程序设计基础整套课件完整版电子教案课件汇总(最新).ppt
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1、程序设计基础(Java版)第第1 1章章 程序设计基础程序设计基础 学习目标l理解计算机系统的组成l了解计算机软件和程序的基本概念l会使用流程图表示程序逻辑l了解Java语言的发展和特点l能够获得、安装和使用Java SDKl能够编译、解释和运行第一个简单Java程序l能够大致了解Java程序的结构l对面向对象有初步的知识lJava程序的编辑、解释和运行1.1 1.1 计算机系统概述计算机系统概述 1.1.1 计算机系统的组成1.1.2 计算机软件概述 1.1.1 计算机系统的组成1.1.2计算机软件概述 计算机软件是指能使计算机工作的程序程序和程序运行时所需要的数据数据,以及与这些程序和数据
2、有关的文档文档。软件软件 =程序程序 +数据数据 +文档文档 1.2计算机程序介绍1.2.1 计算机程序概述1.2.2 程序执行的阶段1.2.3机器语言和高级语言1.2.4 程序逻辑的实现1.2.1 计算机程序概述计算机程序可分为3种类型:l 应用程序应用程序l 操作系统操作系统l 设备驱动程序设备驱动程序1.2.2 程序执行的阶段 程序执行过程从功能上可以分为输入阶段、处理阶段和输出阶段。在输入阶段中,需要通过输入设备向计算机提供字符、声音、图片和动画等数据。在处理阶段中,计算机在输入阶段提供的数据上执行操作,通过中央处理器进行计算、统计、文本编辑、逻辑判断、图形缩放和色彩配置等数据处理。在
3、输出阶段中,计算机通过输出设备以文本、声音、图片或各种控制信号的形式输出处理结果。1.2.3机器语言和高级语言1.机器语言 计算机每做的一次动作,一个步骤,都是按照有序的指令集合来执行的,每个计算机指令都对应一个计算机应该执行的物理操作,这些操作是用0和1序列表示的,它是计算机的内部语言,又称为机器语言。2.汇编语言 机器语言是面向机器的,即某种机器语言只能在某特定型号的计算机上使用,用机器语言编程繁琐,容易出错,且难以记忆和识别。为了克服机器语言的缺点,人们采用助记符来表示机器指令进行程序设计的语言,称为汇编语言。1.2.3机器语言和高级语言3.高级语言 汇编语言是一种符号语言,比机器语言容
4、易理解和掌握,也容易调试和维护。但是编语言仍然是面向机器的语言,即使一个简单任务也需要多条指令才能完成。掌握和使用这种语言比较困难,因此,人们研制出了高级语言。高级语言按转换方式可以分为两类:(1)解释类:应用程序源代码一边由相应语言的解释器“翻译”成目标代码,一边执行。效率比较低,而且不能生成可独立执行的可执行文件,应用程序不能脱离其解释器,但这种方式比较灵活,可以动态地调整、修改应用程序。(2)编译类:编译是指在应用源程序执行之前,就将程序源代码“翻译”成目标代码,因此其目标程序可以脱离其语言环境独立执行。1.2.3机器语言和高级语言4.程序的执行1.2.4 程序逻辑的实现 所有的程序都是
5、为了解决现实生活中的问题而开发的,在开始编写程序之前,必须根据一系列的逻辑步骤来分析要解决的问题。这些步骤包括:l 识别输出和输入要求 l 确定相关的处理方法 l 实现逻辑:用流程图或者伪代码表示出程序逻辑1.2.4 程序逻辑的实现【例例1-1-1 1】用程序逻辑表示工人的月薪用程序逻辑表示工人的月薪某工厂工资以计件形式发放,每月月末根据工人生产的产品个数来计算其月薪:月薪=每生产一个产品的酬金该月生产产品的个数,求工人的月薪。1.2.4 程序逻辑的实现【例例1-1-2 2】用程序逻辑表示应聘用程序逻辑表示应聘者的筛选者的筛选某软件公司欲招聘一位资深系统分析员,很多人前来应征。经过笔试,需要向
6、所有笔试成绩在60分以下的应聘者发出拒绝信,同时通知有资格者前来面试。可以用以下步骤来规划解决方案。1.3 初识Java程序 1.3.1 Java语言的发展和特点1.3.2 JDK的获得与安装1.3.3 一切都是对象(面向对象初步)1.3.4 第一个应用程序(Java Application)1.3.5 第一个小程序(Java Applet)1.3.6 Java程序的结构1.3.1 Java语言的发展和特点 Java语言的主要特点有:1.简单性2.平台无关性3.分布性和安全性4.丰富的API文档和类库1.3.2 JDK的获得与安装 Java的解释器又称为“Java虚拟机(JVM:Java Vi
