第2章 Java開發(fā)工具及環(huán)境設置

Java是很出色的面向對象高級語言，面向對象技術將在第7章介紹，這里只需要讀者知道這個概念。正如C語言、C++語言、C#語言一樣，任何高級語言都需要一個運行平臺，即編寫Java語言的計算機應用程序，需要一個編輯、編譯和運行的環(huán)境，這里將詳細介紹Java高級語言的開發(fā)工具及相應的環(huán)境設置。本章將講述應用程序的一個開發(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，最后會編寫一個最簡單的Java程序，并通過對程序的具體分析，使讀者能夠對編寫Java代碼有一個初步的認識。

本章重點：

□ 開發(fā)工具的下載和安裝。

□ JDK的組成和配置。

□ 編寫并運行簡單的Java程序。

2.1 Java開發(fā)工具簡介

Java語言是一種解釋型的語言，即讀一句程序執(zhí)行一句，這樣就需要一個解釋器完成源程序到機器語言的翻譯過程。同時Java是跨平臺的語言，跨平臺是指Java程序可以在安裝任何操作系統(tǒng)的計算機上運行，其前提是需要安裝Java虛擬機（JVM），而虛擬機和解釋器都是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。如果想讓運行程序的計算機知道這些工具的位置，并找到這些工具，就需要下載、安裝、配置并測試JDK工具。

2.1.1 下載并安裝JDK

與Java相關的基礎平臺都是由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Java的最新技術，并可以下載相關的軟件。Java網(wǎng)站的首頁如圖2-1所示。

本書中的代碼采用JDK 7.0版本進行開發(fā)，因此在Java網(wǎng)站的首頁右側，單擊“Java SE 7”鏈接，進入關于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，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，便可自動解壓縮進行安裝。首先出現(xiàn)的是安裝程序準備界面，如圖2-6所示。

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

3）選擇好相應的路徑（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)會打開JRE自定義安裝界面，在該對話框中同樣也可以進行路徑的修改，如圖2-9所示。

5）默認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實現(xiàn)編譯運行Java文件等操作，還需要設定系統(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，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”對話框。

3）在“系統(tǒng)屬性”對話框中，選擇“高級”標簽下的“環(huán)境變量”按鈕，彈出“環(huán)境變量”對話框，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”對話框中，設定系統(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”對話框中，設定變量名為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”對話框中，設定變量名為JAVA HOME，變量值為D:\Java\jdk1.7.0，如圖2-14所示。

2.1.3 驗證JDK環(huán)境是否配置成功

為了驗證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的相關信息，則表示JDK配置成功，如圖2-15所示。

2.2 JDK內置工具

Java程序需要運行環(huán)境的支持，同時編譯、解釋Java程序，執(zhí)行Java應用程序和Java小程序也需要必要的工具，本節(jié)重點講解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（JVM），JVM提供了Java程序的運行環(huán)境，它負責解釋.class文件（Java源程序經(jīng)過編譯后的文件），并提交給機器執(zhí)行。

2.2.1 JDK常用工具

JDK是一個開發(fā)工具集合，作為實用程序，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：小應用程序瀏覽器，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常用工具的使用實例

2.2.1節(jié)已經(jīng)詳細介紹了各種實用工具的含義，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Java應用程序詳細說明了其用法。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)詳細介紹了JDK的幾種常用工具，讀者一定要用心體會，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)有具體的操作實例，讀者可以參考。隨著學習的深入，還會附帶介紹其他工具（如jar打包工具等），對于初學者首先掌握本節(jié)介紹的基本工具是最重要的，這樣不會耽誤下面的學習內容，同時為深入學習JDK的其他工具打下良好的基礎。

2.2.3 Java應用程序的發(fā)布工具

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

jar工具是JDK的一部分，使用該工具實現(xiàn)jar文件的基本功能。jar命令將啟動打包工具軟件，根據(jù)自己的需要調用不同的參數(shù)實現(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 一個簡單的Java應用程序

【實例2-1】現(xiàn)在已經(jīng)完成了JDK的安裝和相應的環(huán)境設置，下面用Windows下自帶的記事本編輯一個Java應用程序，并執(zhí)行該程序，讀者可以通過該程序的編譯和執(zhí)行對Java程序的執(zhí)行有一個直觀的認識。

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Java應用程序，只輸出一句“Hello Java!!!”。

01 //定義一個類

02 public class MyFirstJavaProgram{

03 //程序執(zhí)行的入口，每個Java應用程序都有一個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行的程序很關鍵，是Java程序中應用程序的入口函數(shù)main()。第6行是輸出的關鍵，通過println()方法輸出相應的內容。

2）編譯源程序：單擊“開始”|“運行”命令，在“運行”對話框中輸入“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，進入D盤根目錄，在當前目錄下輸入“javac MyFirstJavaProgram.java”，編譯有兩個作用：一是檢查程序的語法錯誤，二是導入源程序中需要的類庫，編譯的結果是.class文件，該文件可以被JVM直接運行。如果編譯正確，顯示結果如圖2-21所示。

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

2.4 一個簡單的Java Applet應用程序

還有一種小應用程序，即Applet，其實它就是一段Java代碼，但這段代碼可以以適當?shù)姆绞角度氲紿TML頁面。這里舉一個簡單的例子，讓讀者對Java語言在網(wǎng)絡上的應用有直觀和初步的認識。

