Java语言与面向对象的程序设计

这几天很迷茫，听老师介绍了一款软件~中国大学MOOC。刚好我是软件专业的学生，索性听了北京大学老师的一节关于Java的讲课，果断被震撼到了，他们的讲课给人一种很深刻(深入)的感觉。我今天就把老师讲到的东西记了下来，以便于有兴趣的朋友阅读…

Java分为三大平台

• Java SE 标准版
• Java EE 企业版
• Java ME 微型版

Java的开发工具包 JDK（Java Development Kit）

Java的推动力：JCP与JSR

Java是一种编程语言

• 它是一种面向对象的编程语言（OOP）
• 它的语法结构与C和C++语言极为相似
• Java所用的语法十分简单

Java的特点

• 简单一些
• 面向对象
• 平台无关性
• 安全稳定
• 支持多线程

丰富的类库

Java提供了大量的类以满足网络化、多线程、面向对象的系统需要

• 语言包(package)
• 实用程序包
• I/O包
• 网络包
• 图形用户界面包
• And More…

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Q：Java 可以干什么
A：如下

• 面向对象的应用开发
• 各类网络应用程序的开发
• 计算过程的可视化
• 动态界面/交互操作
• Internet的系统管理
• 数据库操作
• And More…

Java是C++–

• 无直接指针操作
• 自动内存管理
• 数据类型长度固定
• 不用头文件
• 不包括结构和联合
• 不支持宏
• 不支持多重继承
• 无类外全局变量
• 无GOTO

Java运行机制

Java三种核心机制

• Java虚拟机(JVM)
• 代码安全性检测(Code Security)
• 垃圾收集机制(Garbage Collection)

Java的编译与运行

Java虚拟机(JVM)

• 在一台计算机上由软件或硬件模拟的计算机。
• Java虚拟机(JVM)读取并处理经编译过的字节码class文件。
  

• Java虚拟机规范定义了：
  

• 指令集
  
• 寄存器集
  
• 类文件结构
  
• 栈堆
  
• 垃圾回收堆
  
• 内存区域

Java运行环境(JRE)

• JRE(The Java Runtime Environment)
• JRE = JVM+API(Lib)
• JRE运行程序时的三项主要功能：
  

• 加载代码：由class loader完成；
  
• 校验代码：由bytecode verifier完成；
  
• 执行代码：由runtime interpreter完成。

Java自动垃圾回收技术

• 垃圾回收(garbage collection)
• 在C/C++等语言中，由程序员负责回收无用内存
• Java语言自动垃圾回收
  

• 系统级线程跟踪存储空间的分配情况
  
• 在JVM的空间时，检查并释放那些可被释放的存储器空间
  
• 程序员无须也无法精确控制和干预该回收过程

JDK(Java开发工具包)

JDK = JRE+Tools
JRE(运行环境) = JVM+API

JDK下载

• 要开发Java程序,要下载JDK
  

• http://java.sum.com
  
• 可以只下载JavaSE
• 注意:如果只运行Java程序，则只下载JRE
  
• http://java.com
• JDK提供的工具
  
• java编译器 javac.exe
  
• java执行器 java.exe
  
• 文档生成器 javadoc.exe
  
• java打包器 jar.exe
  
• java调试器 jdb.exe

面向对象程序设计

对象

对象具有两方面的含义:

• 在现实生活中:
  

• 是客观世界中的一个实体
• 在计算机世界中：
  
• 是一个可标识的存储区域

类(class)

• 类：具有共同属性和行为的对象集合
  

• 属性：变量(字段 field)
  
• 行为：函数(方法 method)
• 类与对象的关系
  
• 类是对象的抽象(模板)
  
• 对象是类的实例
• 注：类和对象有时候都统称为“对象”，为了明确起见，后者称为“对象实例”。

Person类

class Person{
    int age;
    String name;
    void sayHello(){...}
}

对象实例化

Person person = new Person();

面向对象的三大特征

• 封装性
• 继承性
• 多态性

封装

模块化：将属性和行为封装在类中，程序定义很多类。
信息隐蔽：将类的细节部分隐藏起来，用户只通过受保护的接口访问某个类。

class Person{
    private int age;
    public int getAge(){
        return age;
    }
    public void setAge(int a){
        age=a;
    }
    String name;
    void sayHello(){...}
}

继承(inheritance)

• 继承性
  

• 父类和子类之间共享数据和方法
• 继承的好处
  
• 更好的进行抽象与分类
  
• 增强代码的重用性
  
• 提高可维护性

父类

class Person{
    int age;
    String name;
    void sayHello(){...}
}

子类

class Student extends Person{
    String school;
    double score;
    void meetTeacher(){...}
}

多态性

• 多态
  

• 不同的对象收到同一个消息(调用方法)可产生完全不同的效果
  
• 实现的细节则由接受对象自行决定
  
• 例 foo(Person p ){ p.sayHello(); }
  
• foo( new Student() );
  
• foo( new Teacher() );

面向对象设计思想的要点

• 认为客观世界由各种对象组成
• 程序的分析和设计都围绕着
  

• 有哪些对象类
  
• 每个类有哪些属性、哪些方法
  
• 类之间的关系(继承、关联等)
  
• 对象之间发送消息(调用方法)