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Java語言基本概述
引導語:Java語言具有功能強大和簡單易用兩個特征。為了幫助大家了解Java,以下是百分網(wǎng)小編分享給大家的Java語言概述,歡迎閱讀學習!
背景
1991年,SUNMicroSystem公司的JameGosling、BillJoe等人,為在電視、控制烤面包箱等家用消費類電子產(chǎn)品上進行交互式操作而開發(fā)了一個名為Oak的軟件(即一種橡樹的名字),但當時并沒有引起人們的注意,直到1994年下半年,Internet的迅猛發(fā)展,環(huán)球信息網(wǎng)WWW的快速增長,促進了Java語言研制的進展,使得它逐漸成為Internet上受歡迎的開發(fā)與編程語言,一些著名的計算機公司紛紛購買了Java語言的使用權(quán),
如Mi-croSoft、IBM、Netscape、Novell、Apple、DEC、SGI等,因此,Java語言被美國的著名雜志PCMagazine評為1995年十大優(yōu)秀科技產(chǎn)品,(計算機類就此一項入選),隨之大量出現(xiàn)了用Java編寫的軟件產(chǎn)品,受到工業(yè)界的重視與好評,認為"Java是八十年代以來計算機界的一件大事",
微軟總裁比爾·蓋茨在悄悄地觀察了一段時間后,不無感慨地說:"Java是長時間以來最卓越的程序設(shè)計語言",并確定微軟整個軟件開發(fā)的戰(zhàn)略從PC單機時代向著以網(wǎng)絡(luò)為中心的計算時代轉(zhuǎn)移,而購買Java則是他的重大戰(zhàn)略決策的實施部署。因此,Java的誕生必將對整個計算機產(chǎn)業(yè)發(fā)生深遠的影響,對傳統(tǒng)的計算模型提出了新的挑戰(zhàn)。
SUNMicroSystem公司的總裁ScottMcNealy認為Java為Internet和WWW開辟了一個嶄新的時代.
環(huán)球信息網(wǎng)WWW的創(chuàng)始人Berners-Lee說:"計算機事業(yè)發(fā)展的下一個浪潮就是Java,并且將很快會發(fā)生的"。看來,使用Java已成大勢所趨!
MicroSoft和IBM兩大公司都計劃在Internet上銷售用Java編寫的軟件。
Apple、HP、IBM、MicroSoft、Novell、SGI、SCO、Tandem等公司均計劃將Java并入各自開發(fā)的操作系統(tǒng),而負責開發(fā)并推廣Java技術(shù)的SunSoft公司(這是SUN下屬的一個子公司),將通過頒發(fā)許可證的辦法來允許各家公司把Java虛擬機和Java的Applets類庫嵌入他們開發(fā)的操作系統(tǒng),這樣各類開發(fā)人員就能更容易地選擇多種平臺來使用Java語言編程,不同的用戶也就可以脫離Web瀏覽器來運行Java應用程序,這無疑是很受廣大用戶歡迎的,也為Java語言的應用開拓了極為廣闊的前景。(當然,各類JavaOS之間的兼容性必須得到重視,好在JavaSoft已保證將監(jiān)督這種兼容性)。
另外,由JavaSoft推出的完全用Java編寫的Internet上新型瀏覽器HotJava,比去年alpha版更為實用,不僅能編制動態(tài)的應用軟件,而且能編制完整的成套桌面應用軟件,將來還會提供更多的能幫助編制動態(tài)應用軟件的模塊,顯然,這也是為Java的應用提供了有力的例證。
今年6月7日,由SUN公司和臺灣經(jīng)濟事務(wù)部信息發(fā)展局,臺灣信息技術(shù)研究所等單位牽頭,成立了一個"Java聯(lián)盟",參加的有22個在臺灣相當著名的計算機公司,并在臺北建立一個"Java開發(fā)中心",在新竹建立一個"Java語言實驗室",以掀起臺灣開發(fā)與應用Java語言的熱潮。