2.4.1 編寫一個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，文件名設置為JavaApplet.java。這是一個簡單的Applet應用程序，只輸出一句話“This is my first Java Applet!”。

01       //下面兩行導入實現(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現(xiàn)一個Applet類JavaApplet
05        public class JavaApplet extends Applet{
06            public void paint(Graphics g){
07            //調用Graphics對象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行導入實現(xiàn)Applet需要的類庫，通過import關鍵字執(zhí)行導入。第5行創(chuàng)建一個類Java Applet。第8行輸出用戶能看到的結果。

2.4.2 編寫承載Java Applet的HTML文件

打開一個記事本，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HTML頁面文件。

01  <html>                                 <!--HTML文件標簽-->
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，該類在這里得到調用
06       code =”JavaApplet.class”
07       width=250
08       height=250
09       name=”MyApplet”>                 <!—在HTML文件中插入一個<applet>標簽-->
10  </applet>
11  </html> 

【代碼說明】第1行和第11行的<html></html>是HTML文件的標識。第4～10行在HTML文件中插入了一個<applet>標簽，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的運行結果，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。每個公司都會對程序員的編碼習慣進行限制，包括命名、格式等。有的可以說是相當苛刻，當然每個公司的要求也是不同的，沒必要每個要求都知道。

如果讀者進入公司，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，主要是一些常識和編碼思想，也是大家都比較認同的編碼規(guī)則。如果新入門讀者有的地方不明白也沒有太大關系，等學完后面的知識再回來看這節(jié)內容就可以了。

（1）注釋

注釋是用來提供源代碼自身沒有提供的附加信息，主要包含對代碼的總體說明、步驟說明、設計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)范提供一些有關標識符功能的信息，有助于理解代碼，使程序更易讀。

在標識符中，所有單詞的首字母大寫，被稱為駝峰標識。字段、方法以及對象的首字母小寫。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基本類型標識符中的所有字母大寫。這樣就可以標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）類的測試

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

（4）類的設計

設計類時要盡量使其功能單一，只解決某些特定的問題；不要設計方法眾多且差別較大的類。

（5）方法的設計

方法的設計與類一樣，都是盡量明確其功能，簡明扼要，功能單一。當方法過長時，盡量考慮將其分解成幾個方法。

（6）封裝

對代碼進行封裝時，出于安全方面的考慮，盡可能將方法和屬性“私有”。

（7）采用內部類

當類和類之間關系非常緊密時，可以考慮采用內部類來實現(xiàn)，以改善編碼和維護的工作。

（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施細節(jié)。故當需要某個類作為基礎類時，盡量考慮將其變成一個接口。如果不得不使用方法或成員變量，才將其變成一個抽象類。

（9）繼承

對于繼承的使用應該謹慎，盡量采取實現(xiàn)接口的方法來達到目的。只有在必須繼承的情況下才考慮繼承。

（10）分析的順序

對于項目的分析要從宏觀到微觀，從整體到局部。首先把握項目的整體概況，掌握全局之后再考慮細節(jié)的實現(xiàn)。

（11）性能的優(yōu)化

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

（12）設計與編碼

對于一個項目而言，分析設計和編碼的時間比例大約是8∶2，通常會在擁有完善的設計和解決方案以后才進行編碼工作，此時的編碼工作將非常簡單。如果只是花很少的時間進行分析和設計，那么編碼工作必定困難重重，甚至延長項目時間，造成違約。

2.6 常見疑難解答

2.6.1 Java文件擴展名是否區(qū)分大小寫

如果用記事本寫了一個很短的程序，如下所示：

01  //定義一個類
02  public class FirstJava{ 
03      //程序執(zhí)行的入口，每個Java應用程序都有一個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，根本就不會編譯這個文件。將擴展名改為小寫的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）內搜索要用的Class文件，但是未能找到。遇到這類問題，首先請確認沒有錯誤輸入成java xxx.class，其次，檢查ClassPath環(huán)境變量，如果設置的該變量沒有包含“.”（代表當前目錄），就會遇到這個問題，處理的方法就是在ClassPath環(huán)境變量中加入Java命令的當前目錄這一項。

2.6.3 導致錯誤“Exception in thread main java.lang.NoSuchMethodError:main”的原因

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

根據(jù)上面的這種Java結構，當遇到Path問題時，操作系統(tǒng)會在一定的范圍（Path）內搜索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“JAVA HOME”變量，設為JDK的安裝目錄，再編輯Path變量，加上一項“%JAVA HOME%\bin”，然后關閉當前DOS窗口，再新開一個DOS窗口，就可以使用javac和java命令了。

2.7 小結

在學習本章時，讀者一定要注意帶有“說明”和“注意”字樣的內容，忽視這些細節(jié)往往會造成程序編譯、運行的異常，會給初學者帶來理解上的困惑。讀者一定要動手編寫本章提供的例子，只有自己動手實踐，才能有所收獲。

2.8 習題

一、填空題

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

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

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

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

二、上機實踐

1.如何把一個Java Applet程序嵌入到一個網(wǎng)頁上？

【提示】可以仿照2.4節(jié)的例子來編寫。

2.編寫一個簡單的Java程序，測試Java源代碼的擴展名是否區(qū)分大小寫？

【提示】Java源代碼的擴展名為“.java”。