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Java语言概述 **1.1 程序设计语言概述 1.1.1 计算机程序设计方法和语言 随着计算机硬件与通讯技术的发展，计算机应用领域越来越广泛，应用规模也越来越大，程序设计不再是一、两个程序员可完成的任务，在这种情况下编写程序不再片面追求高效率，而是综合考虑程序的可靠性、可扩展性、可重用性和可理解性等因素。 程序设计方法是独立于具体程序设计语言的一门技术。由于程序设计通常离不开程序设计语言作为工具，所以容易混淆程序设计方法与程序设计语言的概念。程序设计语言的设计目的主要是为了支持某种程序设计方法 。**早期的程序设计 早期的高级程序设计语言有FORTROM、COBOL、BASIC等。这一时期由于追求程序的高效率，程序员过份依赖技巧与天份，不太注重程序的结构，。一个典型问题是程序中的控制随意跳转，即不加限制地使用goto语句，这样的程序对阅读者来说是难以理解的，程序员也难以修改程序。结构化的程序设计 随着程序规模与复杂性的不断增长 ，20世纪60年代诞生了结构化程序设计方法。结构化程序设计方法的主要技术是自顶向下、逐步求精，采用单入口/单输出的控制结构。这一程序设计方法的代表语言是Pascal、C、Ado等。** 自顶向下是一种分解问题的技术，与控制结构有关。逐步求精指对结构化程序进行分解，最终使其成为三种基本控制结构的组合。结构化程序设计的结果是一个程序最终由若干过程组成，每一个过程完成一个明确的功能。面向对象程序设计 虽然结构化程序设计提高了软件生产率和软件质量，但随着程序规模与复杂性的增长，程序中的数据结构变得与这些数据上的操作同样重要。在大型结构化程序中，一个数据结构可能由许多个过程来处理，修改数据结构将影响到所有相关的过程。在由几百个过程组成的成千上万行的结构化程序中，这种情况变得相当麻烦并且容易产生错误。 ** 20世纪80年代兴起的面向对象程序设计方法在结构化程序设计的基础上提出了一种新的设计思路，最重要的改变是程序围绕被操作的数据来设计，而不是围绕操作本身。面向对象程序设计以类作为构造程序的基本单位，具有封装、数据抽象、继承、多态化等特点。较有影响的面向对象程序设计语言有Simula、C++、Java等。 Java语言是在C++语言基础上发展起来的一种适合分布式计算的新型面向对象程序设计语言，也是目前推广最快的程序设计语言。Java语言将面向对象、平台无关性、稳定性与安全性、多线程等特征集于一身，为用户提供了一个良好的程序设计环境，特别适合因特网的应用开发。与当前迅速发展的因特网应用紧密结合是Java语言成功的关键所在。 **1.1.2 计算机程序设计方法和语言面向对象与面向过程的区别 早期的编程语言如Fortran语言和C语言基本上都是面向过程的语言，主要是采用数学语言方式编程的语言，其编程的主要思路专注于算法的实现。 传统的面向过程的编程在描述问题时，由两部分组成：数据：描述实体状态的数据结构；过程：操作这些状态数据的程序和步骤。 面向过程编程的一个显著特点是数据与程序的分开。数据是静止的东西，不会自行变化，必须通过过程操作来改变数据，因此，函数调用在面向过程编程中被大量使用。** 针对程序结构不清晰而无法维护改进的局面。面向对象编程提出了一种全新的思路，让计算机语言结构像人类思维方式一样简单和清晰。 面向对象的软件开发中将世界上的事物均看成对象，任一对象有两个特征：行为与状态。每个对象可以通过自身的行为来改变自己的状态。在面向对象的世界中，通过对象间的协作与交互来运作。由于将对象的操作封闭在对象内，外部要与对象进行交互只能通过给对象发送“消息”，这个消息实际上就是调用对象的某个行为方法，消息中还包括方法的参数。**面向对象程序设计的特性封装性 面向对象的第一个原则是把数据和该数据的操作都封装在一个类中，比如说笔记本电脑就是一个类。笔记本电脑这个类有许多属性，有些是静态的（数据），比如：显示屏的亮度，本身的重量；有些是动态的（对数据的操作），比如：可以按下组合键“ctrl+F4”或“ctrl+F5”来调整显示器的亮度，可以卸掉它的外挂光驱来减轻它的重量。 对象是类的一个实例化结果，对象具有类所描述的所有的属性以及方法。比如不同品牌、不同样式的笔记本电脑之间的共同属性就是它们所属的类——笔记本电脑类的属性。只不过类是抽象的东西，而对象是具体的，对象具有它隶属类的所有属性，包括静态的和动态的。** 每个对象都有自己的存储空间，可容纳其他对象，或者说通过封装现有的对象，可以产生新型对象。因此，尽管对象的概念非常简单，但是经过封装以后却可以在程序中达到任意高的复杂程度。 每个对象都属于某个类。根据语法，每个对象都是某个“类”的实例。一个类的最重要的特征就是“能将什么消息发给它？”，也就是类本身有哪些操作。面