第2章 Java開發(fā)工具及環(huán)境設(shè)置

Java是很出色的面向?qū)ο蟾呒?jí)語言，面向?qū)ο蠹夹g(shù)將在第7章介紹，這里只需要讀者知道這個(gè)概念。正如C語言、C++語言、C#語言一樣，任何高級(jí)語言都需要一個(gè)運(yùn)行平臺(tái)，即編寫Java語言的計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序，需要一個(gè)編輯、編譯和運(yùn)行的環(huán)境，這里將詳細(xì)介紹Java高級(jí)語言的開發(fā)工具及相應(yīng)的環(huán)境設(shè)置。本章將講述應(yīng)用程序的一個(gè)開發(fā)流程，另外還要講述開發(fā)Java程序所要使用的開發(fā)工具，最后會(huì)編寫一個(gè)最簡(jiǎn)單的Java程序，并通過對(duì)程序的具體分析，使讀者能夠?qū)帉慗ava代碼有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)。

本章重點(diǎn)：

□ 開發(fā)工具的下載和安裝。

□ JDK的組成和配置。

□ 編寫并運(yùn)行簡(jiǎn)單的Java程序。

2.1 Java開發(fā)工具簡(jiǎn)介

Java語言是一種解釋型的語言，即讀一句程序執(zhí)行一句，這樣就需要一個(gè)解釋器完成源程序到機(jī)器語言的翻譯過程。同時(shí)Java是跨平臺(tái)的語言，跨平臺(tái)是指Java程序可以在安裝任何操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，其前提是需要安裝Java虛擬機(jī)（JVM），而虛擬機(jī)和解釋器都是JDK的一部分，JDK是Java開發(fā)工具集，它包含一套工具，如剛才講的源程序解釋器、JVM，還包括編譯工具（Javac.exe）、執(zhí)行程序（Java.exe）等。如果想讓運(yùn)行程序的計(jì)算機(jī)知道這些工具的位置，并找到這些工具，就需要下載、安裝、配置并測(cè)試JDK工具。

2.1.1 下載并安裝JDK

與Java相關(guān)的基礎(chǔ)平臺(tái)都是由Sun公司提供的，開發(fā)人員可以通過http://www.oracle.com/ technetwork/java/index.html網(wǎng)站了解有關(guān)Java的最新技術(shù)，并可以下載相關(guān)的軟件。Java網(wǎng)站的首頁如圖2-1所示。

本書中的代碼采用JDK 7.0版本進(jìn)行開發(fā)，因此在Java網(wǎng)站的首頁右側(cè)，單擊“Java SE 7”鏈接，進(jìn)入關(guān)于Java SE 7的下載界面，如圖2-2所示。

在Java SE 7的下載界面中，單擊“JDK Platform(JDK) 7”上面的圖片按鈕，即可進(jìn)入JDK 7.0的下載界面，如圖2-3所示。在JDK 7.0的下載界面中，首先選擇“Accept License Agreement”單選按鈕，本書采用Windows 32位平臺(tái)，因此選擇“jdk-7-windows-i586.exe”，如圖2-4所示。在該界面中，單擊“jdk-7-windows-i586.exe”鏈接，即可下載JDK，如圖2-5所示。

下載到本地的JDK大約為120MB。下載完就可以進(jìn)行安裝，具體安裝步驟如下：

1）雙擊執(zhí)行jdk-7-windows-i586.exe安裝程序，便可自動(dòng)解壓縮進(jìn)行安裝。首先出現(xiàn)的是安裝程序準(zhǔn)備界面，如圖2-6所示。

2）單擊“下一步”按鈕，準(zhǔn)備過程完成后，安裝程序會(huì)自動(dòng)打開“自定義安裝”界面，在該界面中單擊“更改”按鈕，就會(huì)出現(xiàn)“更改文件夾”界面，如圖2-7所示。

3）選擇好相應(yīng)的路徑（如D:\Java\jdk1.7.0），單擊“確定”按鈕，配置好的“自定義安裝”界面如圖2-8所示。

4）然后單擊“下一步”按鈕，JDK即可開始安裝。JDK安裝完畢后，系統(tǒng)會(huì)打開JRE自定義安裝界面，在該對(duì)話框中同樣也可以進(jìn)行路徑的修改，如圖2-9所示。

