面向对象程序设计.pptx

面向对象程序设计,范丰龙QQ：8125007,第1章 面向对象和Java语言,1、计算机软件的简史 2、面向对象技术的基础 3、Java介绍 4、学习Java的建议,1.1计算机计算模式的三次浪潮,基于主机的计算模式: 特征：应用程序，数据， 界面集为一体。 在主机上运行。,1.1计算机计算模式的三次浪潮,客户机/服务器(C/S)的计算模式: 特征：C界面本地数据， S应用逻辑共享数据 在客户机和服务器上运行。,1.1计算机计算模式的三次浪潮,分布式网络(B/S)计算模式 特征：B界面表示层， S业务逻辑层数据访问层 存储数据层 在异地、异构机上运行。,1.2分布式网络计算的挑战,分布式网络计算模式对软件技术的挑战: 软件开发的4A目标 Any One, Any Where, Any Time, Any Device 跨平台的互操作性 CORBA（Common Object Request Broker Architecture,公共对象请求代理体系结构,通用对象请求代理体系结构）是由OMG组织制订的一种标准的面向对象应用程 序体系规范。 WebService (SOAP+XML) SOA(Service-Oriented Architecture ),1.3多层应用软件体系结构的诞生,界面层 浏览器 分布逻辑层 客户界面控件 表示层 (JSP,ASP,CGI等） 代理层 产生:HTML,XML DHTML,WML等 业务层 业务对象和规则，数据操纵和信息转换 数据访 数据库连接， 数据I/O接口 问层 存储数 数据库系统，XML库等 据层 查询，存储优化和性能协调,1.4程序设计语言的发展,机器语言 汇编语言 高级语言 1954年，第一个完全脱离机器硬件的高级语言FORTRAN 60年代中后期，代码量迅速扩大，出现“软件危机” 1970年，第一个结构化程序设计语言Pascal 80 年代初开始面向对象的程序设计思想 90年代，新技术:Java平台、.Net 平台、XML 语言、Web Services、SOA等，目前有上百种开发语言。 开发软件: 强调集成、部署 强调面向Web应用 强调个性化服务 移动应用的兴起,移动操作系统市场占有率,1.2 Java的特点,简单性 面向对象 健壮性 安全性 解释执行 高性能 可移植,2、面向对象方法基本概念,对象 类 接口 方法与消息,2.1 对象,定义：对象是从客观事物中抽象出与系统相关的,能反映事物本质的一个实体,它是构成系统的基本单位; 如:一个手机、一辆自行车、一台电视机、一本书等.也可以是一些抽象的概念:银行账号、邮政编码、电话号码等 与面向过程不同，面向过程基本是动词，对象一般是名词 对象是问题域中事物的抽象.它反映了事物在系统中要保存的信息和所发挥的作用.系统中的一个对象在软件生命周期的各个阶段可以有不同的形式.它要经历若干演化阶段.,2.1 对象,对象具备两个特征： 状态 如手机状态有品牌、颜色、号码、价格等； 行为。 打电话、接电话、发短信、设闹钟、设音乐等。 对象所包含本质的特征称为属性，对象的行为描述称为方法。 对象只描述客观事物本质的,与系统目标相关的特征;对象将属性和方法封装为一体.属性值只能由方法访问和修改.它被隐藏在封装体内.使软件体系结构的复杂本质可隐藏于对象的单纯性中,2.2类,定义：类是具有相同属性和方法的一组对象的集合,它的作用是定义对象. 类是对象的抽象定义，对象是类的实例。类允许用其他类来定义而形成树结构.类的嵌套关系分为一般类(父类)和特殊类(子类). 类的继承： 类的继承是面向对象方法的继承性体现.它给软件开发带来的优势是： 利用类继承，程序可实现代码重用。 利用抽象类定义普通行为，无需编写实现代码。其实现代码由它的子类编写。,2.3 接口,定义：接口是对象所能接收请求内容的规范. 接口是一种抽象类，只定义了变量和方法，没有规定方法的具体实现。 接口给软件开发带来的好处是： 接口可以实现不相关类有相同的行为. 接口可指明多个类需要实现的方法. 接口可了解对象的交互界面，而不需要了解对象所对应的类.,2.4 消息,定义：向对象发出方法请求称为消息.对象通过消息进行通信. 类定义了对象的所有消息模式，也定义了该对象的所有方法. 消息包含信息有:提供方法的对象名,方法名,输入信息和应答信息. Student s = new Student(); s.GetHeight(); 消息将程序的数据流和控制流统一. 可用消息实现数据传递.,2.5 面向对象方法的基本特性:,封装性(encapsulation) 一方面表示对象的属性和方法是不可分隔的结合体. 一方面表示对象内部细节的隐蔽性. 继承性(inheritance) 继承性是面向对象技术赋予类的一种特征，即先定义一个具有一定意义的类（父类），再给此类添加一些特性以派生出一个新类(子类). 多态性(polymorphism) 对象的多态性，是同一个属性名或方法名在父类，及其子类中具有不同语义.如方法的重载。,2.6面向对象的程序设计,就是基于对象概念，以对象为中心，以类和继承为构造机制，来认识、理解、刻画客观世界和设计、构建相应的软件系统。 