JAVA基础课程讲义 - 图文(3)

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C是人们追求结构化、高效率、高级语言的直接结果，他可以替代汇编语言来开发系统程序。Fortran虽然适合编写科学计算方面的程序，但是不适于编写系统程序。 Basic虽然易学，但是功能不够强大，应用到大程序的有效性令人怀疑。

汇编语言虽然能编写高效率的程序，但是学习和使用都不是易事，并且很难调试。

另一个复杂的问题，早期的计算机语言（basic,fortran,cobol等）没有考虑结构化设计原则，而是使用goto语句来作为程序控制的主要方法。这样做的后果是：一大堆混乱的调转语句使得程序几乎不可能被读懂。

C++的出现：

为什么语言需要向高级方面发展？为什么语言会像人的思维的发展？这是由于处理问题的复杂性(complexity)。计算机刚出来的时候，编程是通过面板触发器用人工打孔的方法输入二进制指令来实现，对于只有几百行的程序，这种办法是可行的。也就是说他只能解决简单的问题。后来出现的汇编语言，用符号来代替机器指令，这样程序员就可以处理更加复杂的问题。

第一个被广泛使用的高级语言是fortran，但是他出现的时间太早，大约在1954年，所以没有结构化设计的概念，无法开发出条例清晰易于理解的程序；60年代出现的c，程序员第一次可以通过结构化的理念编写出易于理解的复杂程序；尽管c是一个伟大的语言，但是程序的代码量达到25000-30000行以上时，程序员就不能很好的从总体上把握和控制这个程序。 因此，在80年代初期，很多软件项目都面临无法解决的问题而不能顺利进行。 1979年，stroustrop发明的c++。C++最初的名字叫做“带类的c”，后来才改名叫c++。

C++的发展历史

C语言是由B语言发展而来，他们都是贝尔实验室创造的。C于1972年出现。

作为C的扩展，C++是贝尔实验室于80年代出现的。C++是一种混合语言，既可以实现面向对象编程，也可以开发C风格的程序。

其他高级语言

Fortran: 是IBM在1954年提出的。主要用在要求复杂数学计算的科学和工程领域。现在仍然被广泛使用，尤其是工程领域。

COBOL: 于1959年提出。主要用于大量精确处理数据的商业领域中，比如金融、银行。今天，仍然有超过一半的商业软件使用COBOL编写。有将近100万人使用COBOL编程。

PASCAL:几乎和C同时提出。是nicklaus wirth教授为了大学教授编写的。由于没有大厂商和政府的支持，只是限于大学教育这一块。

ADA: ada以pascal为基本参照，是美国国防部(DOD)为了编写他庞大的命令和控制系统软件而设计的。他的一个重要的特性就是多任务，使用它编写的程序可以同时处理多项事务。JAVA也支持多线程。

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其实，高级语言也分为：面向过程和面向对象。 面向对象和面向过程的区别: 1. 开车

a) 启动点火 b) 离合器 c) 挂档 d) 油门

2. 造车(比较复杂!使用简单的线性的思维无法解决!)

a) 发动机

i. 塑模 ii. 造出 b) 轮胎

i. 去马来西亚买橡胶 ii. 造轮胎 c) 椅子 d) 方向盘 e) 车皮 面向对象是从整体上/宏观上把握所要处理的事情. 面向过程是从微观上/细节上处理具体的事物.

JAVA发展简史

在1991年时候，James Gosling在sun公司的工程师小组想要设计这样一种小型计算机语言。该语言主要用于像电视盒这样的消费类电子产品，这些电子产品有一个共同的特点：计算处理能力和内存都非常有限。所以要求：语言必须非常小且能够生成非常紧凑的代码，这样才能在这样的环境中执行。

另外，由于不同的厂商选择不同的CPU，因此，要求该语言不能和特定的体系结构绑在一起，要求语言本身是中立的，也就是跨平台的。所以，将这个语言命名为“Green”，类似于绿色软件的意思。 后来，改名将OAK。橡树的意思。改名后发现已经有一种语言叫这个名字了，在改名叫JAVA.

1991年，Sun公司的Green项目，Oak 1995年，推出Java测试版 1996年，JDK1.0 1997年，JDK1.1

1998年，JDK1.2，大大改进了早期版本的缺陷，是一个革命性的版本，更名为Java2。 2004年，J2SE 5.0 (1.5.0)Tiger老虎 2006年，J2SE 6.0 (1.6.0)Mustang野马

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JAVA为什么能够流行？

C++已经是非常完美的面向对象的编程语言，有所有面向对象的特性，而且有c的高效率、简洁，因此非常受欢迎。直到现在仍然被广泛使用。 但是，随着Internet的爆发式的发展，促成了java的大发展。虽然internet的发展是java大发展的主要因素。但是，发明java的初衷却是用于消费类电子产品，比如：微波炉、遥控器等，用于这些产品的编程。因为这些产品CPU都是完全不同的，并且计算能力都非常有限以及内存非常有限。因此，我们需要JAVA语言需要符合两个特点： 1. 体系中立。JAVA需要能够生成运行于不同环境、不同CPU的代码。也就是代码的可移植性。 2. 代码紧凑。因为他的运行环境资源非常有限。 但是，只能家电产品并没有像最初想象的那样大发展。JAVA最初只能是有用但是默默无闻。同时，internet却进入了他的爆发式发展阶段，一夜之间，大家都在谈论Inertnet，都在忙着将自己的计算机连接到网络上。这个时侯，遇到了一个大的问题。人们发现连接到internet的计算机各式各样，有IBM PC、苹果机、各种服务器等等，不仅硬件CPU不同，操作系统也不同，整个的网络环境是复杂的。这个时候，程序员们希望他们编写的程序能够运行在不同的机器，不同的环境中，这需要一种体系中立的语言，代码可移植。网络之间传送信息的效率较低，因此，也需要代码紧凑提高效率。 JAVA的研发小组忽然发现他们用于小范围的语言也可以适应Internet这个大环境。因此，他们将自己的研发重点从消费类电子产品转向了internet编程。 受JAVA影响最大的是c#, 他是微软推出的和java抗衡的语言，用于支持.net框架。C#总体上和java非常相似。 JAVA各版本的含义

