1995年，SUN MicroSystem公司开发的Java编程语言闯入Internet，并随即成为最热门的话题。经过近5年的发展，Java技术逐渐变得稳定和可靠，它正日益成为客户机、数据库和其它服务器之间进行通信的“中间件”。Java之所以受到众人瞩目，源于其强大的移植能力，多线程处理和连网能力，这也是Java的魅力所在。目前，Java开发包的版本已发展到JDK1.2.2，我们常说的Java2是平台，包括JDK1.2.2。
一、Java起步
1.Java的特点
Java主要用来编写网络应用程序，如电子商务平台，网上股票交易系统等。这是由它的平台无关性、安全性等特点决定的。具体说来，Java包括如下特点：
(1)简单。这是和C++比较而言的，由于Java是从C++中衍生并改进的，它省略了C++中一些罕见的、难以理解和极易混淆的特性。如：Java没有指针、头文件、复杂数据结构、友元、虚拟基础类等，Java不支持goto，无需人工操作内存进行内存释放等。
(2)可移植性。Java程序只需编写一次，便可运行于Windows/NT，Unix，Solaris等操作系统。
(3)面向对象。Java是面向对象程序设计语言，其所有功能均是通过“对象点取方法”的方式实现。
(4)解释型。Java程序经过编译后，生成字节码，然后经过JVM(Java虚拟机)的解释才能运行。但它并不是如QBasic语言的纯粹解释型语言。
(5)分布式。具强大的网络编程能力，如Java可很容易地打开一个Socket网络连接，可用来编写CGI脚本，以及Applet(小应用程序)和Servlet(服务器小应用程序)。
(6)健壮性。由于Java没有指针，有效地避免了内存的出错，程序不易崩溃。
(7)多线程。Java的多线程编程比其它语言更加容易实现。
(8)安全。Java是目前最安全的一种程序设计语言，各种安全机制有效地避免了网络黑客的进攻。
(9)动态性。Java与不断发展的工作环境有很好的相容性，可将新代码随时加入到一个正在运行的程序，可以很容易的向类文件中添加新方法和新实例变量。
(10)中性结构。Java编译器生成的是一种中性的对象文本格式，只要对方安装了Java运行时间库，可在很多处理器中执行，而同计算机体系无关。
2.Java虚拟机JVM
Java虚拟机是通过软件模拟的方式来提供了各种硬件平台规范。Java程序之所以与平台无关，正是因为通过了不同平台的JVM的解释。一般Java开发包和WEB浏览器都提供和支持JVM。
3.垃圾回收机制Garbage Collection
不需要编写任何额外的代码，Java的垃圾回收机制就能自动检查和回收不再需要的内存。有效的避免了内存冲突和程序崩溃，这是Java语言的一大优点。
4.Java开发包JDK(Java Development Kit)
要编译和运行Java程序，必须安装JDK。最新版本的JDK1.2.2可从SUN公司的站点www.sun.com免费下载，安装后约有129M左右。在x:\jdk1.2.2目录下，可以看到\bin，\docs等子目录，其中\bin存放Java编译、运行的各种工具，\docs存放Java基本类库的的API文档，打开该目录下的index.html文件，即可查阅Java中所有的类及其成员。
5.Java程序的运行方法
在安装JDK后，有以下几种方法可运行Java程序：
(1)方法1
①配置autoexec.bat文件：
path=c:\jdk1.2.2\bin
set classpath=.;x:\jdk1.2.2
②用记事本等文本编辑器编辑Java源文件，存盘文件名为xxxx.java， 其中xxxx必须是源文件中的公共类名。
注意：Java程序是严格区分大小写字母的，在Java应用程序中，有且仅有一个公共类，且类名首字母必须大写。
③在MS-DOS方式下，
编译Java程序：javac xxxx.java
运行Java程序：java xxxx
(2)方法2
使用EditPlus2或TextPad等文本编辑器，在其“工具”菜单栏配置好Java编译及运行工具后，可直接在这些编辑器中运行Java程序。
(3)方法3
使用JBuilder等可视化的集成开发调试环境。
本文推荐初学者使用第二种方法，即使用EditPlus2作为Java的编写及运行工具。
6.经典的HelloWorld.java程序
源代码如下：
public class HelloWorld{
public static void main(String args[]){
System.out.println("Hello World！");
}
}
说明：HelloWorld―公共类名；
main()―主方法，java应用程序的入口；
String args[]―main()方法的参数为字符串数组；
void―主方法的返回值；
staitic―主方法为静态方法；
public―主方法的访问权限为公共范围；
System―java基础类库中的一个类，位于java.lang包中；
out―System类的静态成员；
println()―显示文本的方法。
二、Java的标识符、关键字和数据类型
1.标识符
(1)注释
// 单行注释；
/* */ 多行注释；
/**/ 文档注释；
(2)标识符
包括a-z和A-Z五十二个英文字母，0-9十个数字及下划线“_"和“$”。注意数字不能作为首字符，关键字不能作为标识符。
2.关键字(见
表)
注意：Java关键字全部小写；const、goto是Java保留字，在程序中不能使用。
3.数据类型
(1)基本类型
包括boolean、char、byte、short、int、long、float、double八种数据类型。
如： int i;//声明一个整型变量i。
(2)引用类型