5）默認(rèn)JRE的安裝路徑，也可以將安裝路徑改為D:\Java\jre7，然后單擊“下一步”按鈕，即可完成安裝。JDK安裝完成的界面如圖2-10所示。

2.1.2 設(shè)定環(huán)境變量

JDK安裝完畢后，還不能馬上使用。如果想使用JDK實(shí)現(xiàn)編譯運(yùn)行Java文件等操作，還需要設(shè)定系統(tǒng)的環(huán)境變量Path與ClassPath，操作步驟如下：

1）在Windows桌面中，用右鍵單擊“我的電腦”圖標(biāo)，彈出快捷菜單。

2）在彈出的快捷菜單中選擇“屬性”，彈出“系統(tǒng)屬性”對(duì)話框。

3）在“系統(tǒng)屬性”對(duì)話框中，選擇“高級(jí)”標(biāo)簽下的“環(huán)境變量”按鈕，彈出“環(huán)境變量”對(duì)話框，如圖2-11所示。

4）單擊“系統(tǒng)變量”區(qū)域中的“編輯”按鈕，在彈出的“編輯系統(tǒng)變量”對(duì)話框中，設(shè)定系統(tǒng)變量名為Path，變量值為D:\Java\jdk1.7.0\bin，如圖2-12所示。

5）單擊“系統(tǒng)變量”區(qū)域中的“新建”按鈕，在彈出的“新建系統(tǒng)變量”對(duì)話框中，設(shè)定變量名為ClassPath，變量值為D:\Java\jdk1.7.0\lib\dt.jar;D:\Java\jdk1.7.0\lib\tools.jar，如圖2-13所示。

6）單擊“系統(tǒng)變量”區(qū)域中的“新建”按鈕，在彈出的“新建系統(tǒng)變量”對(duì)話框中，設(shè)定變量名為JAVA HOME，變量值為D:\Java\jdk1.7.0，如圖2-14所示。

2.1.3 驗(yàn)證JDK環(huán)境是否配置成功

為了驗(yàn)證JDK是否配置成功，打開DOS窗口，在命令提示符下輸入“java”，然后按Enter鍵，若輸出Java的相關(guān)信息，則表示JDK配置成功，如圖2-15所示。

2.2 JDK內(nèi)置工具

Java程序需要運(yùn)行環(huán)境的支持，同時(shí)編譯、解釋Java程序，執(zhí)行Java應(yīng)用程序和Java小程序也需要必要的工具，本節(jié)重點(diǎn)講解JDK中包含的5種常用工具，即Javac.exe、Java.exe、appletviewer.exe、Javadoc.exe和Javap.exe。在JDK中還集成了Java虛擬機(jī)（JVM），JVM提供了Java程序的運(yùn)行環(huán)境，它負(fù)責(zé)解釋.class文件（Java源程序經(jīng)過編譯后的文件），并提交給機(jī)器執(zhí)行。

2.2.1 JDK常用工具

JDK是一個(gè)開發(fā)工具集合，作為實(shí)用程序，工具庫有5種主要程序。

1）Javac：Java編譯器，將Java源代碼轉(zhuǎn)換為字節(jié)碼（生成與源文件名同名的.class文件）。

2）Java：Java解釋器，執(zhí)行Java源程序的字節(jié)碼。

3）appletviewer：小應(yīng)用程序?yàn)g覽器，執(zhí)行嵌入HTML文件中的Java小程序的Java瀏覽器。

4）Javadoc：依據(jù)Java源程序和說明語句生成各種HTML文檔。

5）Javap：Java反匯編器，顯示編譯類文件中可訪問的功能和數(shù)據(jù)，顯示字節(jié)碼的含義。

2.2.2 JDK常用工具的使用實(shí)例

2.2.1節(jié)已經(jīng)詳細(xì)介紹了各種實(shí)用工具的含義，這里就依次介紹如何使用這些工具。

Javac和Java工具在2.3節(jié)通過一個(gè)Java應(yīng)用程序詳細(xì)說明了其用法。這里介紹2.2.1節(jié)所列的其他工具的使用，借用2.4節(jié)中的Java應(yīng)用程序JavaApplet.java。圖2-16說明如何使用appletviewer。

