《语言及其应用》PPT课件.ppt

Java 語言及其應用 1上課用書陳會安，Java SE6 程式設計範例教本，學貫出版社，2008年(ISBN:978-986-6800-35-1)2請遵守智慧財產權觀念，不得非法影印教科書這門課不是營養學分，歡迎大家來修，但請務必投入對應的時間與精力3課程內容大綱(1/2)Java 基礎、環境安裝與設定(書第一章)撰寫一個簡單的程式 物件與類別 基本資料型態 應用程式及繪圖 判斷敘述 重複敘述 設計類別 測試與除錯4內容大綱(2/2)介面與多型(Polymorphism)事件處理 繼承 圖形介面元件 例外處理(Exception Handling)資料流(I/O Streams)Java 在網路通訊的應用*5上課及評分方式 老師講解、討論 程式作業(若干次，在家自行練習或課堂中練習，視情況實施)期中考試四次(現場上機，17:0019:00）3/18(四)(15%)4/01(四)(20%)4/22(四)(20%)(14:0019:00)5/13(四)(20%)期末考一次（現場上機，14:0019:00）5/27(三)(25%)6Java 程式語言 Java 是90 年代中期才開始風行的程式語言 由 Sun（昇陽）公司開發的一種使用在家電控制的軟體技術，由James Gosling 帶領計劃開發一種全新的程式語言，不受硬體的限制，適用於各種不同平台 原先打算將C+語言擴充成一種新的程式語言，卻困難重重 重新創造一種新的電腦語言，發展初期並不順利 1994 年WWW 迅速成為Internet 當紅的資源服務，它們發現Java 語言在WWW 擁有無比的潛力 有一說法：超過40%的企業在選用程式設計人才時優先考慮擅長Java 的人員 SCJP(Sun Certified Java Programmer)是很有用的認證7Java 與 C/C+結構上的差異 Java 的架構與C/C+雷同，除了:Java 的函式(method)、介面(interface)全都包在物件中 Java 支援單一繼承，Java 物件的根類別是 Java 沒有前置處理器(preprocessor)Java 沒有指標(pointer)Java 沒有 goto 敘述，也沒有 struct 與 union 語法 Java 沒有多重繼承與運算子覆載(operator overloading)Java 具有記憶體回收(garbage collection)功能 Java 具下載程式的網路功能。配合 Web Server 及網頁瀏覽器的運作，可將 applet 自遠端之 Web Server 下載到本機網頁瀏覽器上執行，增加其應用的空間 Java 提供便利的網路程式設計工具8Java 概觀(1/2)跨平台:寫一份程式不需重新編譯即可在Windows、Unix、Linux 甚至PDA 上面執行 物件導向:是廣泛使用的程式規格，方便釐清和解答問題 簡單:語言本身相當聰明，去除掉了許多C+的問題，使得程式設計師除錯的時間大大減少 功能強大:Java 語言內含大量的網路處理、I/O 處理、繪圖等功能，而且還可以透過下載套件的方式加強功能 開放:全世界有數以千萬計的 Java 程式設計師不斷的強化 Java 的功能 免費:Java 語言完全免費，甚至可以取得原始碼 多工 動態載入 安全性高:內建安全機制9Java 概觀(2/2)原始碼.java檔案編譯(compile)Bytecode執行檔.class檔案執行Java Virtual Machine10Bytecode 通過編譯的Java 執行檔(副檔名為.class)的格式稱做bytecode(位元碼)Bytecode 與系統機器無關(machine independent)一般C 或C+的程式經過編譯後，會視平台不同而有不同的格式，因此不能跨平台。而bytecode 不論在任何平台上格式都一樣，所以可以跨平台1 1Java 虛擬機器一般程式硬體作業系統硬體作業系統JVMJava 程式 Java 程式能夠執行的最關鍵的環節就是Java 虛擬機器(Java Virtual Machine,JVM)編譯好的 Java 執行檔並不能直接執行，而是必須交由JVM 解譯(interpret)並執行 不同的平台必須有不同的 JVM，因此bytecode 可以跨平台，但 JVM 不能跨平台12Java 的特色：跨平台PC UNIX MacJava 程式 CompileJavaBytecodeJava VMFor PCJava VMFor UNIXJava VMFor MacintoshWrite Once,Run Anywhere(WORA)13Java 的特色：物件導向(1/3)什麼是物件導向(Object-Oriented)不使用物件導向（程序導向）描述青椒炒豆腐 取出青椒 500 g，用刀切成細絲，過油 取出豆腐 300 g，切丁，用醬油、酒、黑醋醃製 30 分鐘 起油鍋、放入豆腐炒及青椒大火快炒 1 分半 拿出太白粉、水調在一起，這個稱為 芡汁 將芡汁倒入鍋中攪拌，會產生黏稠現象 這叫芶芡 完成使用物件導向描述一件事青椒炒豆腐 青椒 數量：500 g 處理：用刀切成細絲，過油 豆腐 數量：300 g 處理：切丁，用醬油、酒、黑醋醃製 芡汁 製作：太白粉調上適量的水 芶芡：將芡汁倒入鍋中 青椒處理好、豆腐處理好、芡汁製作好，放入鍋中快炒 1 分半後用芡汁芶芡即可。14Java 的特色：物件導向(2/3)什麼是物件導向先定義好參與這件事的物品有哪些(這些物品叫做“物件”)再定義這些物品所需的數量及行為(這些數量及行為叫做“屬性”與“方法”)接下來就可用物品間的互動行為來描述整件事情是如何發生的。(這部份的描述稱為“主程式”)青椒炒豆腐 青椒 數量：500 g 處理：用刀切成細絲，過油 豆腐 數量：300 g 處理：切丁，用醬油、酒、黑醋醃製 芡汁 製作：太白粉調上適量的水 芶芡：將芡汁倒入鍋中 青椒處理好、豆腐處理好、芡汁製作好，放入鍋中快炒 1 分半後用芡汁芶芡即可。