7、rtual Machine)”,它是一个想象中的机器,它是虚拟计算机或逻辑计算机,实际上是一段负责解释执行Java字节码的的程序。JVM能够从字节码流中读取指令并解释指令的含义,从这个意义上说,Java可以被称为一种“解释型”的高级语言。为了创建、运行和调试Java程序,我们不仅仅需要解释器,还需要编译器和其他一系列工具,这些内容都由一系列文件组成。这些文件的集合称为Java的开发工具。1.3.2 JDK的获得与安装 若要安装Java开发环境,必须有支持该环境的操作系统,Java产品面向的主流平台有Solaris、Linux和Windows等,JDK可以从http:/下载。1.1.下载下载 从
8、http:/下载Java JDK 6的Windows单机版本,得到程序“jdk-6-windows-i586.exe”,2.2.安装安装l对于Windows环境下的JDK安装,可以直接双击运行jdk-6-windows-i586.exe,安装程序会自行解压并配置文件。l根据安装程序向导的指引安装文件,在“许可证协议”对话框中选择点击“接受”按钮即可向下进行。l接受协议后,安装向导会弹出“自定义安装”对话框。1.3.2 JDK的获得与安装l完成“自定义安装”的选择后,点击【下一步】按钮,用户可以在向导提示下完成。1.3.2 JDK的获得与安装3.3.路径设置路径设置如果选择的安装目录是C:jdk
9、,可运行的工具包含在C:jdkbin目录中,设置路径后,可以在任何目录中运行。对JDK的设置主要是环境变量,以方便使用bin目录中的各种工具。如果你使用的是Windows9x操作系统,可以在的C盘根目录的autoexec.bat文件中加入如下语句:set classpath=.;C:jdklib;path=C:jdkbin;设置路径后,需要重新启动计算机。1.3.2 JDK的获得与安装如果使用的是Windows 2000或Window XP等高版本系统,可以选择【控制面板】|【系统】|【高级】|【环境变量】,即可打开“环境变量”对话框。1.3.2 JDK的获得与安装1.3.2 JDK的获得与安
10、装4.4.开发工具简介开发工具简介JDK软件包中常用的工具包括:javac、java、appletviewer、javah、javap、javab、javadoc等,这里介绍最常用的三种。l编译器javacjavac.exe是Java语言的编译器,用来编译Java源程序(.java文件),并生成字节码文件(.class)文件。l解释器javajava.exe文件是Java语言的解释器,用来解释执行Java字节码(.class)文件。l小程序浏览器appletviewerappletviewer.exe提供了一个Java小程序(Java Applet)的运行环境。appletviewer读取嵌入
11、有小程序的HTML文件,并在一个窗口中运行。1.3.2 JDK的获得与安装5.5.测试测试 安装成功后,可以测试一下开发工具是否能够正常使用,一般可以进行“javac”、“java”以及“appletviewer”的测试,最简单的方法可以在命名提示符下输入相应的命令根据提示信息判断,或者对简单的程序进行测试,看是否能够出现预期结果。在命令提示符下,输入“javac”,回车,如果出现如图所示界面,则说明该机器上未安装JDK,或者安装不成功。1.3.2 JDK的获得与安装如果安装成功,则出现图1-12所示界面。1.3.3 一切都是对象(面向对象初步)Java语言是一种面向对象(Object Ori
12、ented,简称OO)的程序设计语言,Java程序是以类为基础构建的,面向对象程序设计(OOP)是当今最流行的程序设计方法,它是我们思考现实世界的一种自然方法,也是编写计算机程序的一种自然方法。我们在现实中看到的万事万物都是对象(对象(objectobject),),所有的对象具有一定的共同处,它们都有属性,属性,他们都表现出一定的行为。行为。人类通过研究对象的属性和观察对象的行为而了解对象。不同的对象可以具有类似的属性和行为,从这些共性可以归纳出某“类”事务的共性,从而得到一个类(类(classclass)。1.3.3 一切都是对象(面向对象初步)在Java语言中定义这个球类,一般就是如下形