圖2-17說明如何使用Javadoc。

圖2-18為在D盤根目錄下通過各種Javadoc生成的html文件。圖2-19說明如何使用Javap。

本節(jié)詳細(xì)介紹了JDK的幾種常用工具，讀者一定要用心體會(huì)，自己操作一遍，就可以很快掌握這些工具的用法，尤其是Javac.exe和Java.exe，它們是最常用的兩種工具，在2.4節(jié)有具體的操作實(shí)例，讀者可以參考。隨著學(xué)習(xí)的深入，還會(huì)附帶介紹其他工具（如jar打包工具等），對(duì)于初學(xué)者首先掌握本節(jié)介紹的基本工具是最重要的，這樣不會(huì)耽誤下面的學(xué)習(xí)內(nèi)容，同時(shí)為深入學(xué)習(xí)JDK的其他工具打下良好的基礎(chǔ)。

2.2.3 Java應(yīng)用程序的發(fā)布工具

jar文件被打包成ZIP文件格式，所以可以使用jar工具實(shí)現(xiàn)壓縮和解壓縮數(shù)據(jù)。jar工具可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序的發(fā)布，把應(yīng)用程序所需要的資源（如類、視頻、音頻、圖片等）打包成.jar文件，該文件具有跨平臺(tái)特性，可以在任何運(yùn)行虛擬機(jī)的操作系統(tǒng)平臺(tái)上執(zhí)行。

jar工具是JDK的一部分，使用該工具實(shí)現(xiàn)jar文件的基本功能。jar命令將啟動(dòng)打包工具軟件，根據(jù)自己的需要調(diào)用不同的參數(shù)實(shí)現(xiàn)資源文件打包。表2-1為jar工具的操作命令格式和功能。

2.3 一個(gè)簡(jiǎn)單的Java應(yīng)用程序

【實(shí)例2-1】現(xiàn)在已經(jīng)完成了JDK的安裝和相應(yīng)的環(huán)境設(shè)置，下面用Windows下自帶的記事本編輯一個(gè)Java應(yīng)用程序，并執(zhí)行該程序，讀者可以通過該程序的編譯和執(zhí)行對(duì)Java程序的執(zhí)行有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)。

1）編寫源程序：打開記事本，編寫如下的Java程序，并保存在D盤根目錄下，即D:\MyFirstJavaProgram.java。以下是一個(gè)Java應(yīng)用程序，只輸出一句“Hello Java!!!”。

01 //定義一個(gè)類

02 public class MyFirstJavaProgram{

03 //程序執(zhí)行的入口，每個(gè)Java應(yīng)用程序都有一個(gè)main()函數(shù)

04 public static void main(String args[ ]){ //程序的入口函數(shù)

05 //在DOS窗口打印一行字符串：Hello Java!!!

06 System.out.println("Hello Java!!!");

07 }

08 }

【代碼說明】第4行的程序很關(guān)鍵，是Java程序中應(yīng)用程序的入口函數(shù)main()。第6行是輸出的關(guān)鍵，通過println()方法輸出相應(yīng)的內(nèi)容。

2）編譯源程序：?jiǎn)螕簟伴_始”|“運(yùn)行”命令，在“運(yùn)行”對(duì)話框中輸入“cmd”命令，如圖2-20所示。

單擊圖2-20中的“確定”按鈕，打開DOS窗口，進(jìn)入D盤根目錄，在當(dāng)前目錄下輸入“javac MyFirstJavaProgram.java”，編譯有兩個(gè)作用：一是檢查程序的語法錯(cuò)誤，二是導(dǎo)入源程序中需要的類庫，編譯的結(jié)果是.class文件，該文件可以被JVM直接運(yùn)行。如果編譯正確，顯示結(jié)果如圖2-21所示。

