Java 2 - J2SE 1.4版程式設計範例教本陳會安

第一章 程式語言與 Java 的基礎•程式語言的基礎• Java的基礎• Java應用程式開發環境的建立• 建立 Java應用程式

1-1 程式語言的基礎• 1-1-1 程式語言的種類• 1-1-2 物件導向程式設計• 1-1-3 GUI 圖形介面程式設計

1-1-1 程式語言的種類 - 1•低階語言 (Low Level Language)

– 低階語言是一種偏向電腦容易了解的程式語言，因為屬於電腦看的懂的程式語言，所以執行效率高，但是使用者不易學習，例如：• 機器語言 (Machine Language) ：主要使用 0 和 1 二進位表示的程式碼，電腦可以直接執行程式，執行效率最高。• 組合語言 (Assembly Language) ：使用簡單的符號代表機器語言

0 和 1 表 示 的 二 進 位 程 式 碼 ， 只 需 使 用 「 組 譯 程 式 」(Assembler) 將它轉換成機器語言，就可以在電腦上執行，這是一種十分接近機器語言的程式語言。

1-1-1 程式語言的種類 - 2

•高階語言 (High Level Language)– 高階語言是一種接近人類語言的程式語言，如下所示：

• 編譯程式 (Compiler)： C/C++ 等屬於編譯語言，編譯程式需要檢查整個程式檔案的程式碼，在完全沒有錯誤的情況下，才會翻譯成組合語言或機器語言的程式檔案。• 解譯程式 (Interpreter)： Basic 和網頁「腳本」 (Script) 語言，例如： VBScript和 JavaScript 屬於一種解譯語言，解譯程式是一個指令一個動作，一列一列的執行程式碼，相對的執行效率低，但是非常適合系統開發階段的程式除錯。

1-1-2 物件導向程式設計• 「軟體工程」 (Software Engineering) 是專注於研究如何建立正確、可執行和良好撰寫風格的程式碼，嘗試使用一些已經驗證過且可行的方法來解決程式的問題。• 「結構化程式設計」 (Structured Programming) ，這是一種稱為由上而下的程式設計方法。 • 物 件 導 向 程 式 設 計 「 OOP 」 (Object-oriented

Programming) 一種更符合人性化的程式設計方法，將原來專注於問題的分解，轉換成了解問題本質的資料，也就是「物件」 (Object) 。

1-1-3 GUI 圖形介面程式設計• 「 GUI 」 (Graphic User Interface) 圖形介面是一種圖形使用者介面。

– MS-DOS 時代或 UNIX 系統的使用者，或稱為「終端機」 (Terminals) ，應用程式的使用介面是「命令列模式」 (Command-line Interface) 。– 當Windows 作業系統或 UNIX的 X Windows 興起後，程式的使用介面轉換成滑鼠操作，圖示、視窗、按鈕和對話方塊等圖形元件的 GUI 介面。

1-2 Java 的基礎• 1-2-1 Java 的起源• 1-2-3 Java 程式語言

1-2-1 Java 的起源• 在WWW 全球資訊網萌芽的同時， Sun( 昇陽 ) 公司的一個開發小組著手開發在家電控制的軟體技術，由 James

Gosling 帶領的小組計劃開發一種全新的程式語言。• James 剛開始希望能夠將 C++ 擴充成一種新的程式語言，但是困難重重，不得不重新創造一種新的電腦語言定名為 Oak ，這便是 Java 語言的前身。

• Java 的發展初期並不順利， 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，從此 Java誕生了， Java 成為繼 C/C++語言之後，一種劃時代的程式語言。

1-2-2 Java 程式語言－ Java平台• Java 程式語言的「平台」 (Platform) ，平台是一種結合硬體和軟體的執行環境，簡單的說，電腦程式是在平台上執行，因為 Java 是與硬體無關和跨平台的程式語言，所以 Java平台屬於一種軟體平台，主要是由 JVM和 Java API兩個元件所組成。

1-2-2 Java 程式語言－ JVM

• Java 編譯程式可以將 Java 原始程式碼編譯成「位元組碼」 (Bytecode) ，這種程式 碼 是 一 種虛擬的 機 器 語 言 ， 稱 為「 JVM 」 (Java Virtual Machine) ，換句話說，電腦需要 JVM 的解譯程式才能夠解譯和執行位元組碼。

1-2-2 Java 程式語言－ JVM

1-2-2 Java 程式語言－ Java API

• Java API 是軟體元件的集合，也就是在C/C++ 語言所謂的函式庫，提供 GUI 元件、檔案處理、資料庫存取和網路等相關的類別和介面，稱為「套件」(Package) 。

1-2-2 Java 程式語言－特點• Java 是一種簡單、功能強大、高效能和物件導向的程式語言，不只如此， Java還擁有一些傳統程式語言所沒有提供的特點，如下所示：

– 分散式 (Distributed)– 多執行緒 (Multi-Threading)– 垃圾收集 (Garbage Collection)– 例外處理 (Exception Handling)