13、式:/定义一个球类class 球 /球的属性定义 尺寸;重量;材质;颜色;/球的成员方法定义 滚动();反弹():膨胀();1.3.3 一切都是对象(面向对象初步)面向对象的概念构成了Java的核心,面向对象具有封装、继承和多态三个主要特征。1.封装性它有两个涵义:第一个涵义是,把对象的全部属性和行为结合在一起,形成一个不可分割的独立单位(即对象)。第二个涵义也称作“信息隐蔽”,即尽可能隐蔽对象的内部细节,对外形成一个边界(或者说形成一道屏障),只保留有限的对外接口使之与外部发生联系。这主要是指对象的外部不能直接地存取对象的属性,只能通过几个允许外部使用的服务与对象发生联系。1.3.3 一切都
14、是对象(面向对象初步)2.继承性在面向对象程序设计中,继承是指在已有类的基础上建立一个新类,新类自动拥有父类的所有元素:属性和方法,然后根据需要添加新任务所需要的属性和方法。被继承的类被称为父类或超类,派生出来的类被称为子类或派生类。3.多态性不同对象对于相同的方法表现出不同的理解和响应,如篮球和气球都具有膨胀的方法,但它们的膨胀系统数等确是不同的。在面向对象程序设计语言中,多态性意味着一个对象具有多张面孔。1.3.4 第一个应用程序(Java Application)如果Java解释器是一个独立的应用程序,并可以在操作系统下直接启动,那么它解释执行的程序被称为“Java Applicatio
15、n(Java 应用程序)”;如果Java解释器包含在一个浏览器内部,使得这个浏览器可以解释字节码文件,则这种浏览器能够自动执行的Java程序被称为“Java Applet(Java小程序)”。1.3.4 第一个应用程序(Java Application)如何来开发Java应用程序呢?下面是使用Java SDK的方法。1.编辑一般情况,可以创建一个文件夹用来存放自己的Java源文件,比如可以在D:创建一个文件夹myjava。打开任意文本编辑程序(如记事本),在其中键入例1-3的“Hello World”程序(注意,注释部分可以不写,它不会被执行,只是为了增加程序的可读性)。键入程序后,点击记事本
16、菜单文件,选择保存,在弹出的对话框中,选择保存目录为D:myjava,文件名为FirstApplication.java,保存类型最好选为“所有文件”。1.3.4 第一个应用程序(Java Application)2.编译l进入命令提示符状态:【开始】|【所有程序】|【附件】|【命令提示符】。l转到Java源文件所在目录,在本例中,就是FirstApplication.java存放的目录(在本例中就是转入D:myjava,具体步骤是在命令提示符下输入“d:”,回车,此时命令提示符光标变为“D:”;接着输入“cd myjava”,回车,此时命令提示符光标变为“D:myjava”。l编译:在命令提
17、示符光标后输入javac Hello.java,其中javac是编译命令,Hello.java是要编译的源文件名,如下形式,粗体部分由用户输入。D:myjavajavac Hello.javal回车,如果编译没有通过,会给出错误提示,对源文件改错后,可再次编译,直至编译成功。成功后,命令提示符光标停留在D:myjava后,同时在D:myjava目录下生成了字节码文件FirstApplication.class。1.3.4 第一个应用程序(Java Application)3.运行编译成功后,用解释器java运行字节码文件FirstApplication.class,在命令提示符下转入目录D:m
18、yjava,运行D:myjavajava FirstApplication回车后在命令提示符下显示一行文本“Hello World!”。1.3.4 第一个应用程序(Java Application)【例1-4】对第一个应用程序改进,输出字符串“除了时间,什么也不属于我”。1.3.4 第一个应用程序(Java Application)【例1-5】第一个应用程序的改进,输出多行文字。1.3.5 第一个小程序(Java Applet)【例例1-61-6】输出“Hello World!”的小程序。1.3.5 第一个小程序(Java Applet)【例1-8】对第一个小程序进行改进,输出多行字符串。1.