香港則在今年4月就舉行了全島的Java杯比賽,在計算機界掀起了學習Java的熱潮(尤其是在大學生們中,出現(xiàn)了一批Java迷)。
有人預言:Java將是網(wǎng)絡(luò)上的"世界語",今后所有的用其他語言編寫的軟件統(tǒng)統(tǒng)都要用Java語言來改寫。
Java是一個廣泛使用的網(wǎng)絡(luò)編程語言,它是一種新的計算概念。
首先,作為一種程序設(shè)計語言,它簡單、面向?qū)ο、不依賴于機器的結(jié)構(gòu)、具有可移植性、魯棒性、安全性、并且提供了并發(fā)的機制、具有很高的性能。
其次,它最大限度地利用了網(wǎng)絡(luò),Java的小應用程序(applet)可在網(wǎng)絡(luò)上傳輸而不受CPU和環(huán)境的限制。另外,Java還提供了豐富的類庫,使程序設(shè)計者可以很方便地建立自己的系統(tǒng)。
下面我們分別從這三個方面來討論Java的特點,然后通過把Java與C,C++相比進一步指出它所具有的優(yōu)點。
一、Java語言
Java語言有下面一些特點:簡單、面向?qū)ο、分布式、解釋?zhí)行、魯棒、安全、體系結(jié)構(gòu)中立、可移植、高性能、多線程以及動態(tài)性。
1.簡單性
Java語言是一種面向?qū)ο蟮恼Z言,它通過提供最基本的方法來完成指定的任務(wù),只需理解一些基本的概念,就可以用它編寫出適合于各種情況的應用程序。Java略去了運算符重載、多重繼承等模糊的概念,并且通過實現(xiàn)自動垃圾收集大大簡化了程序設(shè)計者的內(nèi)存管理工作。另外,Java也適合于在小型機上運行,它的基本解釋器及類的支持只有40KB左右,加上標準類庫和線程的支持也只有215KB左右。庫和線程的支持也只有215KB左右。
2.面向?qū)ο?/p>
Java語言的設(shè)計集中于對象及其接口,它提供了簡單的類機制以及動態(tài)的接口模型。對象中封裝了它的狀態(tài)變量以及相應的方法,實現(xiàn)了模塊化和信息隱藏;而類則提供了一類對象的原型,并且通過繼承機制,子類可以使用父類所提供的方法,實現(xiàn)了代碼的復用。
3.分布性
Java是面向網(wǎng)絡(luò)的語言。通過它提供的類庫可以處理TCP/IP協(xié)議,用戶可以通過URL地址在網(wǎng)絡(luò)上很方便地訪問其它對象。
4.魯棒性
Java在編譯和運行程序時,都要對可能出現(xiàn)的問題進行檢查,以消除錯誤的產(chǎn)生。它提供自動垃圾收集來進行內(nèi)存管理,防止程序員在管理內(nèi)存時容易產(chǎn)生的錯誤。通過集成的面向?qū)ο蟮睦馓幚頇C制,在編譯時,Java提示出可能出現(xiàn)但未被處理的例外,幫助程序員正確地進行選擇以防止系統(tǒng)的崩潰。另外,Java在編譯時還可捕獲類型聲明中的許多常見錯誤,防止動態(tài)運行時不匹配問題的出現(xiàn)。
5.安全性
用于網(wǎng)絡(luò)、分布環(huán)境下的Java必須要防止病毒的入侵。Java不支持指針,一切對內(nèi)存的訪問都必須通過對象的實例變量來實現(xiàn),這樣就防止程序員使用"特洛伊"木馬等欺騙手段訪問對象的私有成員,同時也避免了指針操作中容易產(chǎn)生的錯誤。
6.體系結(jié)構(gòu)中立
Java解釋器生成與體系結(jié)構(gòu)無關(guān)的字節(jié)碼指令,只要安裝了Java運行時系統(tǒng),Java程序就可在任意的處理器上運行。這些字節(jié)碼指令對應于Java虛擬機中的表示,Java解釋器得到字節(jié)碼后,對它進行轉(zhuǎn)換,使之能夠在不同的平臺運行。
7.可移植性
