甚至难以区分。可以说，从“面向对象分析”到“面向对象设计”是一个积累型的扩充模型的过程。这种扩充使得设计变得很简单，它是从增加属性、服务开始的一种增量递进式的扩充。这一过程与结构化开发方法从数据流程图到结构图所发生的剧变截然不同。一般而言，在设计阶段就是将分析阶段的各层模型化的“问题空间”逐层扩展，得到下个模型化的特定的“实现空间”。有时还要在设计阶段考虑硬件体系结构、软件体系结构，并采用各种手段(如规范化)控制因扩充而引起的数据冗余。返回3.编码阶段 这一阶段主要是将面向对象设计中得到的模型利用程序设计实现。具体操作包括：选择程序设计语言编程、调试、试运行等。前面两
10、阶段得到的对象及其关系最终都是由程序语言、数据库等技术来实现的。返回http:/ Java的虚拟机机制 Java的一个重要的特征平台无关性就是通过Java虚拟机屏蔽了与具体平台相关信息来实现的。一般高级语言程序如果需要搬到另一平台上使用，至少必须重新编译才能保证能正常运行，而Java语言只需编译成在Java虚拟机上运行的目标代码，就可以直接在多个平台上运行。http:/ 搭建Java开发环境 安装J2SDK 设置J2SE J2SDK帮助文档的利用http:/ 安装J2SDK1.开始安装 双击下载的J2SE安装程序，在出现的初始安装界面中单击 Next 按钮，出现许可协议对话框，单击Yes按钮接
11、受协议。2.选择安装目录 不同版本的J2SE默认安装目录不同，对于j2sdk-1_4_2_04-windows-i586-p.exe，默认安装目录是C:j2sdk1.4.2_04，也可以单击Change按钮选择安装目录，如图1.1所示。返回http:/ 在如图1.1所示的对话框中选择安装的组件，如果硬盘空间足够，推荐安装所有组件。4.选择使用Java Plug-in 的浏览器 在图1.1所示的对话框中单击Next按钮，出现如图1.2所示的对话框，选择使用的浏览器类型。5.结束安装 单击图1.2所示对话框中的Install 按钮将开始实际的安装过程，最后单击Finish按钮结束安装。返回http
12、:/ 选择所安装的组件和安装目录 返回http:/ 选择使用Plug-In的浏览器 返回http:/ bin子目录中的各种工具。由于J2SE的编译、运行多在DOS环境下进行，为了能在任何目录中使用C:j2sdk1.4.2_04bin目录下的工具，可在Windows 9x操作系统C盘根目录的autoexec.bat中加入如下一行：set path=C:j2sdk1.4.2_04bin;%path%则以后每次打开DOS窗口时，会自动将C:j2sdk1.4.2_04bin目录加入搜索路径。在 DOS 中执行一个程序时，如果当前目录没有该程序，会自动到C:j2sdk1.4.2_04bin等目录查找。1
13、.3.2 设置J2SE返回http:/ J2SDK帮助文档的利用返回http:/ 应用程序流程 建档应用程序Javadoc 反编译工具的使用http:/ 建档应用程序Javadoc Java文档生成器(Javadoc)是一个软件工程工具，这是Java区别于其他任何编程语言的地方，利用这个工具，可以为自己所编写的源程序生产一份HTML格式的文档，其中包括类和接口的描述，类的继承层次，类中的任何成员变量、方法的索引和介绍，甚至还能包括Java文档格式的注释。返回http:/ 反编译工具的使用1.JAD反编译工具2.小颖Java源代码反编译专家返回http:/ 上 机 指 导1.5.1 环境测试1.5.2 程序调试 Java程序主要分为两类：Java小程序(Applet)和Java应用程序(Application)，两者都必须在Java虚拟机上运行。Java调试器(jdb)是一个基于命令行的调试工具，其命令格式类似于UNIX系统下的dbx和gdb调试器，可用逐行执行程序、设置断点和检查变量的值等。