包括对象和数组两种类型。
如：Date mybirthday;//声明一个Date型变量mybirthday。
三、表达式与流程控制
1.表达式
(1)变量及其作用域
变量按存在的位置可分为成员变量和方法变量(或叫自动变量)，例如：
class A{
int i； //成员变量，作用域：整个类的内部。
void m(){
float f； //方法变量，作用域：该方法的内部。
}
}
(2)初始化变量
方法变量定义在方法体内部，在方法执行时被创建，方法退出时被破坏，其占用的内存被垃圾回收机制自动回收。方法变量在使用前必须赋初值。而类的成员变量可以隐式初始化，即成员变量若不赋初值，将隐式初始化成默认值。各种数据类型的默认初始值见
表：
(3)逻辑运算符“&&”与“||”的短路行为
例如：
String s=null;
if((s！=null)&&(s.length()>5)){
//do something with s
}
在上例中，由于&&左边的表达式(s！=null)为false，所以，对其右边的表达式(s.length()>5)将不作判断，即使s.length()会导致NullPointerException。
短路行为会给程序带来隐患，应特别注意。
(4)字符串连接符“+”
例如：String s1=“First”；
String s2=“and Second”；
String s=s1+s2;
结果为：s=“First and Second”
(5)移位运算符(对二进制数进行)
<< 左移运算符；如：1001<<2得：0100
>> 带符号右移运算符；如：1001>>2得：1110
>>> 不带符号右移运算符；如：1001>>>2得：0010
2.流程控制
(1)程序分支
①if(){}
else if{}
else{}
②switch(表达式0){
case 表达式1：语句；break;
case 表达式2：语句；break;
default：语句；
}
(2)程序循环
①while(){}
②for(){}
③do{}while()
四、数组
1.一维数组
数组的声明和创建，如：int i=new int[5]
数组元素初始化，如：i[0]=3;i[1]=5;
或：int i[]={0，1，2，3，4};
Date d[]={today，yesterday，tomorrow};
2.多维数组
声明和创建，如：int i[][]=new int[2][3];
int []i[]=new int[2][];
int [][]i=new int[2][];
或：int i[][]=new int{{1，0，0}，{1，1，0}};
注意：数组的元素相当于类的成员变量，可隐式初始化；多维数组在创建时必须指明第1维大小，其它维可动态创建。
五、对象和类
通俗地讲，类是对具有相同特征的一类事物的抽象描述，而对象是类的实例。这正如模具与铸件，人类与张三的关系一样。
1.类的定义
[访问权限] [修饰符]class 类名 [extends 超类名] [implements 接口列表]{类体}
其中，[ ]内表示可选项；
访问权限包括：public 公共类；
(default) 一般类；
修饰符包括：final 终态类，表明该类不能有子类；
abstract 抽象类；
超类：即该类的父类；在Java中，只允许允许用extends实现单继承。
接口：用一个类来反映两个或更多的父类，需用到接口。
2.方法定义
[访问权限] [修饰符] 返回值 方法名([参数列表]) [throws 异常列表]{[方法体]}
其中：
[ ]内表示可选项；
访问权限包括：public 该方法在所有类中都能访问；
protected 在同一个包内和该类的所有子类中都能访问；
(default) 在同一个包内可以访问；
private 只能在本类中访问。
修饰符包括：static 静态方法，表明该方法无需创建类实例就可直接使用；
final 终态方法，表明该方法不能被覆盖；
abstract 抽象方法，表明该方法无方法体；
synchronized 线程同步方法。
3.类的封装
public class MyDate{ //声明公共类MyDate
int day;//声明成员变量
int month;
int year;
public void addDay(){ //创建方法addDay()
//方法体代码
}
}
MyDate d=new MyDate(); //创建MyDate类的一个实例对象d
d.addDay(); //实例对象d点取(调用)addDay()方法
4.方法重载
在同一个类中，有时出现多个方法名相同的方法，称为方法重载。方法重载时，参数列表必须不同。在调用重载的方法时，根据传入不同类型和个数的参数，由系统自动选择调用不同的方法。例如：
class Print{
public void println(int i){...}
public void println(float f){...}
public void println(String s){...}
}
5.构造函数
在Java中，构造函数是特殊的方法，函数名必须和类名一致，且没有返回值，用new关键字调用，其主要目的是构建与初始化对象。格式如下：
[访问权限] 类名 ([参数列表]) [throws 异常列表]{[函数值]}
例如：class Date{
public Date(int x，int y，int d){...}//构造函数
Date d=new Date(2001，1，1); //调用构造函数
}
在上例中，若不定义构造函数，则缺省的构造函数为public Date(){}。
6.继承
继承是面向对象编程语言的一个重要特征，在Java中，用extends表示继承，如：