1-3 Java 應用程式開發環境的建立• 1-3-1 JDK 的安裝• 1-3-2 JDK 的環境設定• 1-3-3 程式編輯工具

1-3-1 JDK 的安裝• Java 開發工具「 Java Development Kit」 (JDK)擁有很多種版本，本書使用的是 J2SE(Java 2

SDK Standard Edition)。 J2SE 可以從網路上免費下載，目前最新的版本是 1.4 ，其網址如下：– http://java.sun.com/products/

• 在下載Window版本的開發工具檔案【 j2sdk-1_4_0-win.exe】後，只需執行此檔案，就可以安裝 JDK 。

1-3-2 JDK 的環境設定• Windows ME的環境設定：新增環境變數 PATH的搜尋路徑「 C:\j2sdk1.4.0\bin」，其中 C:\j2sdk1.4.0是 JDK的安裝路徑。

• Windows 2000的環境設定：新增環境變數 Path 的搜尋路徑「 C:\j2sdk1.4.0\bin」，其中 C:\j2sdk1.4.0是 JDK 的安裝路徑。

• Windows XP的環境設定：和Windows 2000 相似，新增環境變數 Path 的搜尋路徑「 C:\j2sdk1.4.0\bin」，其中 C:\j2sdk1.4.0是 JDK 的安裝路徑。

1-3-3 程式編輯工具• Java 程式碼檔案是一個標準的 ASCII文字檔案，可以 使 用任何文字編輯器 ，像是 Windows 記事本、 WordPad 等進行程式碼的編輯。

– 記事本：Windows 的記事本就可以編輯 Java 程式碼。– SynEdit程式編輯工具：光碟附上Matthew

Inman設計的免費程式碼編輯工具 SynEdit，提供 Java關鍵字和不同色彩標示的程式碼編輯功能，還可以整合編譯和執行 Java 程式。

1-4 建立 Java 應用程式• 1-4-1 第一個 Java 程式• 1-4-2 Java 程式編譯和執行時的錯誤訊息• 1-4-3 Java 程式的寫作風格

1-4-1 第一個 Java 程式• Java 應用程式開發的步驟，如下所示：

– Step 1 ： 使用記事本或編輯工具建立 Java 原始程式碼檔案，副檔名為 .java。

– Step 2 ： 使用檔名 javac.exe的 Java 編譯程式，將原始程式檔案編譯成 Bytecode 的類別檔案，副檔名為 .class。

– Step 3 ： 使用 JVM 解譯程式 java.exe 執行類別檔案。

1-4-2 Java 程式編譯和執行時的錯誤訊息　• 如果 Java 程式在編譯時有錯誤產生，例如： Ch1_4_2.java 是一個錯誤的 Java 程式，其編譯過程，如下圖所示：

1-4-2 Java 程式編譯和執行時的錯誤訊息• 程式錯誤訊息的說明，如下所示：

– Ch1_4_2.java ：指出錯誤是在 Ch1_4_2.java 程式檔案的第 8 列，最後是錯誤說明，表示發現無法理解的符號。– symbol ： 指出錯 誤 的 符 號 是什麼， 以此例 是

printer 方法。– location ：指出錯誤產生的位置，在「 ^ 」符號指出錯誤的地方，原來是將 println拼錯成 printer。

1-4-3 Java 程式的寫作風格 -1

• 程式敘述 (Statements)： Java 程式是由程式敘述所組成，一列程式敘述如同英文的一個句子，內含多個運算式、運算子或 Java關鍵字，如下所示：int balance = 1000;interest = balance * rate;System.out.println(" 第一個 Java 應用程式 ");

1-4-3 Java 程式的寫作風格 -2• 「 ;」程式敘述結束符號：代表程式敘述的結束，使用「 ; 」符號可以在同一列程式碼撰寫多個程式敘述，如下所示：

balance = 10000; rate = 0.04; interest = balance * rate;• 程式區塊 (Block)：程式區塊是由多個程式敘述組成，使用「 { 」和「 } 」符號包圍，如下所示：

public static void main(String[] args){ // 顯示訊息 System.out.println(" 第一個 Java 應用程式 ");}

1-4-3 Java 程式的寫作風格 -3

• 程式註解是程式的重要部分，因為良好的註解文字不但能夠了解程式的目的，並且在程式維護上，也可以提供更多的資訊。• Java 的程式註解是以「 // 」符號開始的列，或放在程式列後的文字內容，如下所示：

// 顯示訊息System.out.println(" 第一個 Java 應用程式 "); // 顯示訊息

• 如果註解文字不只一列，可以使用「 /* 」和「 */ 」符號標示註解文字，如下所示：

/* 程式範例 : Ch1_4_1.java */

1-4-3 Java 程式的寫作風格 -4• 在 Java 如果同一列的程式碼太長，基於程式編排的需求，可以將它分成兩列編排。因為 Java 屬於自由格式的程式語言，並不需要使用任何符號，直接分成兩列即可，如下所示：

System.out.println (" 第一個 Java 應用程式 ");