J2EE（Java 2 Enterprise Edition）：定位在服务器端的应用 J2EE是J2SE的扩展，增加了用于服务器开发的类库。如：javax.servlet Enterprise JavaBeans 是一种用来代表企业逻辑的软件组件；JDBC则是让程序人员能直接在Java内使用的SQL的语法来访问数据库内的数据；Servlet能够延伸服务器的功能，通过请求-响应的模式来处理客户端的请求；JSP是一种可以将Java程序代码内嵌在网页内的技术；另外还有包括XML、email及transaction等各种应用于服务器端的API。

J2SE（Java 2 Standard Edition）：定位在个人计算机上的应用 这个版本是Java平台的核心，它提供了非常丰富的API来开发一般个人计算机上的应用程序，包括用户接口AWT及Swing，网络功能与国际化、图像处理能力以及输入输出支持等。在互联网上大放异彩的Applet也属于这个版本。 J2ME（JavaMicro Edition）：定位在消费性电子产品的应用上 J2ME是J2SE的内伸，包含J2SE的一部分核心类，也有自己的扩展类,增加了适合微小装置的类库：javax.microedition.io.*等。

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这个版本针对资源有限的电子消费产品的需求精简核心类库，并提供了模块化的架构让不同类型产品能够随时增加支持的能力。这个版本的应用层面相当广泛，会是未来Java平台发展的重点项目。

JAVA技术体系架构

JAVA的特性和优势

简单性：

就是c++语法的纯净版。没有头文件，指针运算，结构，联合，操作符重载，虚基类等等。由于语法基于c，因此学习起来完全不费力。

面向对象：

面向对象是一种程序设计技术，他将重点放在数据（即对象）和对象之间的接口上。

可移植性：

这是JAVA的一个重要的优势。JAVA代码或者说字节码、二进制码可以跨平台的移植，而不用管具体的操作系统和硬件环境。JAVA本身就是面向网络的，只有在网络环境中才能显示出他的优势，比如：现在我有一个网络环境，要让我的笔记本和手机交互，笔记本环境是windows发出一个让手机定时录音的JAVA代码，手机只有简单Linux内核操作系统，照样可以完美的执行这个代码。

“一次编写，随处运行”：“write once, run anywhere”

JAVA在设计时就很注重移植和跨平台性。比如：JAVA的Int永远都是32位。不像c++

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可能是16，32，可能是根据编译器厂商规定的变化。这样的话程序的移植就会非常麻烦。

高性能：

JIT(JUST IN TIME)即时编译。将一些“热点”字节码编译成本地机器码，并将结果缓存起来，在需要的时候重新调用。这样的话，使JAVA程序的执行效率大大提高，某些代码甚至接待c++的效率。随着这种技术的一天天完善，也许有一天会超越编译代码的效率。

分布式：

JAVA是为internet的分布式环境设计的，因为他能够处理tcp/ip协议。事实上，通过url访问一个网络资源和访问本地文件是一样简单的。Java还支持远程方法调用(RMI,remote method Invocation)，使程序能够通过网络调用方法。 动态性：

就是在需要时将某些代码添加到正在运行的程序中。反射机制。当需要把某些代码添加到正在运行的程序中时，动态性是一个非常重要的特性。Java的动态特性是其面向对象设计方法的扩展。它允许程序动态地装入运行过程中所需要的类，这是C++语言进行面向对象程序设计所无法实现的 多线程

多线程的使用可以带来更好的交互响应和实时行为。多线程的简单性是Java成为主流服务器端开发语言的主要原因之一。 安全性

Java适合于网络/分布式环境，为了达到这个目标，在安全性方面投入了很大的精力，使 Java可以构建防病毒，防篡改的系统。 健壮性

Java是一种健壮的语言，吸收了C/C++ 语言的优点，但去掉了其影响程序健壮性的部分（如：指针、内存的申请与释放等）。Java程序不可能造成计算机崩溃。Java系统仔细检测对内存的每次访问，确认它是合法的，而且不致引起任何问题。不过，即使Java程序也可能有错误。如果出现某种出乎意料之事，程序也不会崩溃，而是把该例外抛弃。再通过异常处理机制，程序就会发现这类例外，并加以处理。

JAVA应用程序的运行机制

计算机的高级编程语言类型: 编译型 ，解释型 Java 语言是两种类型的结合；

利用编辑器编写 Java源程序?源文件名：主类名.java

利用编译器（javac）将源程序编译成字节码? 字节码文件名：源文件名.class 利用虚拟机（解释器，java）解释执行: 运行过程：载入、代码校验、解释执行

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