class Person extends Mammal
其中，Person表示子类，Mammal表示父类或超类。
继承时，子类可继承父类所有的方法和成员变量(私有成员和构造函数除外)，同时子类可扩展父类的方法或拥有自己新的成员变量和方法。
7.方法覆盖
子类虽然继承了父类的方法，但在子类中可以对父类的方法进行重新改写，这称为方法覆盖。例如：
class Mammal{
void walk(){...}
}
class Person extends Mammal{
void walk(){...} //子类中的walk()方法覆盖了父类中的walk()方法
}
注意：方法覆盖时，子类方法与父类方法必须具有相同的方法名，返回值类型和参数列表，子类方法的访问权限不能小于父类中的该方法。
8.多态性
多态是面向对象编程语言的另一个重要特征，Java通过方法重载和方法覆盖来实现多态。通过方法重载，一个类中可以有多个具有相同名字的方法，根据传递给它们不同个数和类型的参数来决定使用哪种方法。这样就大大简化了方法的实现和调用，程序员不需记住很多方法名，只需传入相应的参数即可。对于覆盖或继承的方法，Java运行时根据调用该方法的实例类型来决定选择调用哪个方法。对子类的一个实例，如果子类重写了父类的方法，则运行时调用子类的方法。如果子类继承了父类的方法(未重写)，则运行时调用父类的方法。
例如：class Employee{...}
class Manager extends Employee{
Employee e=new Manager(); //将子类的实例对象赋给父类引用
}
e.addSalary(); //调用子类Manager的addSalary()方法，而不是
//父类中的该方法
六、Java的高级语言特性
1.static(静态)关键字
(1) static成员变量只占据一个存储空间；
(2) static方法和static成员变量可以不用创建类实例而直接调用；
(3) static方法在覆盖时必须保持static属性。
2.final(终态)关键字
(1) final方法不能被覆盖；
(2) final类没有子类；
(3) final变量表示常数。
3.abstract(抽象)关键字
(1) abstract类不能被实化，只能间接通过子类实化；
(2) abstract方法没有方法体，可以通过方法覆盖定义方法体。
注意：抽象类中不一定要包含抽象方法，但一旦某个类中包含了abstract方法，则这个类必须声明为abstract类。
4.接口interface
(1) 接口是一个特殊的抽象类，其内部的方法全是抽象方法；接口的定义如下：
[public] [final] interface 接口名 [extends 接口列表]{[接口体]}
(2) 通过实现接口，可以实现多继承；
(3) 接口内部的成员变量只能定义成static final;
(4) 接口中的方法默认为public，所以在实现一个接口的时候，来自接口的方法必须定义成public，且来自接口的方法必须全部实现，即使有些方法什么也没做。
5.内部类
一个类可以定义在另一个类的内部，称为内部类。例如：
class A{
class B{ } //内部类可嵌套定义
}
class C{
void m(){
class D{ } //内部类可在方法体内定义
}
}
6.封装类
作用：将八种基本数据类型作为对象看待，从而可以运用对象的方法。这八种基本数据类型对应的封装类如
表所示：
7.矢量类
矢量类是一种类似于数组的对象，它的容量可以自动扩张和收缩，在java.util包内定义。例如：
Vector();//构建一个空矢量，初始容量为10，容量自动加倍；
Vector(20，10);///构建一个空矢量，初始容量为20，容量增幅为10;
七、异常处理
Java程序在调试运行过程中，常发生异常，从而导致程序终止。除了改正语法错误使程序调试通过，对于一些非语法错误引起的异常，如打开一个并不存在的文件，网络连接失败等，可以通过捕获异常，使程序继续执行。
1.抛出异常
在Java程序中可以使用throws在方法声明中抛出异常，或在方法体中用throws抛出异常。并且，在调用该方法时，必须进行异常处理。例如：
public class A{
public void method() throws Exception {
//code
}
}
2.捕获异常
Java中，用如下代码结构捕获和处理异常：
try{被保护代码}
catch(异常类型){异常处理代码}
finally{终结处理代码}
例如：try{unsafeMethod();
code1;
}catch(Exception e) {
code2;}
finally{code3;}
code4;
在不发生异常的情况下，code1，code3，code4被执行；
在可捕获异常的情况下，code2，code3，code4被执行；
在不可捕获异常的情况下，执行code3后，程序终止。
八、基于图形界面(GUI)的Java程序编制
1.Java.awt包
通过GUI，用户和程序可以非常方便的进行交互。Java的抽象窗口工具包AWT(abstract window toolkit)中包含了很多的类来支持GUI设计。AWT由java.awt包提供，其中包含了很多的GUI控件，如按钮、菜单、框架以及布局管理器、监听器等。
2.容器和控件
Java中的容器主要包括Frame，Pannel，Applet等；控件主要包括Button，Checkbox等。控件和容器只能定位在容器内。
3.布局管理器