15Java 的特色：物件導向(3/3)Java 使用“類別”(Class)來實作物件的概念class 青椒炒肉絲 青椒處理好 豆腐處理好 芡汁製作好 青椒+豆腐炒 1 分半 用芡汁芶芡即可主程式物件class 青椒 數量=500 g 處理法 青椒物件class 豆腐 數量=300 g 處理法 豆腐物件class 芡汁 製作法 芶芡法 芡汁物件16 程序式程式語言 物件導向程式語言Function1(a,b)Function3()Function2(c)Function4(a,b)OBJ1OBJ3OBJ2Java 的特色：物件導向 vs.程序導向程式語言17Java 的特色：多工(1/2)何謂多工(Multi-tasking)可將一個程式分成數份，讓各部份能同時被執行18Java 的特色：多工(2/2)Java 利用“執行緒”(Thread)來實作多工執行緒 1執行緒 2執行緒 319Java 的特色：動態載入其它語言程式開始執行後所有物件就一起載入。一旦開始執行，就無法做出任何變更。Java 語言當需要某個物件時，才將該物件載入。這種特質，讓動態抽換物件變得可能。20Java 的特色：穩固性 Java 沒有記憶體指標(pointer)Java 資料型別的轉換有十分嚴格的檢查 Java 提供例外處理的機制來防護當程式發生錯誤時的破壞情況21Java 的特色：具自動記憶體管理功能 Java 不提供類似 C 中 malloc()及 free()之函數 利用 new()產生新物件，程式設計師不必擔心何時應收回無用的記憶體空間 Java 之執行系統會執行 garbage collection，自動回收已不再使用的物件22Java 開發工具(Java Development Kit,JDK)http:/網址23Java 開發工具(Java Development Kit,JDK)24選擇正確套件NetBean IDE(Integrated Development Environment)JDK(Java Development Kit)JRE(Java RuntimeEnvironment)Java VM(JVM)JavaRuntimeClassesJavaDocs25安裝JDK 詳細安裝步驟另見 從 下載 MS Windows 平台使用 Unix/Linux Mac OS 安裝 設定環境變數(見下下頁)26JDK 的主要內容 javac.exe Java compiler(編譯器)用來將Java 的原始碼編譯成為 bytecode java.exe Java interpreter(解譯器)用來執行 bytecode，實際上即為 JVM appletviewer Java applet 瀏覽器 javadoc.exe 文件產生器 用來自動產生原始碼的說明文件 jdb Java debugger(除錯器)javah C 標頭產生器 javap Java 反組譯器 classes.zip src.zip272829加入;.;c:Program FilesJavajdk1.6.0_03bin30執行範例：“Hello world”可使用任何編輯器撰寫下列程式碼 public class hello public static void main(String args)System.out.println(“Hello world.”);以hello.java 為檔名儲存 執行文字的主的(命令列)功能 鍵盤敲入 javac hello.java 接著你可以在相同的路徑上看到一名為 hello.class 的檔案 鍵盤敲入 java hello(執行 hello.class)在此檔案中找出“public static void main(String arg)”這個方法並且從這裡開始 啟動 JVM，把class 放在裡面並執行 結束 JVM3132使用提示命令字元3334Java 歷代版本沿革Java 1.0Java 1.1Java 1.2Java 1.3Java 1.4Java 1.5(Java 5.0)Java 1Java 235Java 套餐(Package)Java SE(Standard Edition)Java EE(Enterprise Edition)Java ME(Micro Edition)同一個版本的 Java，又分為三種套餐標準版適用於開發用戶端程式企業版適用於開發伺服器端程式手持設備版適用於開發手機、無線設備程式Jini(超微小型用)(與Genie同音)可運用於超微小世界(如資料與科學 之奈米設計)之相關設計，適合於研 發與學界之理論探索36應知的幾個名詞 Java application Java application 與一般獨立執行的應用程式並沒有什麼不同 一定有 main()主程式 能在各種平台之 JVM 上執行 Java applet 一小程式可附予其它程式（譬如網頁瀏覽器）一些功能 可視為在網頁瀏覽程式中執行的應用程式 需有支援 java 之瀏覽器方能執行 一定要繼承自 類別 Servlet Servlet 則是可在 Web Server 上動態執行的 Java 程式 Java Servlet 與 Java applet 最大的不同在前者不具圖形化人機介面37Java 的潛在缺點 速度稍慢 一個沒有經過謹慎設計的Java 程式，執行速度比同樣未經謹慎設計的C 程式要慢，但經過謹慎設計之後效率可以大幅提昇 較耗資源 因為額外加上一個JVM，會額外浪費一些系統資源，但是經過謹慎設計可以大幅改善38 未參加課後練習的成績計算方式 將依期中考或期末考的表現等比例推算。例如：設某次練習滿分為 x 分，而該同學在期中考所得為 y 分(滿分為 z)，則缺席的這次練習所得分數將以(y/z)*x 計算39