【運(yùn)行效果】執(zhí)行程序：在DOS窗口中輸入“java MyFirstJavaProgram”，則程序執(zhí)行結(jié)果如圖2-22所示。

2.4 一個(gè)簡(jiǎn)單的Java Applet應(yīng)用程序

還有一種小應(yīng)用程序，即Applet，其實(shí)它就是一段Java代碼，但這段代碼可以以適當(dāng)?shù)姆绞角度氲紿TML頁面。這里舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，讓讀者對(duì)Java語言在網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用有直觀和初步的認(rèn)識(shí)。

2.4.1 編寫一個(gè)Java Applet

首先打開記事本，編寫代碼如下所示。將文件保存在D盤根目錄下，文件名設(shè)置為JavaApplet.java。這是一個(gè)簡(jiǎn)單的Applet應(yīng)用程序，只輸出一句話“This is my first Java Applet!”。

01       //下面兩行導(dǎo)入實(shí)現(xiàn)Applet需要的類庫
02      import  java.applet.Applet; 
03        import  java.awt .*;
04       //通過繼承方式定義并實(shí)現(xiàn)一個(gè)Applet類JavaApplet
05        public class JavaApplet extends Applet{
06            public void paint(Graphics g){
07            //調(diào)用Graphics對(duì)象g的drawString方法，在html頁面的指定位置打印一行字符串
08                 g.drawString(“This is my first Java Applet!”,20,10);
09            }
10       }

【代碼說明】第2～3行導(dǎo)入實(shí)現(xiàn)Applet需要的類庫，通過import關(guān)鍵字執(zhí)行導(dǎo)入。第5行創(chuàng)建一個(gè)類Java Applet。第8行輸出用戶能看到的結(jié)果。

2.4.2 編寫承載Java Applet的HTML文件

打開一個(gè)記事本，編寫如下代碼，同樣保存在D盤根目錄下，文件名為Applet.html，這是一個(gè)HTML頁面文件。

01  <html>                                 <!--HTML文件標(biāo)簽-->
02  <title> My Applet Test</title>
03  <h1>My Applet Test</h1>
04  <applet
05       //JavaApplet.class就是JavaApplet.Java經(jīng)過編譯后的類，該類在這里得到調(diào)用
06       code =”JavaApplet.class”
07       width=250
08       height=250
09       name=”MyApplet”>                 <!—在HTML文件中插入一個(gè)<applet>標(biāo)簽-->
10  </applet>
11  </html> 

【代碼說明】第1行和第11行的<html></html>是HTML文件的標(biāo)識(shí)。第4～10行在HTML文件中插入了一個(gè)<applet>標(biāo)簽，注意第6行的code屬性為JavaApplet.class，是編譯后的JavaApplet.java。

2.4.3 Java Applet運(yùn)行過程

編譯JavaApplet.java，在DOS窗口中該文件所在的目錄下輸入“javac JavaApplet.java”，如果編譯成功，效果會(huì)如圖2-23所示。在同樣的目錄下輸入“appletviewer applet.html”，效果如圖2-24所示。按Enter鍵后是Java Applet的運(yùn)行結(jié)果，如圖2-25所示。

2.5 Java程序員的編碼規(guī)則

軟件工程發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)非常成熟。對(duì)于程序員編碼的規(guī)則也限定得越來越多。早年天馬行空的編程與企業(yè)的要求漸行漸遠(yuǎn)。每個(gè)公司都會(huì)對(duì)程序員的編碼習(xí)慣進(jìn)行限制，包括命名、格式等。有的可以說是相當(dāng)苛刻，當(dāng)然每個(gè)公司的要求也是不同的，沒必要每個(gè)要求都知道。

如果讀者進(jìn)入公司，按照公司要求的編碼規(guī)范去做即可。這里是筆者搜集的一些基本要求，主要是一些常識(shí)和編碼思想，也是大家都比較認(rèn)同的編碼規(guī)則。如果新入門讀者有的地方不明白也沒有太大關(guān)系，等學(xué)完后面的知識(shí)再回來看這節(jié)內(nèi)容就可以了。