为容器添加布局管理器后，控件在容器中的具体位置就由布局管理器来决定。若不对容器指定布局管理器，则容器使用默认布局管理器。如Frame的默认布局管理器为BorderLayout， Panel的默认布局管理器为FlowLayout。
Java中包括五种布局管理器：
(1)FlowLayout流布局管理器：控件在容器中首尾相结依次排列。
(2)BorderLayout边界布局管理器：容器分为东西南北中五个方位，控件可布置在任一方位。
(3)GridLatout网格布局管理器：容器被划分为等分网格，控件可布置在任一空格内。
(4)CardLayout卡片布局管理器：控件象一叠卡片一样，一次只有一个卡片可见。
(5)GridBagLayout网格袋布局管理器：最复杂的布局管理器，它是一个没有任何限制的网格布局。
4.AWT事件模型
JDK1.2中使用授权事件模型，即控件只对注册了相应监听器的事件作出反应。例如：在一个Button上，只有注册了ActionListener，才会对鼠标事件做出反应，否则，鼠标按在Button上，将没有任何反应。下
表是Java中常用的监听器接口及其方法。
5.AWT控件库
·Button按钮
·Checkbox复选框
·RadioButton单选框
·Choice下拉列表框
·Canvas画布
·TextField文本域
·TextArea文本区
·Label标签
·List列表框
·Dialog对话框
·FileDialog文件对话框
·ScrollPane滚动板
·Menu菜单
6.Swing组件
Swing是实现Java GUI的第二代工具包，它建立在AWT的基础上，但比AWT控件更灵活，简便，功能更多，种类更齐全。有关Swing组件的详细信息，可参阅其它相关资料。
7.GUI例程：一个完整的TestButton.java程序
import java.awt.*;//引入awt包；
import java.awt.event.*;
public class TestButton implements ActionListener {//实现监听器接口
public void go(){ //定义go()方法；
Button b = new Button("Press me");//创建按钮；
Frame f = new Frame("TestButton");//创建框架；
f.add(b，BorderLayout.CENTER); //将按钮加入框架，并置于边//界布局管理器的中央；
b.addActionListener(this); //为按钮注册行为监听器；
f.setSize(100，100); //设置框架的大小为100╳100;
f.setVisible(true); //使框架可见；
}
public void actionPerformed(ActionEvent e){ //实现监听器方法；
System.out.println("Button is pressed！");
}
public static void main(String args[]){ //主方法；
TestButton t=new TestButton(); //实例化TestButton类；
t.go(); //调用go()方法；
}
}
九、Java小应用程序Applet
Applet(小应用程序)是嵌套在HTML页面里的一种Java类，它需要通过WEB浏览器的下载并在浏览器中执行。
1.Applet方法和生命周期
在Applet的生命周期中有4个主要方法：
init():Applet的入口。在Applet中，可以不显式调用init()，而由程序自动调用，除非要改变，才编写init()方法；
stop()：当离开当前页面或由原始尺寸变为最小化，调用stop()方法；
start()：当返回原页面或页面由最小化变为原始尺寸，或者调用完init()方法后，调用start()方法；
destroy():Applet运行完毕，自动调用destroy()方法。
2.Applet的显示
Applet在本质上是一个图形，可由下面三个方法显示：
paint()；显示图形；
repaint()；重画图形；
update()；更新图形；
3.高级小程序代码
getDocumentBase()；返回当前浏览器HTML页面的URL地址；
getCodeBase()；返回Applet代码的URL地址；
getImage()；打开图像文件；
getAudioClip()；打开声音剪辑；
4.Applet例程：“Hello World！”
(1)编写HelloWorld.java源代码
import java.awt.*;//引入awt包的所有类库文件；
import java.applet.*;//引入applet包的所有类库文件；
public class HelloWorld extends Applet{//小应用程序必须extends Applet
public void paint(Graphics g){//系统自动调用绘图方法；
g.drawString(“Hello World！，25，25);//在坐标25，25处输出字符串；
}
}
(2)将HelloWorld.java编译生成HelloWorld.class文件。
(3)编写HTML代码HelloWorld.html
<html>
<applet>
<applet code=HelloWorld.class width=100 height=100>
</applet>
</html>
(4)观看Applet
在IE等浏览器中打开HelloWorld.html，即可看到该Applet的运行结果；或者用appletviewer观看，只需在DOS命令行下，输入以下命令即可：
appletviewer HelloWorld.html