面向对象程序设计包括两大任务： 一是考虑客观问题中的哪些数据与操作进行封装，即将客观实体与程序的对象、类进行对应。 二是考虑对象间需要哪些消息传递才能完成需求的功能。 面向对象的编程范式： 1 决定你要的类； 2 给每个类提供完整的一组操作； 3 明确地使用继承来表现共同点。,3.Java介绍,3.1、Java起源,上世纪90年代初，SUN公司有一个叫Green的项目，目的是为家用消费电子产品开发一个分布式代码系统，这样就可以对家用电器进行控制，和他们进行信息交流。James Gosling等人基于C+开发了一种新的语言Oak.该语言是一种用于网络的精巧而安全的语言，SUN公司曾以此投标一个交互式电视项目，但结果被SGI打败，SUN准备抛弃Oak.随着互联网的发展，SUN看到了Oak在计算机网络上的广阔应用前景。于是改造Oak，在1995年5月以Java为名称正式if阿布，从此Java走向了繁荣之路。 Java的命名有一个小故事，当时Oak是以项目小组办公室外面的树而得名，由于Oak名字被其他公司注册了，必须取另外一个名字，当时小组人员在咖啡馆喝咖啡的时候，发现Java的名称，于是灵机一动，就以Java名字作为语言的名字了。,3.2 Java是什么,一种计算机编程语言 什么是语言 什么是计算机编程 一种软件开发平台 什么是软件开发 什么是开发平台（提供支撑帮助的开发工具） 一种软件运行平台 一种软件部署环境 软件部署？,3.3 Java有什么,Java分成三个版本，分别是Java标准版（JSE）、Java微缩版（JME）、和Java企业版（JEE），每个版本有自己的功能和应用方向 JSE-Java Standard Edition JME-Java Micro Edition JEE-Java Enterprise Edition 版本关系,JEE,JSE,JME,3.4 Java能干什么,桌面级应用，尤其是需要跨平台的桌面级应用 企业级应用 这是目前Java应用最广泛的一个领域，几乎是一枝独秀。包括各种行业应用、企业信息化，电子政务等。领域涉及：办公自动化OA，客户关系管理CRM，人力资源HR，企业资源计划ERP，知识管理KM，供应链管理SCM，企业设备管理EAM，产品生命周期管理PLM，面向服务体系架构SOA，商业智能BI，项目管理PM，流程管理WorkFlow等等 嵌入式设备及消费类电子产品 包括无线手持设备、智能卡、通信终端、医疗设备、信息家电（数字电视、机顶盒、电冰箱）、汽车电子设备等，尤其是手机上Java应用程序及游戏更普及。 其他的数学计算、显示图形界面、网络操作、数据库操作、文件操作等等,3.5 Java相关概念,JDK（Java software Development Kit） Java软件开发工具包。JDK是Java的核心，包括了Java的运行环境，一系列Java开发工具和java 基础类库。目前流行的JDK是Sun公司发布的JDK，除了Sun之外，其他的如IBM，BEA等都有JDK JRE（Java Runtime Environment） Java运行环境，运行Java程序所需的环境集合，包括JVM标准实现及Java核心类库,3.5 Java相关概念,Java标准组织-JCP（Java Community Process） JCP是一个开放的国际组织，成立于1995年，主要职能是发展和更新Java技术规范，参考实现（RI），技术兼容包（JCK）。Java技术和JCP两者的原创者都是Sun公司，组织成员可以提交JSR（Java Specification Request）,通过讨论，认可，审核以后，将进入到下一版本的规范里面，也就是说JCP是目前技术发展事实上的控制者和领导者。 /en/home/index 公司:IBM，HP，ORACLE, ,Google,有微软么？,3.6 Java大事记,1995.5.23 Java语言诞生 1996.1 第一个JDK1.0发布 1997.2.18 JDK1.1发布 1998.12.8 Java2企业平台J2EE发布 1999.6 Sun发布三个Java版本，J2SE，J2EE，J2ME 2004.9.30 Java SE5.0发布 2006.12 JavaSE6.0发布 2011.7 Java7 发布 2012.2 Java SE 6 Update 31（稳定版）,3.7 Java特点,简单的说，Java有如下特点： 简单、面向对象、平台无关、多线程、分布式、安全、高性能、可靠行、自动垃圾回收等 重点 平台无关：Java开发的程序不用修改就可以在不同的软硬件平台上运行。（Write Once，Run AnyWhere） 分布式：软件由很多个可独立执行的模块组成，这些模块分布在多台计算机上，可以同时运行，对看起来是一个整体。