（1）注釋

注釋是用來提供源代碼自身沒有提供的附加信息，主要包含對(duì)代碼的總體說明、步驟說明、設(shè)計(jì)決策信息和其他一些代碼中不容易看出來的信息。

（2）命名規(guī)范

命名規(guī)范提供一些有關(guān)標(biāo)識(shí)符功能的信息，有助于理解代碼，使程序更易讀。

在標(biāo)識(shí)符中，所有單詞的首字母大寫，被稱為駝峰標(biāo)識(shí)。字段、方法以及對(duì)象的首字母小寫。例如：類名可以寫作MyFirstClass，而方法名則要寫成getName()。

如果是常量，則static final基本類型標(biāo)識(shí)符中的所有字母大寫。這樣就可以標(biāo)志出它們屬于編譯期的常量，如MAX LENGTH。

Java包（Package）的包名全部小寫，首字母也不例外。例如，com.java.java.util。

（3）類的測(cè)試

每當(dāng)創(chuàng)建一個(gè)類時(shí)，考慮在該類中寫主方法進(jìn)行測(cè)試，以保證類的正確性和功能的完整性。測(cè)試代碼也可以作為如何使用類的示例來使用。

（4）類的設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)類時(shí)要盡量使其功能單一，只解決某些特定的問題；不要設(shè)計(jì)方法眾多且差別較大的類。

（5）方法的設(shè)計(jì)

方法的設(shè)計(jì)與類一樣，都是盡量明確其功能，簡(jiǎn)明扼要，功能單一。當(dāng)方法過長(zhǎng)時(shí)，盡量考慮將其分解成幾個(gè)方法。

（6）封裝

對(duì)代碼進(jìn)行封裝時(shí)，出于安全方面的考慮，盡可能將方法和屬性“私有”。

（7）采用內(nèi)部類

當(dāng)類和類之間關(guān)系非常緊密時(shí)，可以考慮采用內(nèi)部類來實(shí)現(xiàn)，以改善編碼和維護(hù)的工作。

（8）接口編程

接口主要描述了可能完成哪些功能和方法，而類描述的是具體的實(shí)施細(xì)節(jié)。故當(dāng)需要某個(gè)類作為基礎(chǔ)類時(shí)，盡量考慮將其變成一個(gè)接口。如果不得不使用方法或成員變量，才將其變成一個(gè)抽象類。

（9）繼承

對(duì)于繼承的使用應(yīng)該謹(jǐn)慎，盡量采取實(shí)現(xiàn)接口的方法來達(dá)到目的。只有在必須繼承的情況下才考慮繼承。

（10）分析的順序

對(duì)于項(xiàng)目的分析要從宏觀到微觀，從整體到局部。首先把握項(xiàng)目的整體概況，掌握全局之后再考慮細(xì)節(jié)的實(shí)現(xiàn)。

（11）性能的優(yōu)化

性能的優(yōu)化是考察一個(gè)項(xiàng)目好壞的一個(gè)方面，但并不是最重要的方面。正確的方法是先讓程序運(yùn)行起來，只有在確實(shí)存在性能瓶頸才進(jìn)行優(yōu)化。如果很小性能提升的代價(jià)是代碼的難于理解和維護(hù)，將得不償失。

（12）設(shè)計(jì)與編碼

對(duì)于一個(gè)項(xiàng)目而言，分析設(shè)計(jì)和編碼的時(shí)間比例大約是8∶2，通常會(huì)在擁有完善的設(shè)計(jì)和解決方案以后才進(jìn)行編碼工作，此時(shí)的編碼工作將非常簡(jiǎn)單。如果只是花很少的時(shí)間進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)，那么編碼工作必定困難重重，甚至延長(zhǎng)項(xiàng)目時(shí)間，造成違約。

