Java程序设计介绍

1.2  Java语言的特点
Java语言到底是一种什么样的语言呢？它是一个简单的、面向对象的、网络适用的、解释型的、健壮的、安全的、独立于平台的、可移植的、可扩展的、高性能的、多线程的以及动态的程序设计语言。
1. Java语言的简单性
Java语言最初是为对家用电器进行集中控制而设计的一种语言，因此它必须简单明了，易于学习。Java语言通过提供最基本的方法来完成指定的任务，只需理解一些基本的概念，就可以用它编写出适合于各种情况的应用程序。Java语言是在C和C++语言的基础上产生的，它的风格十分接近C++语言，但要比C++简单得多。Java语言略去了C++语言中容易引发程序错误的地方，例如指针和内存管理。在高级编程语言的所有特性中，不是绝对需要的Java语言都已经删去了，例如Java语言没有算符重载、预处理、多维数组、多重继承等。增加自动垃圾收集功能，用于回收不再使用的内存区域，这不但使程序易于编写，而且大大减少了由于内存而引发的问题。Java语言为程序开发者提供了丰富的类库，使程序的编写变得容易、简单。Java语言的简单性还体现在小型化上。Java解释器、系统模块和运行模块都比较小，适合在小型机器上运行，也适合从网上下载。
2. Java语言的面向对象特性
Java语言是一种彻底的纯面向对象的程序设计语言，它具有面向对象的四大特点：封装、继承、多态和动态。Java语言支持单继承类层次结构。这就是说，每个类一次只能继承一个别的类。Java语言的设计集中于对象及其接口，它提供了简单的类机制以及动态的接口模型。对象中封装了它的状态变量以及相应的方法，实现了模块化和信息隐藏；而类则提供了一类对象的原型，并且通过继承机制，子类可以使用父类所提供的方法，实现了代码复用。
3. Java语言的网络适用性
Java语言是面向网络的语言。通过它提供的类库可以处理TCP/IP协议，用户可以通过URL地址很方便地访问网络资源。Java语言包括一个支持HTTP和FTP等基于TCP/IP协议的子库，它提供一个Java.net包，通过它可以完成各种层次上的网络连接。因此，Java语言编写的应用程序可凭借URL打开并访问网络上的对象，其访问方式与访问本地文件系统几乎完全相同。Java的语言的另一个Socket类提供的可靠流式网络的连接，使程序设计者可以非常方便地创建分布式的客户机（Client）和服务器（Server）应用程序。
4. Java语言的类、类装载性
Java语言提供了大量的类，以满足网络化、多线程和面向对象系统的需要。
（1）语言包提供的支持包括字符串处理、多线程处理、例外处理、数学函数处理等，可以用它简单地实现Java语言程序的运行平台。
（2）实用程序包提供的支持包括哈希表、堆栈、可变数组、时间和日期等。
（3）输入、输出包用统一的“流”模型来实现所有格式的I/O操作，包括文件系统、网络、输入/输出等。
（4）低级网络包用于实现Socket编程。
（5）抽象图形用户接口包实现了不同平台的计算机的图形用户接口部件，包括窗口、选单、滚动条、对话框等，使得Java语言可以移植到不同平台的机器。
（6）网络包支持Internet的TCP/IP协议，提供了与Internet的接口。它支持URL连接及WWW的即时访问，并且简化了客户机/服务器模型的程序设计。
5. Java语言的健壮性
Java语言在编译和运行时，要对可能出现的问题进行检查，以防止错误的产生。它提供自动垃圾收集来进行内存管理，防止程序员在管理内存时产生错误。通过集成的面向对象的例外处理机制，在编译时，Java语言提示出可能出现但未被处理的例外，帮助程序员正确进行选择以防止系统的崩溃。另外，Java语言在编译时还可以捕获类型声明中的许多常见错误，防止动态运行时不匹配的出现。
6. Java语言的安全特性
用于网络、分布环境下的Java语言必须防止病毒的入侵，Java语言不支持指针，一切对内存的访问都必须通过对象的实例变量来实现，这样就防止了程序员使用“特洛伊木马”等欺诈手段访问对象的私有成员，同时也避免了指针操作中容易产生的错误。
7. Java语言的体系结构中立特性
网络一般由各种类型的计算机构成，Internet也是这样。为了使Java程序在任何地方都能运行，Java解释器生成了与体系结构无关字节码（bytecode）指令，只要安装了Java运行时系统，Java程序就可以在任意的处理器上运行。这些字节码指令对应于Java虚拟机中的表示，Java解释器得到字节码后，对它进行转换，使之能够在不同的平台上运行。
8. Java语言的可移植特性
与平台无关的特性使Java程序可以方便地移植到网络上的不同机器。同时，Java类库中也实现了与不同平台的接口，使这些类库可以移植。另外，Java编译器是由Java语言实现的，Java运行时系统由标准C语言实现，这使得Java系统也具有可移植性。
9. Java语言的解释特性
Java语言是解释执行的。程序运行时，Java解释器直接对字节码进行解释执行。字节码本身携带了许多编译信息，使得连接过程更加简单。
10. Java语言的高性能
Java语言的解释器和其他解释执行的语言如BASIC不同，Java语言字节码的设计使之能很容易地直接转换成对应于特定CPU的机器码，从而得到较高的性能。
11. Java语言的多线程
多线程机制使应用程序能够并行执行，并且同步机制保证了对共享的数据的正确操作。通过使用多线程，程序设计者可以分别用不同的线程完成特定的行为，而不需要采用全局的事件循环机制，这样就很容易地实现网络上的实时交互行为。
12. Java语言的动态特性
Java语言的设计使它适合于一个不断发展的环境，在类库中可以自由地加入新的方法和事例变量而不会影响用户程序的执行。另外，Java语言通过接口来支持多重继承，使之比严格的类继承具有更灵活的方式和扩展性。