19、3.6 Java程序的结构package 自定义包名;import 包名;修饰符 class 类名1extends 父类名 /注释 域(属性、变量)修饰符 方法名1(参数表)修饰符 方法名2(参数表)class 类名2 1.3.6 Java程序的结构 从Java程序结构可以看出Java源程序一般由以下三部分组成:1.package语句:表示本程序所属的包,可以没有,最多1条,如果有,必须放在最前边,如果没有,表示本程序属于默认包。2.import语句:表示引入其它类,可以没有,也可以是多条,必须放在类定义前。3.类定义:至少一个,也可以是多个。类定义是Java源程序的主要部分,编写Java程序
20、就是编写各种类的过程。1.3.6 Java程序的结构l定义类的关键字是class,每个类有类头和类体两部分组成。l类头部分除了声明类名外,还可以说明类的继承性,如例1-4。类头部分还可以定义一些修饰府,例如public、static等。l类体部分由括起来,通常由两部分组成,分别描述类的属性和方法。属性部分也称为域,包括常量、变量的定义等,在例1-3和例1-4中没有涉及到,我们在后续章节中再作介绍。方法部分是对方法的定义和实现,方法体也用括起,方法体部分由若干个结尾加上;的语句构成。如例1-3中的main()和例1-4中的paint()就是两个方法。第2章 数据运算2.1 标识符、保留字和分隔符
21、2.2 数据类型2.3 运算符2.4 输入输出初步2.1 标识符、保留字和分隔符2.1.1 标识符2.1.2 保留字2.1.3 分隔符 2.1.1 标识符标识符(identifier)是赋予变量、对象、类或方法的名称。在Java语言中,标识符可以由字母、数字、下划线(_)或美元符号($)组成;标识符必须以字母、下划线(_)或美元符号($)开始(即不能以数字开始);标识符区分大小写,没有规定最大长度。因为Java语言使用Unicode字符集,因此,组成标识符的字母和数字都是广义的。例如字母不仅仅指英文,也可以是中文的、德文的等。2.1.2 保留字abstractcontinuefloatlong
22、shorttruebooleandefaultFornativestatictrybreakdoublegoto*newsupervoidbytedoIfnullswitchvolatilecaseelseimportpackagesynchronizedwhilecatchextendsimplementsprivatethischarfalseIntprotectedthrowclassfinalinterfacepublicthrowsconst*finallyinstanceofreturntransient*2.1.3 分隔符分隔符是用来分隔开Java程序中的基本语法元素的符号,可以
23、分为注释、空白符和普通分隔符。1注释在Java语言中,可以采用三种注释方式:l单行注释,注释形式为:/注释内容 l段落注释,注释形式为,/*注释内容*/l特殊注释:注释形式为:/*注释内容*/,这是Java所特有的一种注释,是为支持JDK工具javadoc而设计的。2空白符空白符包括空格符、回车符、换行符和制表符等。3普通分隔符普通分隔符各具有确定的语法含义,要按照语法规定去使用。有如下四种:大括号():用于定义复合语句、类体、方法体等。分号(;):添加在语句之后。逗号(,):用于分隔变量声明时的各个变量和方法的各个参数等。冒号(:):用于标号和语句之间。2.2 数据类型2.2.1 数据类型概
24、述2.2.2 常量2.2.3 变量2.2.1 数据类型概述类型(type)是程序设计语言中的基本概念,它包括两部分:取值范围和在这些值上的操作。定义一个类型就要定义这两个部分。数据类型有基本数据类型和复合数据类型两种。基本数据类型是不可再分割的数据类型,简称为基本类型或简单类型。简单类型代表单值,而不是复杂的对象。Java是面向对象的,而简单数据类型不是。Java定义了8个基本数据类型:字节型(byte),短整型(short),整型(int),长整型(long),字符型(char),浮点型(float),双精度型(double)和布尔型(boolean),这些类型可以分为四组:l整型:包括by
25、te、short、int和long,它们是有符号整数。l实型:包括float和double,它们代表有小数精度要求的数值。l字符型:包括char,代表字符集的符号,如字母和数字等。l布尔型:包括boolean,表示真、假值。2.2.1 数据类型概述2.2.2 常量对于基本数据类型量,按其取值是否可改变又可分为常量和变量,常量是在整个程序执行过程中不能变化的量,变量是值可以发生改变的量。常量和变量可与数据类型结合起来分类,例如有整型常量、整型变量、浮点常量、浮点变量、字符常量、字符变量等。常量有字面(Literal)常量和符号常量两种。1整型常量Java的整型常量有三种形式:十进制、十六进制和八
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