2.6 常見疑難解答

2.6.1 Java文件擴(kuò)展名是否區(qū)分大小寫

如果用記事本寫了一個(gè)很短的程序，如下所示：

01  //定義一個(gè)類
02  public class FirstJava{ 
03      //程序執(zhí)行的入口，每個(gè)Java應(yīng)用程序都有一個(gè)main()函數(shù)
04      public static void main(String args[]){               //主方法
05       //在DOS窗口打印一行字符串：Hello Java!!!
06          System.out.println(“Hello!!!”);
07       }
08  }

將這個(gè)文件保存在D盤根目錄下，名字為Hello.Java，那么在DOS中的D盤根目錄下執(zhí)行javac命令，根本就不會(huì)編譯這個(gè)文件。將擴(kuò)展名改為小寫的Hello.java，則再執(zhí)行javac命令，就可以編譯通過了。所以說Java文件的擴(kuò)展名區(qū)分大小寫。

2.6.2 Javac xxx.java順利通過，但Java xxx顯示 “NoClassDefFoundError”

Java命令在一定的范圍（ClassPath）內(nèi)搜索要用的Class文件，但是未能找到。遇到這類問題，首先請(qǐng)確認(rèn)沒有錯(cuò)誤輸入成java xxx.class，其次，檢查ClassPath環(huán)境變量，如果設(shè)置的該變量沒有包含“.”（代表當(dāng)前目錄），就會(huì)遇到這個(gè)問題，處理的方法就是在ClassPath環(huán)境變量中加入Java命令的當(dāng)前目錄這一項(xiàng)。

2.6.3 導(dǎo)致錯(cuò)誤“Exception in thread main java.lang.NoSuchMethodError:main”的原因

首先，在程序中，每個(gè)Java文件有且只能有一個(gè)public類，這個(gè)類的類名必須與文件名的大小寫完全一樣；其次，在要運(yùn)行的類中，有且只能有一個(gè)“public static void main(String[] args)”方法，這個(gè)方法就是主運(yùn)行程序。

根據(jù)上面的這種Java結(jié)構(gòu)，當(dāng)遇到Path問題時(shí)，操作系統(tǒng)會(huì)在一定的范圍（Path）內(nèi)搜索javac.exe。如果沒有找到，那么編輯操作系統(tǒng)環(huán)境變量，新增一個(gè)“JAVA HOME”變量，設(shè)為JDK的安裝目錄，再編輯Path變量，加上一項(xiàng)“%JAVA HOME%\bin”，然后關(guān)閉當(dāng)前DOS窗口，再新開一個(gè)DOS窗口，就可以使用javac和java命令了。

2.7 小結(jié)

在學(xué)習(xí)本章時(shí)，讀者一定要注意帶有“說明”和“注意”字樣的內(nèi)容，忽視這些細(xì)節(jié)往往會(huì)造成程序編譯、運(yùn)行的異常，會(huì)給初學(xué)者帶來理解上的困惑。讀者一定要?jiǎng)邮志帉懕菊绿峁┑睦樱挥凶约簞?dòng)手實(shí)踐，才能有所收獲。

2.8 習(xí)題

一、填空題

1.JDK安裝完畢后，還不能馬上使用。如果想使用JDK實(shí)現(xiàn)編譯、運(yùn)行Java文件等操作，還需要設(shè)定系統(tǒng)的環(huán)境變量__________和__________。

2.JDK是一個(gè)開發(fā)工具集合，作為實(shí)用程序，工具庫有5種主要程序：__________、__________、__________、__________ 和__________。

3.在Java中，__________工具可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序的發(fā)布，把應(yīng)用程序所需要的資源（如類、視頻、音頻、圖片等）打包成__________。

4.有一種小應(yīng)用程序，其實(shí)它就是一段Java代碼，但這段代碼可以以適當(dāng)?shù)姆绞角度氲紿TML頁面，這種應(yīng)用程序是__________。

二、上機(jī)實(shí)踐

1.如何把一個(gè)Java Applet程序嵌入到一個(gè)網(wǎng)頁上？

【提示】可以仿照2.4節(jié)的例子來編寫。

2.編寫一個(gè)簡(jiǎn)單的Java程序，測(cè)試Java源代碼的擴(kuò)展名是否區(qū)分大小寫？

【提示】Java源代碼的擴(kuò)展名為“.java”。