,3.8 构建JSE开发环境,/technetwork/java/javase/downloads/index.html 环境要求 Microsoft Windows XP Professional SP3/Vista SP1/Windows 7 Professional： 处理器：2.6 GHz Intel Pentium IV 或具有同等性能的处理器 内存：2 GB 硬盘空间：1 GB 可用硬盘空间,3.8 构建JSE开发环境,安装完成后，认识一下安装目录 1、jdk1.7.0_03(jdk) Bin Java的各类执行文件 Include 需要引入的头文件 Jre java运行环境 Lib JDK需要的资源文件和资源包 NetBeans7.1 Bin 执行文件 * 可以不用NetBeans，用记事本编辑Java应用程序，用JDK进行Java开发。,3.9 常见JDK命令,Java语言的编译器。命令语法: javac 选项 源文件名 Java语言的解释器，命令语法是: java 选项 class 命令行参数 . Java API文档生成器,命令语法: javadoc 选项 包名/文件名 Java applet 浏览器,命令语法: appletviewer -debug URL Java程序的调试器,命令语法: jdb 选项 类名,3.10 JDK的API结构,java.lang包 :基本类 java.awt包:是封装抽象窗口工具包 java.applet包:为Applet提供的所有类 java.io包:程序输入/输出文件操作的类. java.util包:提供实用程序类和集合类 javax.swing包:提供构建和管理应用程序的图形界面的轻量级的构件 /javase/7/docs/api/index.html查看API,体系结构,应用程序（Applection&Applet）,编译器 Java基本API Java标准扩展API Java基本类 Java标准扩展类 Java虚拟机，解释器 移植接口 操作系统,Java 7 技术一栏,3.11 使用JDK写Java程序,1、配置环境变量 PATH： 提供给操作系统寻找Java命令工具的路径，通常是JDK安装目录bin目录 JAVA_HOME 提供给其他基于JAVA的程序使用，让他们能够找到JDK的位置，通常配置到JDK安装路径，注意，这个必须书写正确，全部大写，中间用下划线 CLASSPATH 提供程序在运行期间寻找所需资源的路径。比如类、文件、图片等 注意：在windows操作系统中，最好在classpath的配置里面，始终在前面保持.; 4、检测安装配置是否成功 方法：运行cmd,在DOS下运行javac 检验,3.12第一个Java程序-HelloWorld,1.编写Java文件，文件名为HelloWorld.java 源代码 Public class HelloWorld Public static void main(String args) System.out.println(“你好，Java我来了！”); 2、编译Java源文件成class文件 在cmd窗口，javac HelloWorld.java,3.12第一个Java程序-HelloWorld,3.运行class文件 在cmd窗口 java HelloWorld 4.查看控制台，看输出什么 注意： Java区分大小写 注意源代码的规范性 资源管理器的隐藏已知文件扩展名去掉,常见错误,1、没有正确配置path和classpath 2、Java区分大小写 3、找不到文件,3.13 Java的执行,2019/7/8,38,Compile,Hello.java,Hello.class,Runtime,Class LOader,Byte Code verifier,JIT Code generator,Interpreter,Runtime,Hardware,Network,3.13 Java的执行,1、编写代码 首先把我们想要计算机做的事情，通过Java表达出来，写成Java文件，这个过程就是编码 2、编译 写完代码之后，机器并不认识我们的Java代码，需要编译成字节码，编译之后的文件叫class文件 3、类装载 类装载的功能是为执行程序寻找和装载所需要的类。 4、字节码（byte-Code）校验编写代码 功能是对class代码进行校验，保证代码的安全性 5、解释（Interpreter）或JIT（即时 编译） 计算机不认识class文件，需要被解释器进行解释，或者通过即时编译为本地机器代码，计算机才能最终理解我们所要表达的东西。类装载的功能是为执行程序寻找和装载所需要的类。,3.14 Java技术的三大特性,1、Java虚拟机 2、垃圾回收 3、代码安全,3.14 .1虚拟机,Java虚拟机JVM（Java Virtual Machine）在Java中地位非常重要，相当于我们前面的JRE 是什么 Java虚拟机是真实机器中用软件模拟的一种想象机器。Java虚拟机规范为不同的硬件平台提供了一种编译Java技术代码的规范，该规范使得Java软件独立与平台。 有什么 JVM为下列各项做出了定义 指令集（相当于CPU） 寄存器 类文件格式 栈 垃圾收集堆 存储区,3.14 .1虚拟机,能干什么 （1）通过ClassLoader 寻找和装载文件 （2）解释字节码成为指令并执行，提供class文件的运行环境 （3）进行运行期间垃圾回收 （4）提供与硬件交互的平台 是Java平台无关的保障,3.14 .2垃圾回收,什么是垃圾 在程序运行过程中，存在被分配的内存块不在被需要的情况，这些内存块就是垃圾