與平臺無關(guān)的特性使Java程序可以方便地被移植到網(wǎng)絡(luò)上的不同機器。同時,Java的類庫中也實現(xiàn)了與不同平臺的接口,使這些類庫可以移植。另外,Java編譯器是由Java語言實現(xiàn)的,Java運行時系統(tǒng)由標準C實現(xiàn),這使得Java系統(tǒng)本身也具有可移植性。
8.解釋執(zhí)行
Java解釋器直接對Java字節(jié)碼進行解釋執(zhí)行。字節(jié)碼本身攜帶了許多編譯時信息,使得連接過程更加簡單。
9.高性能
和其它解釋執(zhí)行的語言如BASIC、TCL不同,Java字節(jié)碼的設(shè)計使之能很容易地直接轉(zhuǎn)換成對應于特定CPU的機器碼,從而得到較高的性能。
10.多線程
多線程機制使應用程序能夠并行執(zhí)行,而且同步機制保證了對共享數(shù)據(jù)的正確操作。通過使用多線程,程序設(shè)計者可以分別用不同的線程完成特定的行為,而不需要采用全局的事件循環(huán)機制,這樣就很容易地實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上的實時交互行為。
11.動態(tài)性
Java的設(shè)計使它適合于一個不斷發(fā)展的環(huán)境。在類庫中可以自由地加入新的方法和實例變量而不會影響用戶程序的執(zhí)行。并且Java通過接口來支持多重繼承,使之比嚴格的類繼承具有更靈活的方式和擴展性。
二、JavaApplet
Java語言的特性使它可以最大限度地利用網(wǎng)絡(luò)。Applet是Java的小應用程序,它是動態(tài)、安全、跨平臺的網(wǎng)絡(luò)應用程序。JavaApplet嵌入HTML語言,通過主頁發(fā)布到Internet。網(wǎng)絡(luò)用戶訪問服務(wù)器的Applet時,這些Applet從網(wǎng)絡(luò)上進行傳輸,然后在支持Java的瀏覽器中運行。由于Java語言的安全機制,用戶一旦載入Applet,就可以放心地來生成多媒體的用戶界面或完成復雜的計算而不必擔心病毒的入侵。雖然Applet可以和圖像、聲音、動畫等一樣從網(wǎng)絡(luò)上下載,但它并不同于這些多媒體的文件格式,它可以接收用戶的輸入,動態(tài)地進行改變,而不僅僅是動畫的顯示和聲音的播放。
三、豐富的類庫
Java提供了大量的類以滿足網(wǎng)絡(luò)化、多線程、面向?qū)ο笙到y(tǒng)的需要。
1.語言包提供的支持包括字符串處理、多線程處理、例外處理、數(shù)學函數(shù)處理等,可以用它簡單地實現(xiàn)Java程序的運行平臺。
2.實用程序包提供的支持包括哈希表、堆棧、可變數(shù)組、時間和日期等。
3.輸入輸出包用統(tǒng)一的"流"模型來實現(xiàn)所有格式的I/O,包括文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、輸入/出設(shè)備等。
4.低級網(wǎng)絡(luò)包用于實現(xiàn)Socket編程。
5.抽象圖形用戶接口包實現(xiàn)了不同平臺的計算機的圖形用戶接口部件,包括窗口、菜單、滾動條、對話框等,使得Java可以移植到不同平臺的機器。
6.網(wǎng)絡(luò)包支持Internet的TCP/IP協(xié)議,提供了與Internet的接口。它支持URL連接,WWW的即時訪問,并且簡化了用戶/服務(wù)器模型的程序設(shè)計。
四、Java和C、C++
對于變量聲明、參數(shù)傳遞、操作符、流控制等,Java使用了和C、C++相同的傳統(tǒng),使得熟悉C、C++的程序員能很方便地進行編程。同時,Java為了實現(xiàn)其簡單、魯棒、安全等特性,也摒棄了C和C++中許多不合理的內(nèi)容。
1.全局變量
Java程序中,不能在所有類之外定義全局變量,只能通過在一個類中定義公用、靜態(tài)的變量來實現(xiàn)一個全局變量。例如:
ClassGlobalVar{
publicstaticglobal_var;
}
在類GlobalVar中定義變量global_var為publicstat-ic,使得其它類可以訪問和修改該變量。
Java對全局變量進行了更好的封裝。而在C和C++中,依賴于不加封裝的全局變量常常造成系統(tǒng)的崩潰。
2.Goto
Java不支持C、C++中的goto語句,而是通過例外處理語句try,Catch,final等來代替C、C++中用goto來處理遇到錯誤時跳轉(zhuǎn)的情況,使程序更可讀且更結(jié)構(gòu)化。
3.指針
指針是C、C++中最靈活,也是最容易產(chǎn)生錯誤的數(shù)據(jù)類型。由指針所進行的內(nèi)存地址操作常會造成不可預知的錯誤,同時通過指針對某個內(nèi)存地址進行顯式類型轉(zhuǎn)換后,可以訪問一個C++中的私有成員,從而破壞安全性,造成系統(tǒng)的崩潰。而Java對指針進行完全的控制,程序員不能直接進行任何指針操作,例如把整數(shù)轉(zhuǎn)化為指針,或者通過指針釋放某一內(nèi)存地址等。同時,數(shù)組作為類在Java中實現(xiàn),良好地解決了數(shù)組訪問越界這一C、C++中不作檢查的錯誤。
4.內(nèi)存管理
在C中,程序員通過庫函數(shù)malloc()和free()來分配和釋放內(nèi)存,C++中則通過運算符new和delete來分配和釋放內(nèi)存。再次釋放已釋放的內(nèi)存塊或未被分配的內(nèi)存塊,會造成系統(tǒng)的崩潰;同樣,忘記釋放不再使用的內(nèi)存塊也會逐漸耗盡系統(tǒng)資源。而在Java中,所有的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都是對象,通過運算符new為它們分配內(nèi)存堆。通過new得到對象的處理權(quán),而實際分配給對象的內(nèi)存可能隨程序運行而改變,Java對此自動地進行管理并且進行垃圾收集,有效防止了由于程序員的誤操作而導致的錯誤,并且更好地利用了系統(tǒng)資源。
5.數(shù)據(jù)類型的支持
在C、C++中,對于不同的平臺,編譯器對于簡單數(shù)據(jù)類型如int,float等分別分配不同長度的字節(jié)數(shù),例如:int在IBMPC中為16位,在VAX-11中為32位,這導致了代碼的不可移植性,但在Java中,對于這些數(shù)據(jù)類型總是分配固定長度的位數(shù),如對int型,它總占32位,這就保證了Java的平臺無關(guān)性。
6.類型轉(zhuǎn)換
在C、C++中,可以通過指針進行任意的類型轉(zhuǎn)換,常常帶來不安全性,而Java中,運行時系統(tǒng)對對象的處理要進行類型相容性檢查,以防止不安全的轉(zhuǎn)換。
7.頭文件
C、C++中用頭文件來聲明類的原型以及全局變量、庫函數(shù)等,在大的系統(tǒng)中,維護這些頭文件是很困難的。而Java不支持頭文件,類成員的類型和訪問權(quán)限都封裝在一個類中,運行時系統(tǒng)對訪問進行控制,防止對私有成員的操作。同時,Java中用import語句來與其它類進行通訊,以便使用它們的方法。
8.結(jié)構(gòu)和聯(lián)合
C、C++中的結(jié)構(gòu)和聯(lián)合中所有成員均為公有,這就帶來了安全性問題。Java中不包含結(jié)構(gòu)和聯(lián)合,所有的內(nèi)容都封裝在類中。
9.預處理
C、C++中用宏定義來實現(xiàn)的代碼給程序的可讀性帶來了困難。在Java中,不支持宏,它通過關(guān)鍵字final來聲明一個常量,以實現(xiàn)宏定義中廣泛使用的常量定義。
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